变压器差动保护整理

设变压器两侧额定电流分别为
若取
I
Y T.n
, I
T.n
K TA I T.n 5
35 A
5A
则：变压器Y侧，电流为 变压器 侧，电流为
1.3相位补偿后，电流互感器变比的选择

采用相位补偿后，取：
变压器三角形侧电流互感器的变比为 K 变压器星形侧电流互感器的变比为
TA

I T.n
I res max I res 。 ， I res 。 ， I res 。3 1 2 .
比率制动式差动保护的动作特性
I
动作判据为：
I res I res.0 I res.0 I res I res.1 I res I res.1
I op.min I op I op.min K1 I res I res.0 I op.min K1 I res.1 I res.0 K 2 I res I res.1
10000KVA以下的小容量变压器，当过 电流保护的动作时限大于0.5秒且灵敏度满 足要求时，在电源侧装设电流速断保护。 接线：
电源侧为直接接地系统时，保护采 用完全星形接线； 电源侧如为非直接接地系统， 采用 两相不完全星形接线
二、变压器电流速断保护的整定原则
1.动作电流的整定值 以下两个条件计算，选择其中较大者。
组变压器
内部故障时
双绕组变压器
Ir I2 I2 1 K TA
1 1
I I k
Ik
TA
双绕组变压器

取：动作分量 I op I 2 I 2 I h I L 制动分量
I res I 2 1 I I I 2 2 h L 2
当任一相差动电流大于0.1In（TA二次 额定电流）时，启动TA断线判别程序。
判据：本侧三相电流中一相无电流，而 本侧其它两相和另一侧各相电流与启动 前电流相等，判为是TA断线。
5．差动保护程序框图
告警信号
告警
闭锁保护
闭锁保护
TA断线信号
小结：
一、变压器纵差保护的特殊问题 1.因各侧相位不同产生的不平衡

动作电流： 方法2：取三个制动电流量中的最大值。 制动电流：
I res 。 1 1 Ih Im IL 2
I op I h I m I L
I res 。 2
1 Ih IL Im 2
I res 。 3
1 IL Im Ih 2

差动保护的动作条件：
I 2 I 2 I 2 I 2 2
Ih IL Ih IL 2
2）对于三绕组变压器
动作电流： I op I h I m I L
制动电流： 方法1：取变压器各侧电流中最大的电流。
I res max I h , I m , I l
4．减小励磁涌流影响的措施
（1）采用具有速饱和铁芯的差动继电器。
（2）采用二次谐波制动的差动保护。
（3）利用间断角闭锁的差动保护。
（三）各侧电流数值不等引起的 不平衡电流

1．计算变比与标准变比不完全符合 如： I unb＝4.56－4.33 0.23 A
整定计算时应考虑平衡系数，如：
K b 4.56 / 4.33
（三）各侧电流数值不等引起的 不平衡电流
2．两侧TA的型号不同 整定计算时考虑同型系数 型号相同 K 0.5
st

型号不同
K st 1
（三）各侧电流数值不等引起的 不平衡电流
3．变压器带负荷调整分接头

设：变压器由115KV改在110KV抽头位置, 则:
I
Y T .n

31500 3110
Sn 3U n
②计算变压器各侧TA二次计算电流
I 2c
I1n K TA
K con
I1n I1n 5
K con 5 K con
2.2幅值补偿
③计算电流平衡调整系数
Kb
设以高压侧二次额定电流为基准，则： 高压侧平衡系数为
K bh 1
K bm I n m .c I n h .c

1.励磁涌流的影响 I exs
I1 I 2 I m
Im K TA
I r I unb
2．产生励磁涌流的原因
铁芯中的磁通不能突变
铁芯中出现一个暂态磁通 铁芯中的磁通将达到最大值 铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大
2 m s
3．励磁涌流的特点
（1）包含有非周期分量 （2）幅值大，但衰减快 （3）包含有高次谐波分量 （4）波形之间有间断
中压侧平衡系数为
低压侧平衡系数为
K bl
I n l .c I n h .c
（二）变压器励磁涌流的影响 及减小影响的措施

