变压器的差动保护
变压器差动保护原理
变压器差动保护原理
变压器差动保护是一种常用于高压变压器保护的电气保护装置。
其原理是通过比较变压器两侧电流的差值，来识别是否存在故障或异常情况。
具体工作流程如下：
1. 变压器差动保护系统由一台差动继电器和多个电流互感器组成。
电流互感器分别连接到变压器两侧的主绕组，将电流信号传递给差动继电器。
2. 差动继电器内部设有比较电路，用于比较两侧电流的差值。
如果变压器正常运行，两侧电流应该保持平衡。
3. 如果存在故障，比如主绕组中出现短路或地故障，将导致两侧电流不平衡。
差动继电器将通过比较电路检测到这种差异，从而触发保护动作。
4. 差动继电器的动作可以通过断开变压器的断路器或刀闸来切断故障电流，保护变压器和其他设备免受损坏。
5. 为了提高差动保护的可靠性，通常还会配置差动保护的备用继电器和互感器，并采用冗余的电源供电系统。
综上所述，变压器差动保护通过比较变压器两侧电流的差值来识别故障，并触发保护动作，从而保护变压器和其他设备的安全运行。
变压器差动保护
变压器差动保护一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）；二：差动保护的定义由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述：1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高=220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A,I1’：流过变压器高压侧的一次电流；I”：流过变压器低压侧的一次电流；I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；nh：高压侧电流互感器CT1变比；nl：低压侧电流互感器CT2变比；nB：变压器的变比；各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2”I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB2、区内：CT1到CT2的范围之内；3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）单相接地故障以及匝间、层间短路故障；四：差动的特性1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图：下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性：o：图二的坐标原点；f：差动保护的最小制动电流；d：差动保护的最小动作电流；p：比率制动斜线上的任一点；e：p点的纵坐标；b：p点的横坐标；动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时，由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此，图中阴影部分，即差动保护的动作区；制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区；比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。
变压器差动保护范围
变压器差动保护范围
1.概述
变压器是电网输配电系统中最常见的设备之一，也是最关键的元件之一。
变压器差动保护是变压器保护的核心部分之一。
差动保护是指在变压器两侧测量电流，将测量值相减后得到的差值与保护设备中的设置值进行比较，一旦差值超出限值则启动保护动作。
2.差动保护的失效原因
差动保护通常是由高速继电器实现的，而高速继电器在实际运行中会出现很多问题，比如脉冲干扰、系统阶跃响应、误信号等等，这些都可能导致差动保护的失效。
3.差动保护范围
差动保护范围包括了变压器、变压器引出线以及其它相关元件。
其中变压器通常由两个侧面构成，变压器差动保护作用于两侧。
4.差动保护的应用
差动保护主要应用于大型变压器，但对于不同规格的变压器我们也需要选择相应的差动保护元器件，并注意相关设置值的调节。
5.总结
差动保护是保护大型变压器的首选方案，但其实现可能存在各种问题。
因此，在实际应用中需要根据不同情况灵活选择差动保护元器件和设置相关参数，以使得差动保护起到预期的保护效果。
变压器的差动保护
