差动保护试验
变压器差动保护试验方法
变压器差动保护试验方法第一，绕组电压比差动试验。
该试验是通过加载不同的变压器绕组，在不同测点进行电压测量，然后计算电压差值来验证绕组之间的电压比差动。
具体试验步骤如下：1.确定试验参数，包括试验电流、绕组的连接模式和相对位置等。
2.进行变压器空载试验，记录各测点的电压值。
3.按照试验参数设置电流，对绕组进行加载试验。
4.在各测点测量电压，计算电压差值。
5.比较计算得到的电压差值与设定的差动值，如差值在允许范围内，则差动保护正常。
第二，同侧相位关系试验。
该试验是通过对变压器同侧绕组的相位关系进行检查，以保证差动保护系统的相位一致。
具体试验步骤如下：1.确定试验参数，包括试验电流、绕组的连接模式和相对位置等。
2.进行变压器空载试验，记录各测点的相位关系。
3.按照试验参数设置电流，对绕组进行加载试验。
4.在各测点测量电压和相位，检查相位关系是否一致。
5.如相位关系一致，则差动保护正常。
第三，误差变换试验。
该试验是通过对差动保护变压器继电器进行误差变换试验，以验证差动保护系统的测量误差是否满足要求。
具体试验步骤如下：1.确定试验参数，包括试验电流、绕组的连接模式和相对位置以及变比等。
2.进行变压器空载试验，记录各测点的电压和相位值。
3.按照试验参数设置电流，对绕组进行加载试验。
4.在继电器的输出端口测量电流，计算误差。
5.比较计算得到的误差与设定的误差范围，如误差在合理范围内，则差动保护正常。
第四，保护性校验试验。
该试验是通过在差动保护系统感应线圈内引入额外的故障源，观察差动保护系统的动作情况，以确保差动保护装置对变压器故障进行准确快速的切除。
1.在差动保护系统的感应线圈内接入故障源。
2.设置故障源的类型和参数，例如短路故障。
3.观察差动保护系统的动作情况，包括动作时间、动作电流等。
4.比较观察结果与设定的保护动作要求，如满足要求，则差动保护正常。
总结起来，变压器差动保护试验方法主要包括绕组电压比差动试验、同侧相位关系试验、误差变换试验以及保护性校验试验等。
变压器差动保护特性试验方法
电流 采 用 △ 一 Ｙ校 正 方 式 。 由式 （ １ ） 、式 （ ２ ） 可 知 ，在 高 压 侧 Ａ、 Ｂ相 加 入 Ｊ 一Ｊ 侧 ａ 相 加入 ｊ 一、 ／ ５ Ｊ ０ 。 、， ｝ ｛ 一Ｊ １ ８ Ｏ 。 ， 在 低 压
电 气 测 试
变 压 器 差 动 保 护 特 性 试 验 方 法
谢 鹏 ，周 华 萍
４ ２ ３ ０ ０ ０ ） （ 湖 南 省 电 力公 司郴 州 电 业 局 ， 湖 南 郴 州
［ 摘要 ］ 提 出一 种 基 于 角度 变量 的 变压 器 差动 保 护 动 作 特 性 试 验 方 法 ：通 过 改 变保 护测 试仪 输 出 电流 的 角度 以 产 生差
｛ 【 Ｊ
， ． 、 一Fra bibliotek（ ４ ）
ｊ
通 常 在变 压 器差 动 保护 中 ，差 动 电流 Ｊ 与制 动 电流
，
， 的计 算 公式为 ：
７ ， ｌ
，
］ Ｉ ｏ ｄ — Ｉ 善 Ｉ ＇ ｉ １ Ｉ 骞 Ｉ ＇ ｉ ｌ
…
…
式（ ５ ） 中 ，Ｊ 为 变压 器 ｉ 侧 的额 定 电流 ；ｊ 为 变压 器 ｚ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ 一 Ｏ ７ — ０ ２
作者简 介 ： 谢鹏（ １ ９ ８ ２） ， 从事 变电运行 工作 ； 周华萍（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 从事 变电维操 工作 。
８ ｌ Ｗ Ｗ Ｗ ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｅ ｔ ｎ ｅ ｔ Ｉ 电工技术
电气测试
侧 经校 正 后 的 电流 。 ０ ． ８ ７ ８ ６ Ａ， 见表 １ 。
差动保护试验
比率差动保护实验方法主题词比率差动实验方法随着综合自动化装置的普遍推广使用，变压器比率差动保护得到了广泛的使用，但是由于厂家众多，计算方法和保护原理略有差异，而且没有统一的实验方法，尤其是比率制动中制动特性实验不准确，给运行和维护带来了不便，下面介绍两种比较简单和实用的，用微机继电保护测试装置测试差动保护的实验方法。
