什么是差動_差動概念及三種差動詳解

差動的解釋有以下三種：

解釋一

差動輸入輸出就是雙線制的輸入輸出，英文為line drive。是以兩線的電壓差來輸入輸出信號，與之相對的是單線制。

舉例：我們家庭用電為220v，這就是差動的值。地球上每個點對應(yīng)于地都有個電壓值，這是單線制。

解釋二

“單線”和“差動”是一對概念，“單線”是絕對值，“差動”是相對值。我能補充一點我的理解就是：在數(shù)值的絕對值變化不是很大的時候（就像人體的體溫值），應(yīng)該采用單線輸入輸出；而在數(shù)值的絕對值變化很大時（例如電機的轉(zhuǎn)速可從負(fù)的幾百到正的幾百），如果采用單線輸入輸出，那儀表的量程將需要很大，量程大就意味著精度不高，所以這時采用差動的方式，使得控制的量始終在一個較小的范圍內(nèi)變化，這樣就有利于獲得比較高的控制精度。

解釋三

首先我們所說的差動信號，即同等于我們模擬電子中所說的差分信號（Differential Signal）（可能區(qū)域差異存在叫法不能同）。

差分信號（Differential Signal）

通俗地說，就是驅(qū)動端發(fā)送兩個等值、反相的信號（如V+和V-），接收端通過比較這兩個電壓的差值來判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號的那一對走線就稱為差分走線。

單端共點信號

另外常見的單端信號則是： 一個信號傳輸中，以它的系統(tǒng)“地”（GND）被用作電壓基準(zhǔn)點（0V），一根線的信號作為信號（如高電平為0，低電平為1）。當(dāng)“地”當(dāng)作電壓測量基準(zhǔn)時，這種信號規(guī)劃被稱之為單端的。

差分信號和普通的單端信號走線相比，最明顯的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面：

a.抗干擾能力強，因為兩根差分走線之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時，幾乎是同時被耦合到兩條線上，而接收端關(guān)心的只是兩信號的差值，所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。

b.能有效抑制 EMI，同樣的道理，由于兩根信號的極性相反，他們對外輻射的電磁場可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。

c.時序定位精確，由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個信號的交點，而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時序上的誤差，同時也更適合于低幅度信號的電路。

目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指這種小振幅差分信號技術(shù)。

三種差動

光纖電流差動保護基本原理

電流差動保護原理是以基爾霍夫電流定律為基礎(chǔ)的，適用任何數(shù)量支路的條件，其判據(jù)亦有很多種，但不論是哪一種判據(jù)，其基本部分（動作量）總是以nΣi=1.li為基礎(chǔ)的，其中Ii為任一支路的電流（規(guī)定母線流向線路為電流正方向），n 為線路數(shù)。各種判據(jù)的區(qū)別在于附加的制動項構(gòu)成的方法不同，但它們都是各線路電流的函數(shù)，可簡單將其歸并為兩端電流，分別以Im 和In 表示。系統(tǒng)接線如圖2-2所示。

在不考慮輸電線分布電容、分布電導(dǎo)和并聯(lián)電抗器的影響時，這種原理具有絕對的選擇性。光纖電流差動保護原理主要有全電流差動、故障分量差動及零序差動保護三種。

全電流差動保護

目前國內(nèi)常用的全電流差動保護判據(jù)為：

其中，Izd為定值; K為制動系數(shù)（0《K ≤1）。 式（2-3） 為輔助跳閘判據(jù)，式（2-4） 為主判據(jù)，兩式同時滿足時發(fā)跳令。

式（2-3） 、（2-4） 的動作特性如圖2-3 所示，制動量隨兩側(cè)電流大小、相位而改變，Im = In 時，制動量為零，動作最靈敏，區(qū)外故障，Im = - In ，制動量》動作量，保護可靠不動作。

國外常用的全電流差動保護判據(jù)為：

公式（2-3）、（2-4）和（2-5）兩式的不同之處在于制動量的選取不一樣。在內(nèi)、外部故障時，式（2-5）具有相同制動作用。在制動系數(shù)相同時，從提高被保護線路內(nèi)部故障時差動保護靈敏度的角度，采用式（2-4）的保護判據(jù)較之式（2-5）的保護判據(jù)具有較高的靈敏度！ 另一方面，若從提高被保護線路外部故障時差動保護安全性的角度，雖然采用式（2-4）的保護判據(jù)與式（2-5）的保護判據(jù)有相同的幅值裕度，但采用式（2-5）的判據(jù)無疑具有更大的相位裕度。 因此，僅從差動保護的基本特性分析，式（2-4）和式（2-5）各有優(yōu)劣，國內(nèi)的分相電流差動保護大多采用式（2-3）、（2-4）的判據(jù)。強調(diào)提高區(qū)內(nèi)故障時的靈敏度。

式（2-3）、（2-4）和（2-5）構(gòu)成的動作判據(jù)具有概念明確、形式直觀、動作特性分析方便等優(yōu)點，在一般情況下能滿足靈敏度和穩(wěn)定性的要求。

故障分量差動保護

電流差動保護由于將負(fù)荷電流引入制動量，從而降低了區(qū)內(nèi)故障的靈敏度， 如果參與差動保護計算的是故障分量電流，則可消除負(fù)荷電流的影響，使靈敏度得以提高。

故障分量差動保護判據(jù)為：

故障分量電流是從故障后電流中減去短路前瞬間負(fù)荷分量或區(qū)外短路電流得到，其特點是完全消除了負(fù)荷電流或區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障電流的影響。故障分量電流差動保護可有效地反映重負(fù)荷下的高阻接地故障，但由于突變量電流存在時間短，在整個故障處理過程中只能短時開放，其余時間還得使用全電流差動保護。

零序差動保護

為提高輸電線路對接地故障的靈敏性，一般都配有零序電流差動保護。利用兩端零序電流構(gòu)成的零序電流差動保護，可作為保護高阻接地故障的一種后備保護，其判據(jù)為：

當(dāng)區(qū)內(nèi)發(fā)生特大電阻接地時， 在分相差動保護拒動的情況下， 可由零序差動保護動作經(jīng)一個短延時切除三相。非全相運行時零序電流差動保護受負(fù)荷的影響。而且由于零序差動保護的整定需躲過外部三相短路時的不平衡電流，故障分量差動保護僅需躲過負(fù)荷狀態(tài)下實有的最大不平衡差動電流，因此在實際應(yīng)用中故障分量電流差動保護將具有更高的靈敏度。零序電流差動保護需在故障發(fā)生后有足夠的延時（100 ms左右） 以躲過三相合閘不同時等因素的影響。因此在動作速度上故障分量電流差動保護也具有明顯的優(yōu)勢。

三種差動保護的配合使用

故障分量電流差動保護不受負(fù)荷電流的影響，靈敏度高，但存在時間短，在首次故障使用。穩(wěn)態(tài)量電流差動受負(fù)荷電流及過渡電阻的影響，靈敏度下降，可在全相及非全相全過程使用。零序電流差動僅反應(yīng)接地故障，接地故障時故障分量差流和零序差流相等，零序差動不比故障分量電流差動保護靈敏度高，可在無法使用故障分量電流差動保護的少數(shù)場合（如故障頻繁發(fā)生而且間隔很短的時候） 彌補全電流差動保護靈敏度不足的缺陷。零序電流差動保護需要100 ms 左右延時以躲過三相合閘不同時等因素的影響及三相門口短路測量誤差和暫態(tài)分量引起的計算誤差。