2、由变压器两侧电流互感器变流比选择引起的不平衡电流及其消除措施 由于变压器的电压比和电流互感器的变流比各有标准，因此不太可能使之完全 配合恰当，从而不太可能使差动保护两边的电流完全相等，这就必然在差动回路 中产生不平衡电流，为了消除这一不平衡电流，可在电流互感器的二次回路接入 一个自耦电流互感器来进行平衡，或利用速饱和电流互感器中的平衡线圈或专门 的差动继电器中的平衡线圈来实现平衡，消除不平衡电流。 3、 由变压器励磁涌流引起的不平衡电流及其减小措施 由于变压器空载投入时产生的励磁涌流只通过变压器的一次绕组，而二次绕组 因开路而无电流，从而在差动回路中产生相当大的不平衡电流。这可通过在差动 回路中接入速饱和电流互感器，继电器则接在速饱和电流互感器的二次侧，以减 小励磁涌流对差动保护的影响。 此外，在变压器正常运行和外部短路时，由于变压器两侧电流互感器的型式和 特性不同，从而也在差动回路中产生不平衡电流。变压器分接头电压的改变，改 变了变压器的电压比，而电流互感器的变流比不可能相应改变，从而破坏了差动 回路中原有的电流平衡状态，也会产生新的不平衡电流。……总之，产生不平衡 电流的因素很多，不可能完全消除，而只能设法使之减小到最小值。
路时，变压器一次侧电流互感器TA1的二次电流 I1' 与变压器
二次侧电流互感器TA2的二次电流
I
' 2
相等或接近相等，因此
流入电流继电器KA（或差动继电器KD）的电
流
I KA
I1'
I
' 2
0
，继电器KA（或KD）不动作。而在差动保
护的保护区内k-2点发生短路时，对于单端供电的变压器来
说，I2' 0 ，因此 IKA I1' ，超过继电器KA（或KD）所整定的动 作电流 Iop(d) ，使KA（或KD）瞬时动作，然后通过出口继电器
变压器差动保护
变压器差动保护一、引言：电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。
一旦发生故障遭到损坏，将会造成很大的经济损失，因此，对继电保护的要求很高，差动保护是变压器主保护之一，动作迅速、灵敏而且可靠。
该保护也是我们继电保护调试人员在工作中经常接触到的设备。
下面将介绍一些有关于差动保护方面的一些知识。
二、差动保护的作用：差动保护是防止变压器内部故障的主保护，在35KV及以上变电站中普遍采用，主要用于保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。
简单地讲，就是输入的两端TA之间的设备。
由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，发生区内故障时，可以整定为瞬时动作。
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，所以用于变压器主保护。
三、差动保护的原理：差动保护是利用基尔霍夫电流定律中“在任意时刻，对电路中的任一节点，流经该节点的电流代数和恒为零”的原理工作的。
差动保护把被保护的变压器看成是一个节点，在变压器的各侧均装设电流互感器，把变压器各侧电流互感器副边按差接线法接线，即各侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，将同极性端子相连，并联接入差动继电器。
在继电器线圈中流过的电流是各侧电流互感器的副边电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的，从理论上讲，正常情况下或外部故障时，流入变压器的电流和流出的电流（折算后的电流）相等，差回路中的电流为零。
当变压器正常运行或区外故障（流过穿越性电流）时，各侧电流互感器的副边电流流入保护装置，通过微机保护程序运行，各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正，自动计算出各侧电流IH-(IM-IL)接近为零（IH为高压侧电流，IM为中压侧电流，IL为低压侧电流）则保护不动作。
变压器差动保护整定计算
变压器差动保护整定计算一、差动保护原理变压器差动保护是通过测量变压器两侧电流的差值来实现。
差动电流是指变压器两侧电流的差值，当变压器正常运行时，两侧电流大小是相等的，差动电流为零。
但当变压器发生内部故障时，两侧电流会不同，产生差动电流，差动保护即通过检测差动电流实现对变压器内部故障的保护。
二、整定计算方法1、动作电流的整定（1）按变压器额定电流进行整定动作电流整定值为变压器额定电流的5%~15%。
（2）按变压器额定容量进行整定动作电流整定值为变压器额定容量的3%~10%。
（3）按计算值进行整定由于变压器容量的变化和负荷的波动，按照变压器的额定电流或额定容量进行整定会产生误判。
因此，一般采用计算法进行动作电流的整定。
计算公式为：式中，Is为动作电流，S为变压器容量，k为重合闸系数，一般取0.8~0.9。
2、校对系数的整定差动保护装置精度有一定的误差，为了提高差动保护的精度，需要进行校对系数的整定。
校对系数的整定方法一般有以下两种：（1）按精度等级进行整定按照差动保护装置的精度等级进行整定，一般取0.8~0.9。
（2）按变压器灵敏系数进行整定根据变压器的灵敏系数进行整定，灵敏系数一般取0.1~0.3。
