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06-18
1．变压器差动保护 的工作原理与线路差动保护原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值。
2。
变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等，且变压器各侧电流的相位往往不同不同的。
因此，为保证纵差动保护正确动作，必须适当选择各侧电流互感器的变比，并适当选择各侧电流相位补偿，使两侧二次电流在正常运行和外部短路故障期间是相等的。
例如图8-5 3所示的双绕组变压器。
变压器纵向差动保护的特点 1、励磁涌流特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 当变压器空载运行或电源断电时外部故障排除后恢复，变压器励磁电流值可达变压器额定励磁电流的6～8倍。
通常称为励磁涌流。
（2）励磁涌流产生的原因 因为在稳定状态下，铁芯中的磁通量应滞后于外加电压90°。
当电压瞬时值u=0时，开关瞬间闭合，铁芯中的磁通量一般答案为-Φm。
然而，由于铁芯中的磁通量不能突然突变，因此会存在磁通量+Φm的非周期分量。
如果考虑剩磁Φr，半个周期后铁芯内的磁通量将达到2Φm+Φr，其幅值如图8-6所示。
这时，变压器铁芯就会严重饱和。
如图8-7所示，变压器的励磁电流值会变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流特点： ①励磁电流数值较大，且含有明显的非周期成分，使得励磁电流波形明显向时间轴一侧偏斜。
②励磁涌流含有明显的高次谐波，其中二次谐波是励磁涌流的主要成分。
③励磁涌流波形存在间断角。
表8-1励磁涌流实验数据示例 (4)克服励磁涌流对变压器纵向差动保护影响的措施： ①采用差动继电器配合快速饱和变换器构成差动保护; ②采用二次谐波制动原理的差动保护； ③采用间断角原理的变压器差动保护； ④ 变压器差动保护采用模糊辨识闭锁原理。
2。
不平衡电流产生的原因 （1）稳态下不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同 电力系统中的变压器常采用Y、d11接线。
因此，变压器两侧电流的相位差为30°。
如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°。
如果两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧相应相的二次电流也会相差30°左右，从而产生较大的不平衡电流。
② 电流互感器计算变比与实际变比不同 由于变比标准化，导致实际变比与计算变比不一致，导致电流不平衡。
【实例分析1】电流互感实际变比与计算变比差异引起的不平衡电流分析 表8-2中变压器型号、变比、Y、d11 连接。
计算由于电流互感器实际变比与计算变比不同而引起的不平衡电流。
计算结果如表8-2所示。
从表8-2可以看出，由于电流互感器的实际变比与计算变比不同，正常情况下会产生0.21A的不平衡电流。
表8-2计算变压器额定运行时差动保护臂不平衡电流 ③变压器各侧电流互感器型号不同 由于各侧电压等级和额定电流变压器的结构不同，每个变压器不同侧不同型号的电流互感器具有不同的饱和特性和励磁电流（减少到同侧），导致差动电路中存在较大的不平衡电流。
④ 变压器调载分接器 变压器调载分接器是电力系统中调节电压的一种方法。
改变抽头就是改变变压器的变压比。
在整定计算中，差动保护只能按照一定的变比整定，并选择合适的平衡线圈，以减少或消除不平衡电流的影响。
差动保护投入运行后，更换调压分接头时，一般不可能重新操作差动保护的电流回路，因此会出现新的不平衡电流。
不平衡电流的大小与电压调节范围有关。
（2）瞬态不平衡电流 瞬态过程不平衡电流特点： ①瞬态不平衡电流含有大量非周期成分，偏离时间轴一侧。
②暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后于原边电流最大的时间（根据这个特性，依靠保护的延时来避免暂态不平衡电流必然会影响快速性）的保护甚至使变压器变得更糟是不可接受的）。
8.3.3 减少不平衡电流的措施 (1)减少稳态条件下的不平衡电流 变压器差动保护各侧使用的电流互感器应专门选择D级变压器差动保护电流互感器;当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护电路的二次负载必须满足10%的误差要求。
(2)减少电流互感器二次负载 这实际上相当于降低了二次侧端电压，相应地降低了电流互感器的励磁电流。
减少二次负荷的常用方法有：减小控制电缆的电阻（适当增大导线截面，尽可能缩短控制电缆的长度）；使用电流互感器进行弱电流控制（二次额定电流为lA）等。
（3）使用气隙较小的电流互感器 这种电流互感器铁芯剩磁较小。
当一次侧电流较大时，电流互感器不易饱和。
因此，励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。
同时，电流互感器的暂态特性也得到改善。