1.励磁涌流的影响 I exs
变压器的励磁涌流是指在变压器空载合
闸或者外部故障切除后电压恢复时，可能出
现的较大的励磁电流。
（二）变压器励磁涌流的影响 及减小影响的措施
（1）躲过变压器负荷侧母线上k1点短 路时，流过保护的最大短路电流计算。 即：
I op K rel I k .max
（2）躲过变压器空载投入时的励磁涌流，根 据实践经验，一般取动作电流大于3～5倍 的变压器额定电流。即:
I op (3 ~ 5) I t .n
2. 灵敏度校验
取保护安装处(d2点) 两相短路时 的最小短路电流校验。
（二）励磁涌流鉴别的原理
1. 二次谐波闭锁原理 采用：三相差动电流中二次谐波电流与基 波电流的比值，作为励磁涌流闭锁的判据。 闭锁判据为： I
K 2.res
d。 .2
K 2.res I op .1
整定范围为0.1～0.3，通常取0.15
实用中：
2.间断角识别原理
根据：励磁涌流波形有间断角的特点‘ 采用：波形比较技术将变压器的励磁涌流和 故障电流分开。 判据如下：
4.56 A
I2
1732 2000 5
4.33 A
Y I unb I 2 I 2 4.56 4.33 0.23 A
2. 微机型变压器差动保护的相位补偿及电流平衡调整
当各侧电流互感器都采用星形接线时， 利用软件对变压器星形侧电流 进行相位和幅值的补偿。
2.1相位补偿
Ir I2 I2
1 K TA
I I k
1 1
Ik
TA
二、变压器纵差保护的特殊问题
（一）因各侧相位不同产生的不平衡电流
及相位补偿 1．常规型变压器差动保护的相位补偿
1.1因相位不同而产生的不平衡电流 1.2相位补偿
相位补偿
1.3相位补偿后，电流互感器变比的选择
设：星形侧三相电流采样值分别为
Y IU
Y IV
Y IW
则：用作差动保护计算的三相电流为
Y Y IU I U I V Y Y IV I V I W
Y Y IW I W I U
2.2幅值补偿
电流平衡调整系数
Kb
①计算变压器各侧的一次额定电流
I 1n
2.变压器励磁涌流的影响及减小影响的措施； 3.各侧电流数值不等引起的不平衡电流
二、微机型变压器差动保护
1.比率制动的纵差保护
2.励磁涌流鉴别的原理
3.差动速断保护
4.电流互感器断线监视
第四节 变压器的电流速断保护
一、变压器电流速断保护的装设原则 二、变压器电流速断保护的整定原则
一、变压器电流速断保护的装设原则
165 A
I
Y 2
3165 300 5
4.76 A
I unb 4.76 4.33 0.43 A
整定计算时应考虑因带负荷调压所引起的相对误差
三、变压器纵联差动保护的构成及原理
（一）比率制动的纵差保护


1.和差式比率制动的差动保护
1）对于双绕
正常及外部故障时
I － I 1 I － I I I r 2 2 1 1 unb K TA
Ks
2) I k( .min
I op
2
5
Y 3 I T.n
Y K TA
5
或按下列条件选择TA变比
K TA 2 K TA1 / 3
＝
I T.n
I
Y T.n
KT
例：
ST .n 31500 KVA,
Y侧
Y U T .n 115 KV ,
Y I T .n
侧
U T.n 10.5 KV
I T.n ST .n 3U
set
set
通常取：
set 140 set 65
（三） 差动速断保护
只要任一相差动电流大于差动 速断的整定值，保护瞬时动作。 动作判据为：
I k I s . set
I k 为变压器差动电流，
I s . set
为差动电流速断保护定值。
（四）电流互感器断线监视
第三节 变压器差动保护

一、变压器纵联差动保护的基本原理
一、变压器纵联差动保护的基本原理
1. 正 常 及 外 部 故 障 时
I － I 1 I － I I I r 2 2 1 1 unb K TA
一、变压器纵联差动保护的基本原理
2. 内 部 故 障 时
T .n
I T .n
TA接线方式 计算变比
ST .n 3U
Y T .n
158 A
1732 A

K
Y TA
Y
5 274 5 ,

Y 3 I T .n
K
TA

I T.n 5

1732 5
标准变比 二次电流 不平衡电流
K
Y TA

300 5
K TA
2000 5
I
Y 2
3158 300 5