3、时间延迟的整定为了避免因瞬时故障而误动，差动保护需要进行时间延迟的整定，延迟时间一般为0.15~0.3s。
三、差动保护整定计算示例假设一个变压器的容量为1000kVA，额定电流为100A，差动保护装置的精度等级为0.5级，重合闸系数为0.9，灵敏系数为0.2，时间延迟为0.2s。
则进行差动保护的整定计算如下：（1）动作电流的整定按计算值进行动作电流的整定，Is=0.2某1000某0.9/100=1.8A（2）校对系数的整定根据设备的精度等级进行整定，校对系数为0.9。
（3）时间延迟的整定时间延迟为0.2s。
以上就是变压器差动保护整定计算的详细介绍，差动保护整定是保障变压器安全运行的重要环节，需要进行合理的整定计算，以提高差动保护装置的精度和可靠性。
变压器差动保护
变压器差动保护是按照循环电流的原理构成的，双绕组变压器的两侧装设了电流互感器。
正常情况下或外部故障时，两侧的电流互感器产生的二次电流流入差动继电器的电流大小相等，方向相反，在继电器中电流等于零，因此差动继电器不动作。
当变压器内部或保护区域内的供电线路发生故障时，流入差动继电器的电流就会产生变化，当电流值达到设定值时，继电器就会动作。
一般来说，在电力变压器中有电流流过时，通过变压器两侧的电流不会正好相等，这是和变压器和电流互感器的变比和接线组别有关的。
变压器在投入时，会产生高于额定电流6~8倍的励磁涌流，同时产生大量的高次谐波，其中以二次谐波为主。
由于励磁涌流只流过变压器的某一侧，因此通过电流互感器反应到差动回路中将形成不平衡电流，引起差动保护动作。
变压器差动保护配置有比率制动、差动速断、二次谐波制动以及CT断线闭锁差动等保护功能。
其中本节重点介绍比率制动中差动启动值和差动速断值的调试方法，其他保护功能调试方法将在后面的章节进行介绍。
差动平衡电流的调试举例在调试过程中我们首先要注意差动平衡电流调试，只有搞清楚了差动平衡电流的调试才能更加清楚后面的调试。
1、保护相关配置高中低压侧额定容量为100MVA，电压等级为220kV/110kV/10kV，CT变比分别为300/1、600/1、3000/1，主变接线方式为Y/Y0-△11。
由以上参数可计算，本装置以高压侧二次额定电流为基准电流高压侧二次额定电流AnUSIhahnhn875.0300*220*3100000**3..===中压侧二次额定电流AnUSImammmn875.0600*110*3100000**3..===低压侧二次额定电流AnUSIl alll n455.03000*10*3100000**3..===以上二次额定电流的算法也可以在差动试验界面填入定值由软件自动计算出来。
2、接线方式以高低两侧为例，接线时将测试仪IA、IB、IC接入高压侧电流ABC三相，测试仪Ia、Ib、Ic接入低压侧电流ABC三相。
什么是变压器差动保护
什么是变压器差动保护？变压器差动保护特点及误动作原因一、什么是变压器差动保护？变压器的差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。
在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。
从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。
实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过，此时流过继电器的电流IK为Ik=I1-I2=Iumb 要求不平衡点流应尽量的小，以确保继电器不会误动。
当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电源侧），这是流过继电器的电流为I1与I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb 能使继电器可靠动作。
变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。
由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
二、变压器差动保护特点及误动作原因差动保护是用某种通信通道将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端的电气量进行比较，从而判断保护是否动作。
根据基尔霍夫定律，保护范围内流入与流出的电流应该相等（变压器应该归算到同侧）。
当保护范围内发生故障时，其流入与流出的电流就不相等了。
差动保护就是根据这个不平衡电流动作的。
因此，这种保护方法有很高的动作选择性和灵敏度，适用于保护大容量、强电流、高电压及对灵敏度要求高的电气设备。
所以，这种方法广泛用于保护大容量、高电压的变压器，并以其优越的保护性能成为大容量、高电压变压器的主要保护方法。
