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(gè)點(diǎn)對應(yīng)于地都有個(gè)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(bǔ)充一點(diǎn)我的理解就是：在數(shù)值的絕對值變化不是很大的時(shí)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(shí)（例如電機(jī)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(shí)采用差動的方式，使得控制的量始終在一個(gè)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(gè)等值、反相的信號（如V+和V-），接收端通過比較這兩個(gè)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(diǎn)信號

另外常見的單端信號則是： 一個(gè)信號傳輸中，以它的系統(tǒng)“地”（GND）被用作電壓基準(zhǔn)點(diǎn)（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(shí)，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(gè)方面：

a.抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí)，幾乎是同時(shí)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(shí)序定位精確，由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個(gè)信號的交點(diǎn)，而不像普通單端信號依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時(shí)序上的誤差，同時(shí)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(hù)基本原理

電流差動保護(hù)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(xiàng)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(shí)，這種原理具有絕對的選擇性。光纖電流差動保護(hù)原理主要有全電流差動、故障分量差動及零序差動保護(hù)三種。

全電流差動保護(hù)

目前國內(nèi)常用的全電流差動保護(hù)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(shí)滿足時(shí)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(shí)，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(hù)可靠不動作。

國外常用的全電流差動保護(hù)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(shí)，式（2-5）具有相同制動作用。在制動系數(shù)相同時(shí)，從提高被保護(hù)線路內(nèi)部故障時(shí)差動保護(hù)靈敏度的角度，采用式（2-4）的保護(hù)判據(jù)較之式（2-5）的保護(hù)判據(jù)具有較高的靈敏度！ 另一方面，若從提高被保護(hù)線路外部故障時(shí)差動保護(hù)安全性的角度，雖然采用式（2-4）的保護(hù)判據(jù)與式（2-5）的保護(hù)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(hù)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(hù)大多采用式（2-3）、（2-4）的判據(jù)。強(qiáng)調(diào)提高區(qū)內(nèi)故障時(shí)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(diǎn)，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(hù)

電流差動保護(hù)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(hù)計(jì)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(hù)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(diǎn)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(hù)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(shí)間短，在整個(gè)故障處理過程中只能短時(shí)開放，其余時(shí)間還得使用全電流差動保護(hù)。

零序差動保護(hù)

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(hù)。利用兩端零序電流構(gòu)成的零序電流差動保護(hù)，可作為保護(hù)高阻接地故障的一種后備保護(hù)，其判據(jù)為：

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

三種差動保護(hù)的配合使用

故障分量電流差動保護(hù)不受負(fù)荷電流的影響，靈敏度高，但存在時(shí)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(shí)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(hù)靈敏度高，可在無法使用故障分量電流差動保護(hù)的少數(shù)場合（如故障頻繁發(fā)生而且間隔很短的時(shí)候） 彌補(bǔ)全電流差動保護(hù)靈敏度不足的缺陷。零序電流差動保護(hù)需要100 ms 左右延時(shí)以躲過三相合閘不同時(shí)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(jì)算誤差。