(4)采用相位补偿，减少变压器两侧电流相位不同造成的不平衡电流。
如果变压器为Y型，则d11接线的相位补偿方法是在变压器的星形侧连接电流互感器。
三角形，将电流互感器以星形连接在变压器的三角形一侧，如图8-10(a)所示，以补偿30°相位差。
图8-10(b)显示了星形侧初级电流和三角形侧初级电流及其相位关系。
采用相位补偿接线后，变压器星侧电流互感器二次回路侧差动臂中的电流（右上图中红色）与二次侧电流完全同相δ侧电流互感器电路，如图8-10(c)所示。
这样，差分电路两侧的电流就具有同相。
②数值补偿 变压器星侧变流器变比 变压器三角侧变流器变比 ③软件校正 微机保护中采用软件进行相位校正 （5）减少不平衡计算出的变比与电流互感器标准变比不同而产生的电流，采用数值补偿 ①使用自耦变压器。
②在BCH型差动继电器中使用平衡线圈。
③利用变压器微机保护软件中的补偿系数，尽量减少差动电路的不平衡电流。
（6）差动保护整定计算时应考虑互感器两侧电流互感器型号不同引起的不平衡电流 。
(7)变压器差动保护整定计算时考虑了变压器有载调节分接头产生的不平衡电流 。
稳态条件下，变压器差动保护的不平衡电流可由下式确定 （8）减少暂态过程中非周期分量电流的影响 ①差动保护采用具有饱和特性的高速中间转换器， ②采用具有制动特性的差动继电器或基于间断角原理的差动继电器等，并采用其他方法解决非饱和影响的问题。
瞬态过程中的周期性分量电流。
8.3.4 和差比制动差动保护原理 1．双绕组变压器变比制动差动保护原理。
(1) 和差比制动动作判据 ① 差动电流： ② 制动电流： ③差动保护动作第一判据： ④制动比系数： ⑤外部故障时，保护将不能可靠动作。
应满足以下准则： ⑥差动保护动作第二准则 2。
比率制动特性设定 (1)最小启动电流Iact0 (2)拐点制动电流Ibrk0可选择 (3)最大制动系数Kbrk.max和制动特性斜率S ①最大制动系数 ② 比率制动特性曲线如下图 ③ 比率制动系数 设定值D取0.3~0.5 ④比率制动特性的斜率S。
从上图可以看出， 当Ibrk0 ，即比率制动特性的折线BC经过坐标原点时，在任意制动电流下都有相同的制动系数。
（4）内部故障灵敏度校核 在系统最小运行模式下，计算变压器出口金属短路的最小短路电流（周期分量），同时计算对应的制动电流，按相应的变比制动 查出的特性与起动电流相对应，灵敏度系数 要求Ksen>2.0 3、三绕组变压器变比制动的差动保护原理。
对于三绕组变压器，差动保护原理与二绕组变压器相同，但差动电流、制动电流和最大不平衡电流应作相应改变。
差动电流和制动电流分别为 ，在有些变压器差动保护中，直接取三边中的最大电流作为制动电流，即 最大不平衡电流的计算公式如下： 在微机保护中，考虑数值补偿系数，误差很小Δm≈0，则上式为 4。
励磁涌流阻断原理 采用二次谐波制动原理 变压器励磁涌流含有大量的二次谐波成分，一般占基波成分的40%以上。
利用差动电流中二次谐波的比例作为制动系数，可以识别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止变压器空载合闸时保护误动作。
差动保护中，差动电流二次谐波的幅值用固定值D3表示，那么只要大于固定值D3，就可以认为发生了励磁涌流，保护不应该操作。
仅当该值小于D3并且满足比率差的其他标准时才允许保护动作。
∴变比差动保护第三判据应满足以下公式 二次谐波制动系数D3，有0.15、0.2、0.25三种系数可供选择。
5。
差动速断保护 （1）采用差动速断保护的原因 一般情况下，可采用基于比率制动原理的差动保护作为电力变压器的主保护。
但当出现严重的内部故障和较大的短路电流时，TA会严重饱和，交流暂态传输会严重恶化。
TA二次侧将基波电流为零，高次谐波分量增大，反映二次谐波的判据误闭合比率制动原理的差动保护，不能反映该区域的短路故障。
只有当暂态过程经过一定时间时，基于比率制动原理的差动保护只有在TA退出暂态饱和比率制动原理时才会动作，从而影响了比率差动保护的快速动作。
因此，基于变压器变比制动原理的差动保护还应配备差动速断保护作为辅助保护。
在发生严重内部故障时加快保护动作。
差动速断保护是差动电流过流瞬时速动保护。
(2)差动速断整定值根据最大不平衡电流和励磁涌流整定。
6。
变压器变比差动保护程序逻辑框图 (1) 变压器差动保护程序逻辑框图 2) 变压器差动保护程序逻辑原理 程序逻辑框图中，D1=Iact0, D2 =KrelId/Ibrk 为比率制动系数 的设定值，D3 为二次谐波制动系数值的设定值。
可见，比率差动保护动作的三个判据呈“与”关系（图8-14中的与门Y2），必须同时满足才能跳闸。
差动速断保护是比率差动保护的辅助保护。
其设定值为D4=Iact.s。
当比率差动保护不能快速反应该区域的严重故障时，差动速断保护应迅速脱扣出口，不得延误。
因此，这两种保护呈“或”逻辑关系（图8-14中 的或门H3）。
当TA二次回路断开时，比率差动保护会产生较大的差动电流而误动作。
因此，TA断线锁定的NO门必须经过与门Y3后，插座才能运行。
当TA断开时， 和门Y3被锁住，无法退出。
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