变压器差动保护的保护范围
变压器差动保护的保护范围变压器差动保护是电力系统中一种非常重要的保护方式，它主要用于保护变压器绕组及其引出线、套管等设备免受内部故障和外部短路引起的损坏。
变压器差动保护的范围包括以下几个方面：1. 变压器内部故障保护变压器内部故障主要包括绕组的匝间短路、层间短路、相间短路等。
当变压器内部发生这些故障时，会产生很大的电流，可能导致变压器损坏。
差动保护装置能够迅速检测到这些故障，并切断变压器的电源，从而保护变压器不受损坏。
2. 变压器外部短路保护当变压器的外部线路发生短路时，会产生很大的电流，可能导致变压器过载或损坏。
差动保护装置能够迅速检测到这些故障，并切断变压器的电源，从而保护变压器不受损坏。
3. 变压器过载保护当变压器的负载超过其额定容量时，会导致变压器过载。
过载可能会导致变压器绕组过热，甚至烧毁。
差动保护装置能够检测到变压器的负载情况，当负载超过额定值时，及时切断变压器的电源，防止变压器过载损坏。
4. 变压器不平衡保护当变压器的负荷不均衡时，会导致磁通不平衡，从而产生不平衡电流。
这种不平衡电流会在变压器内部产生热量，可能导致变压器绕组过热，甚至烧毁。
差动保护装置能够检测到这种不平衡电流，并切断变压器的电源，防止变压器绕组过热损坏。
5. 变压器零序保护当变压器的中性点接地方式发生变化时，可能会产生零序电流。
这种零序电流会对变压器造成损害。
差动保护装置能够检测到这种零序电流，并切断变压器的电源，防止变压器受到损害。
6. 变压器励磁涌流保护当变压器投入运行或切除负荷时，会产生励磁涌流。
这种励磁涌流会在短时间内对变压器造成较大的冲击。
差动保护装置能够检测到这种励磁涌流，并切断变压器的电源，防止变压器受到冲击损坏。
7. 变压器瓦斯保护当变压器内部发生严重故障时，可能会产生大量瓦斯气体。
瓦斯气体的存在会对变压器造成严重的安全隐患。
差动保护装置能够检测到瓦斯气体的产生，并切断变压器的电源，防止事故的发生。
变压器保护分析之差动保护
差 动 电流 的绕 组 都 以变 压 器 侧 为基 准 侧 。 由 于
变压器两侧 的电流大小不 同，电流相位在 Ｙ， ｄ接 线时也不相 同，故保护装置必须要对 两侧 电流进行相位补偿和数值补偿 ，才能使变压器 正常运行时 ，流入继 电器的不平衡 电流为零或 较小 。此外 ，差动保护还应考虑变压器励磁 涌 流及 不平衡 电流的影响。
作用 ，
双 绕组变压 器差 动保 护原理 接线如 下 图
所示 ，
Ｉ ｚ ｄ＞ Ｉ ｅ 时 ，比率差动有较大的制动作用 。
２ ． ３ ． ５差 动 速 断 保 护
电流互感器采用减极性标注 。一般来说 ，
差 动保护 是变压 器 的主保 护 ，差 动保 护 的比率制动保护一般能满足正常运 行的变压器 需要 ，能正确及时的动作。但是在变压器 内部
根据 变压器 的各 种故 障状 态 ，变压 器继 电保护装置一般应配置下列保护功能 ： 斯保护 ，瓦斯保护能迅速的反应变压器 内部故
态传变严重恶化 ，使差动回路 中的 电流改变了 方向或等于零 （ 无源侧），高次谐波分量增大 ，
反 应二 次谐 波 的判 据 误 将 比率 制 动 原 理 的 差 动
保 护闭琐 ，无法反映 区内短路故障 ，从而影响
２ ． ３ ． ２克服励磁 涌流对变压 器差动保 护影 响的 了比率差动保护 的快速动作 ，所以变压器 比率 制动原理 的差动保护还应配有差动速断保 护 ， 措施
ｌ ｄ — ｌ ｑ ｄ＞ ｋ （ １ ｚ ｄ — ｌ ｅ ） Ｉ ｚ ｄ＞ ｌ ｅ
式中ｌ ｑ ｄ 一 差 动 电 流起 动 定 值
Ｉ ｄ ． 差动 电流动作值 ，ｌ ｄ ＝＞ ｉ １＞ ｊ ２
变压器差动保护
变压器差动保护一、差动保护原理变压器差动保护的动作原理与线路纵差动保护相同，通过比较变压器两侧电 流的大小和相位决定保护是否动作，单相原理接线图如图4-4所示。
三绕组变压 器的差动保护，其原理与图4-4相类似，只是将三侧的“和电流”接人差动继电 器KD ，这里不再赘述。
电力系统中，变压器通常采用Y ，dll 接线方式，两侧线电流的相位相差300。
如果将变压器两侧同名相的线电流经过电流互感器变换后，直接接入保护的差动 回路，即使两个电流互感器的变比选择合适，使其二次电流数值相等，即I ，= I'，1 2流入差动继电器的电流也不等于零，因此在电流互感器二次采用相位补偿接线和 幅值调整。
具体为变压器星形侧的三个电流互感器二次绕组采用三角形接线(自 然消除了零序电流的影响)，变压器三角侧的三个电流互感器二次绕组采用星形 接线，将引入差动继电器的电流校正为同相位；同时，二次绕组采用三角形接线 的电流互感器变比调整为原来的倍。
微型机变压器差动保护，可以通过软件 计算实现相位校正。
1. 变压器正常运行或外部故障根据图4-4(a)所示电流分布，此时流入差动继电器KD 的电流是变压器两侧 电流的二次值相量之差，适当选择电流互感器1TA 和2TA 的变比，再经过相位补 偿接线和幅值调整，实际流人差动继电器的电流为不平衡电流，继电器不会动作， 差动保护不动作。
此时流人差动继电器的电流为式中 n 1TA ——电流互感器1TA 、2TA 的变比；、油—一流人差动继电器的不平衡电流。
2. 变压器内部故障IKD I /—1— — ―2— n iTA^TA =I unb (4—1)根据图4-4（b ）所示电流分布，此时流人差动继电器KD 的电流是变压器两侧 电流的二次值相量之和，使继电器动作，差动保护动作。
此时流人差动继电器的 电流为如果变压器只有一侧电源，则只有该侧的电流互感器二次电流流人差动继电 器；如果变压器两侧有电源，则两侧的电流互感器二次电流都流入差动继电器， 且数值相加。
变压器差动保护原理及作用
变压器差动保护原理及作用1.基础差动原理：当正常工作时，变压器的主绕组和副绕组的电流应当是相等的，即主绕组电流与副绕组电流之差为零。
而当存在绕组短路时，短路电流会流入接地电流，使主绕组电流与副绕组电流不再相等。
2.基本结构：变压器差动保护系统通常由电流互感器、电流比率继电器、差动继电器等组成。
电流互感器将主副绕组电流分别采集，然后经过电流比率继电器进行比较，最终由差动继电器实现差动保护功能。
3.过电流定向元件：为了防止外部故障信号对差动保护的干扰，还需要加入过电流定向元件。
过电流定向元件可以通过比较主绕组电流和副绕组电流的幅值和相位，确定差动电流方向，从而确保差动保护的准确性。
1.短路故障保护：变压器差动保护可以快速、可靠地检测变压器主副绕组之间的电流差异，及时发现变压器内部的短路故障，并迅速对故障区域进行保护。
这种保护措施能够避免短路电流继续加大，造成更严重的设备损坏，甚至危及人员生命安全。
2.电气设备保护：变压器差动保护不仅仅用于保护变压器本身，还可以对接在变压器绕组上的其他设备进行保护，如电动机、发电机等。
当这些设备发生短路故障时，差动保护能够迅速判断并隔离这些故障，保护其他设备不受到冲击。
3.滤波器保护：变压器差动保护还可以用于滤波器的保护。
在变压器的输入和输出侧都设置差动保护，可以有效地避免滤波器内部的短路故障对电网和变压器产生不利影响。
4.系统稳定性：通过及时发现和保护变压器内部的故障，变压器差动保护可以避免故障扩大，降低系统不稳定的风险。
同时，差动保护还可以提供故障信息，有助于运维人员及时采取措施进行维修，保证电网的运行安全和稳定。
总之，变压器差动保护是一种重要的保护装置，通过检测变压器主副绕组之间的电流差异，实现对变压器及相关设备的短路故障保护，不仅能够避免设备损坏和人员安全事故的发生，还有助于提高电网的稳定性和可靠性。
变压器的差动保护
I2 0 IKA I1
继电器瞬时动作
㈡ 变压器差动保护中的不平衡电流 及其减小措施
理论上，正常运行和区外故障时，IKA=I1"- I2"=0 。 实际上，很多因素使IKA= Idsp≠0 。（Idsp为不平衡电流）
（1）由于变压器励磁涌流引起的不平衡电流。 在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能有很大的励磁电流(即励磁涌
Krel—可靠系数 ，取 1.3~1.5
（三）变压器差动保护动作电流的整定
（3）电流互感器二次回路断线时不应误动作，即躲过变压器正常运行时的最大负荷电 流IL.max。负荷电流不能确定时，可采用变压器的额定电流INT
Iop(d ) K I rel Lmax ILmax (1.2 ~ 1.3)I1NT
变压器的差动保护
电流速断保护虽然动作迅速，但它有保护“死 区”，不能保护整个变压器.过电流保护虽然能保 护整个变压器，但动作时间较长。气体保护虽然 动作灵敏，但它也只能保护变压器油箱内部故障。
GB50062-92规定10000kVA及以上的单独运行变 压器和6300kVA及以上的并列运行变压器，应装 设差动保护；
其影响，用以提高差动保护灵敏度是可能的。
（三）变压器差动保护动作电流的整定
（1）躲过变压器外部短路时的最大不平衡电流Idsq.max
Iop(d ) K I rel dsqmax
Krel—可靠系数 ， 取1.3
（2）躲过变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时的励磁涌流
Iop(d ) Krel I1N T
6300kVA及以下单独运行的重要变压器，也可 装设差动保护。
当电流速断保护灵敏度不符合要求时，宜装设 差动保护。
变压器的保护—变压器的差动保护原理
教学目标
要求学生通过学习，了解并掌握变压器的差动保护性 质、分类、原理及变比选择原则等知识。
教学重点
1
认知变压器的差动保护性质
2
认知差动保护原理
3
认知差动护
性质
02
变压器的 差动保护
分类
03
差动保 护原理 接线图
02
差动保护原理接线图
➢ 如图为差动保护的原理接线图
03
差动保护原理
• 在双绕组变压器两侧装设电流互感器，互感器根据极性接成电流 差的形式。
• 流入差动元件的电流为 I2 I2 ，当变压器正常运行或者是电流互
感器之外故障时， I2 I2 =0，差动保护不动作；当差动保护区内
故障时， I 2 I 2 >0，差动保护动作，发出跳闸信号，变压器各
侧断路器分闸，对变压器起到保护作用。
04
差动保护原理
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，所以必须适当
选择两侧电流互感器的变比，使得在正常工作时和外部故障
时两侧的二次电流相等。即
I 2
I2
I1 nTA1
I1 nTA 2
• 那么
nTA 2 nTA1
I1
nT
I1
• 式中，nTA1为高压侧电流互感器的变比；
nTA2 为低压侧电流互感器的变比；
nT 为变压器的变比。
05
差动保护变比选择原则
➢这种按相实现的差动保护，其电流互感器变比的选择 原则是： • 两侧电流互感器变比的比值等于变压器的变比。
06
04
差动保护 原理
05
差动保护 变比选择
原则
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理是通过对比变压器两侧电流的差值来判断是否存在故障。
差动保护装置通过将变压器两侧电流互相比较，如果两侧电流差值超过设定的阈值，即认为存在故障。
以下为具体的差动保护工作原理：
1. 差动电流计算：差动保护装置会分别测量变压器的高压侧和低压侧电流，并将两侧电流进行相减，得到差动电流值。
2. 零序电流过滤：在差动保护装置中还会对变压器的零序电流进行过滤，因为零序电流会对差动保护的准确性造成干扰。
3. 相位差检测：差动保护装置会检测变压器两侧电流的相位差，如果相位差超过设定的范围，即可能存在故障。
4. 阻抗滤波：为了提高差动保护的鲁棒性和灵敏性，差动保护装置通常会使用阻抗滤波器来滤除高频噪声和谐波。
5. 工作逻辑：差动保护装置会根据设定的差动电流阈值和相位差范围来判断是否存在故障。
如果差动电流超过阈值或者相位差超过范围，保护装置会发出报警信号或者执行故障切除动作，保护变压器的安全运行。
综上所述，变压器差动保护依靠对变压器两侧电流的差值进行监测和判断，通过特定的算法和逻辑来实现对变压器故障的及时保护。
变压器差动保护计算公式详解
变压器差动保护计算公式详解差动保护的基本原理是检测变压器的进线和出线电流之差，当差值超过设定值时，判断为内部故障，触发保护装置。
常见的变压器差动保护计算公式有以下几种。
1.电流差动保护计算公式电流差动保护是最常用的差动保护方式，其计算公式主要根据变压器各相电流之差来实现。
I_d=I_a+I_b+I_c-I_a'-I_b'-I_c'其中，I_a、I_b、I_c分别为变压器的A相、B相、C相电流；I_a'、I_b'、I_c'分别为变压器的A相、B相、C相末端电流。
当差动电流I_d超过设定值时，判断为内部故障，触发保护动作。
2.瓦时差动保护计算公式瓦时差动保护是一种比电流差动保护更为精确的保护方式，它计算的是有功功率差值。
P_d=P_a+P_b+P_c-P_a'-P_b'-P_c'其中，P_a、P_b、P_c分别为变压器的A相、B相、C相有功功率；P_a'、P_b'、P_c'分别为变压器的A相、B相、C相末端有功功率。
当差动功率P_d超过设定值时，判断为内部故障，触发保护动作。
3.零序电流差动保护计算公式在变压器差动保护中，还需要考虑零序电流的影响，因为零序电流通常是变压器故障的信号。
I_0d=I_0-I_0'其中，I_0为变压器的零序电流；I_0'为变压器的末端零序电流。
当零序电流差值I_0d超过设定值时，判断为故障，触发保护动作。
以上是常见的变压器差动保护计算公式，通过计算电流差、功率差或零序电流差，能够判断变压器是否存在内部故障，实现及时的保护。
差动保护装置通常由差动电流继电器、差动电流互感器、保护定时器等组成，能够迅速切除故障电路，保护变压器的安全运行。
变压器差动保护
变压器差动保护一、引言变压器作为电力系统中不可缺少的一部分，其稳定性和安全性对整个电力系统的稳定运行产生至关重要的影响。
为了保障变压器的安全运行，需要使用差动保护装置对变压器进行保护。
差动保护装置是一种利用电流互感器实现电流变化的检测，能够对变压器的内部故障进行检测和保护的一种电气装置。
本文将主要介绍变压器差动保护。
二、变压器差动保护的基本原理变压器差动保护的基本原理是利用变压器两侧的电流互感器检测电流，对两侧电流进行比较，如果两侧电流之和不为零，则表明变压器出现了故障，此时差动保护装置会立即对变压器进行动作，以保护变压器的安全运行。
三、变压器差动保护装置的组成变压器差动保护装置由以下几个部分组成：1、差动保护继电器差动保护继电器是差动保护装置的核心部分，可检测变压器两侧电流大小的差异，当两侧电流之和不为零时，继电器便会立即对变压器进行保护，避免出现故障。
2、电流互感器电流互感器是差动保护装置的重要组成部分，能够检测输入电流的变化。
电流互感器以变压器的一侧为基准点，输出测量电流，以另一侧为比较点，输出比较电流。
将变压器两侧的电流互感器连接到差动保护继电器上，就可以通过差动保护继电器对变压器进行保护。
3、控制装置控制装置主要用于对差动保护装置进行控制和监测，以确保差动保护装置的可靠运行。
控制装置中包含差动保护继电器的操作部分和控制供电部分。
4、通讯系统（可选）通讯系统将变压器差动保护装置和其他设备连接起来，实现信息的传输和交换，以便及时了解变压器的工作状况。
通讯系统能够帮助用户对变压器差动保护装置进行远程操作和监测。
四、变压器差动保护装置的工作流程当变压器在运行过程中发生故障或出现电流异常时，差动保护装置能够快速检测到变压器两侧电流的差异，同时依靠差动保护继电器对变压器进行保护。
具体的工作流程如下：1、电流互感器检测输出的电流。
2、差动保护继电器对输入电流进行比较，计算两侧电流差值。
3、差动保护继电器输出信号，控制开关进行动作，以保护变压器运行的安全。
变压器差动保护
变压器差动保护概述变压器是电力系统中重要的设备之一，其承担着电能传递和变换的重要任务。
然而，由于一系列原因（如过负荷、短路等），变压器可能会遭受损坏。
为了防止这些故障的发生和进一步加剧，需要进行保护。
其中，差动保护是一种常用的保护方式，本文将对该保护方式进行详细介绍。
差动保护的原理差动保护是一种用于电力系统中变压器的保护方式。
该方式的基本原理是通过连续测量变压器二侧电流的差值，并与设置的阈值进行比较，来判断变压器是否处于故障状态。
当变压器出现故障时，二侧电流差值超过设定值，则差动保护器会发出信号，使变压器断开电源，以避免更严重的故障发生。
差动保护具有快速、准确、可靠的特点，被广泛应用于各种电力系统中变压器的保护。
差动保护的组成部分差动保护由三部分组成：差动传动器、比率装置和差动保护器。
差动传动器差动传动器主要由变压器二侧互感器组成，其作用是将变压器二侧电流转换为低电平的信号，并通过传输线路传送到比率装置进行处理。
由于变压器二侧电流大小不同，因此互感器的比率需要根据实际情况进行调整。
比率装置比率装置一般由电流变压器、变换器和电流积分器组成。
其主要作用是将差动传动器中传输过来的低电平信号转换为可以与设置的阈值进行比较的高电平信号。
比率装置具有保障设备运行的精确度要求，因此需要经常进行校准和调整。
差动保护器差动保护器是差动保护的核心部分，其主要功能是通过比对差动传动器和比率装置中所传递的电流信息，来判断变压器是否处于故障状态。
当电流超过设定阈值时，差动保护器将向断路器发出开断信号，以切断故障电源。
现代差动保护器配有各种电子设备，并能够根据实际的故障特征，快速地进行判断和消除故障。
差动保护的注意事项差动保护具有广泛的应用范围和显著的优点，但其在使用中仍需要注意一些事项。
首先，差动保护设备本身的稳定性和可靠性非常重要。
在进行装置选型时，应根据实际需求进行选择，避免装置过大或过小，从而影响差动保护的精确性和可靠性。
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从计算结果可以看出正常情况下流入差动回路 的不平衡电流为 Ibp= I2Ｙ- I2Δ=4.55A-4.32A=0.23A。 为了消除这不平衡电流的影响，可将平衡线圈 接入低压侧的保护臂中，由于I2Ｙ>I2Δ，则有 I2Ｙ- I2Δ的差电流流过差动回路，形成磁势 （I2Ｙ- I2Δ）Wcd,适当选取Wph的匝数，并应 满足下式的要求: I2ΔWph =（I2Ｙ- I2Δ）Wcd 接线时要注意极性，应使I2Δ在Wph上所产生的 磁势，与（I2Ｙ- I2Δ）在Wcd上产生的磁势方 向相反，互相抵消，这样差动继电器的执行元 件中就没有电流。
三、两侧电流互感器的型号和所选变比不
完全合适。
所谓所选变比不完全合适是指变压器两侧的 电流互感器都是采用定型产品。所以实际的计算 变比与产品的标准变比是往往不一样的，而且对 变压器两侧的电流互感器来说，这种程度又不一 样。这就在差动回路中引起了不平衡电流。 因变比选择不合适而引起的不平衡电流，可以采 用BCH型差动继电器的平衡线圈Wph利用磁势平 衡原理来消除其影响。其接线图如图（2）所示：
纵差保护：是利用比较被保护 元件各端电流的幅值和相位原 理构成。
1LH
1DL
I
2LH
2DL
变压器纵差保护
变压器纵差保护是反应变压器一、二次侧电流差值的一种快速动 作的保护装置，用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相 间短路。 由于变压器各侧的额定电压和额定电流不等，各侧电流相位也不 相同。且高低压侧是通过电磁联系，在电源一侧中有励磁涌流出 现。这些特点都将导致差动回路中暂态不平衡电流和稳态不平衡 电流大大增大。这便构成了实现变压器纵差保的特殊问题。为了 提高纵差保护的灵敏度，有必要分析有关不平衡增大的原因和克 服的办法。
*
Wph.1
Wcd *
Wph.2 * W'd W"d
LJ
W2
Байду номын сангаасLJ
1DL +
1CJ 2CJ
至信号
+
XJ
+
BCJ
I-I
I-I
3CJ
I-I
-
2DL
BCH—2型差动继电器包括速饱和变流器，一 个差动线圈（一次线圈）Wd,两个平衡线圈Wph， Wph，一个短路线圈Wd，一个二次线圈W2和一个 DL—11型电流继电器。 其中速饱和变流器和短路线圈是用来消除励磁涌流 产生的不平衡电流，平衡线圈用来消除电流互感器 计算变比和标准变比不同所引起的不平衡电流。 工作绕组接入保护的差动回路，平衡绕组可以 按照实际需要接入环流回路或工作回路。短路绕 组可根据保护不同的设备来选用A-A；B-B；C-C； D-D。
变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形， 来把电流互感器二次电流的相位校正过来。相 位差补偿后，为了使每相两差动臂的电流数值 相等，在选择电流互感器的变比时，应考虑电 流互感器的接线系数Kj，即：差动臂中的电流 为KjI1/N,I1为一次电流，电流互感器接三角形 接线时Kj=√3,接星形连接时Kj=1。在实际选择 电流互感器变比时是根据电流互感器定型产品 变比确定一个接近并稍大于计算值的标准变比。
变压器通常采用Ｙ/Δ—11接线方式，对于这种 变压器其两侧电流之间有30°的相位差。即使 变压器两侧电流互感器二次电流数值相等，但 是两侧电流存在着相位差，也将在保护装置的 差动回路中出现不平衡电流。为了消除这种不 平衡电流的影响，通常采用相位差补偿的方法， 即将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三 角形。
一、变压器空载投入和外部故障切除后，
电压恢复时产生的励流电流，其中增值最 大可达额定电流的5—10倍，为防止励磁 涌流的影响，可采用下述办法： 1、采用具有速饱和变压器的BCH型差动 继电器。 2、利用二次谐波制动原理构成的变压器 差动保护。 采用鉴别波形“间断角”原理构成的变压 器差动保护。
二、变压器两侧电流的相位。
四、带负荷调压的变压器在运行中需改变 分接头。
当变压器带负荷调整装置时，由于分接头的改 变，变压器变比也随之改变。两侧互感器电流 的平衡关系被打破，产生了新的不平衡电流， 为了消除这一影响，一般采用提高保护动作电 流的整定值来解决。
BCH-2型差动继电器
用途 ：BCH-2型差动继电器用于两绕组
或三绕组电力变压器以及交流发电机的 单相差动保护线路中，作为主保护。 继电器的结构原理及内部接线图见图3
2﹟主变：I4SD—I1SD=180° I1SD=2.52A I4SD=2.53A I7SD=0.44A I5SD—I2SD=180° I2SD=2.51A I5SD=2.54A I8SD=0.43A I 6SD—I3SD=180°I3SD=2.56A I6SD=2.54A I9SD=0.46A 从上述结果分析得知： 纵差保护为环流差动保护，流入继电器的电流为IJ= I1SD+ I4SD
速饱和变流器构成差动继电器的一些主要技术 性能，如直流偏磁特性消除不平衡电流效应的自 耦变流器性能等。
差动继电器基本原理是利用非故障时暂态电 流中的非周期性分量来磁化变流器导磁体，提高 其饱和程度从而构成躲过励磁涌流及穿越性故障 时不平衡电流的作用
2002年10月28日，18：00 1﹟主变跳，差动保护发信。 1、当时对差动三相相序进行测量B—A=120°、C—A=240°， 为正相序—正确 2、将1﹟主变与2﹟主变电流相位、大小进行了对比测量，结果 如下： 1﹟主变：I4SD—I1SD=0° I1SD=2.64A I4SD=2.47A I7SD=5.13A I5SD—I2SD=1° I2SD=2.43A I5SD=2.50A I8SD=5.12A I 6SD—I3SD=1° I3SD=2.44A I6SD=2.48A I9SD=5.16A
I1.y * * I2.y I2.y - I2. Wcd W2
I1. * * I2.
I
Wph I2.y I2.
例：变压器容量为 31.5 兆伏安，电压为 115 伏 /10.5千伏各侧电流为 IBe（Δ）=31.5/√3̅ ×10.5 =1730安 IBe (Ｙ)=31.5/√3̅×11.5 =158安 变 压 器 低 压 侧 互 感 器 计 算 变 比 为 nLΔ=1730/5=2000/5=400 高压侧计算变比为 n2 Ｙ=√3̅ × 158/5 =273/5=300/5=60 I2Ｙ= √3̅×158/60 =4.55A I2Δ=1730/400=4.32A