一、比率差动原理简介：差动动作方程如下：Id>Icd (Ir<Ird)Id>Icd+k*(Ir-Ird) (Ir>Ird)式中：Id——差动电流Ir——制动电流Icd——差动门槛定值（最小动作值）Ird——拐点电流定值k——比率制动系数多数厂家采用以下公式计算差动电流；Id=︱İh+İl︱（1）制动电流的公式较多，有以下几种：Ir=︱İh-İl︱/2 (2)Ir=︱İh-İl︱(3)Ir=max｛︱İ1︱，︱İ2︱，︱İ3︱…︱İn︱｝(4)为方便起见，以下就采用比较简单常用的公式（3）。
由于变压器差动保护二次CT为全星形接线，对于一次绕组为Y/∆，Y/Y/∆，Y/∆/∆，Y形接线的二次电流与∆形接线的二次电流有30度相位差,需要软件对所有一次绕组为Y形接线的二次电流进行相位和幅值补偿，补偿的方式为：İA=（İA’—İB’）/1.732/K hpİB=（İB’—İC’）/1.732/K hpİC=（İC’—İA’）/1.732/K hp其中İA、İB、İC为补偿后的二次电流（即保护装置实时显示的电流），İA’、İB’、İC’为未经补偿的二次电流，相当与由CT输入保护装置的实际的电流。
K hp为高压的平衡系数（有的保护装置采用的是乘上平衡系数），一般设定为1。
这样经过软件补偿后，在一次绕组为Y形的一侧加入单相电流时，保护会同时测到两相电流，加入A相电流，则保护同时测到A、C两相电流；加入B相电流，则保护同时测到B、A两相电流；加入C相电流，则保护同时测到C、B两相电流。
PST-1200差动保护试验方法
差动保护平衡系数的作用：通常变压器各侧的额定二次电流是不同的，但是为了差动保护的需要，我们要把变压器正常工作时高低压侧的二次电流转换成是一样的，这里就需要引入一个平衡系数，举例说明：设变压器高压侧额定二次电流为4.6A（设已经过Y/△变化），低压侧额定二次电流为3.8安，选择高压侧为基本侧，则高压侧的平衡系数为Kph＝4.6/4.6＝1，低压侧的平衡系数为Kpl＝4.6/3.8＝1.21，经过平衡折算后，差动保护内部计算各侧额定二次电流分别为：高压侧＝4.6*Kph＝4.6A，低压侧＝3.8*Kpl＝4.6A，可见经过平衡折算后，保护内部计算用变压器两侧额定二次电流相等，都等于基本侧的额定二次电流。
平衡系数其实就是一个比例系数（二）PST-1200数字式变压器保护相关保护参数定值：CT额定电流：5A；差动动作电流：2A；速断动作电流：20A；高压侧额定电流：3A；高压侧额定电压：220kV；高压侧CT变比：200；中压侧额定电压：110kV；中压侧CT变比：600；低压侧额定电压：10kV；低压侧CT变比：2000；相关保护设置：制动方程：Ir=max{│Ih│，│Im│，│Il│}，比率制动特性曲线：第一个拐点电流Izd=高压侧额定电流值，在此定值中为3A，斜率K1=0.5；第二个拐点电流3Izd，在此定值中为3×3=9A，斜率K2=0.7。
1、三相测试仪（1）保护控制字：0C10，内转角方式；三相测试仪；同时做三侧。
测试仪：测试对象选择3圈变，Y/Y/D-11接线方式，CT外转角。
电流接线方法：测试仪Ia→高压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ic→中压侧（Y侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出；测试仪Ib→低压侧（D侧），电流从A相极性端进入，非极性端流出后进入C相非极性端，由C相极性端流回测试仪。
平衡系数的设置：高压侧 1/3=0.577；中压侧（MCT×MDY）/（HCT×HDY×3）=（600×110）/（200×220×3）=0.866；低压侧（LCT×LDY）/（HCT×HDY）=（2000×10）/（200×220）=0.455。
[讲解]差动保护试验方法
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数字式发电机、变压器差动保护试验方法变压器、发电机等大型设备当它们发生故障时，变压器、发电机的主保护纵向电流差动保护应准确及时地将他们从电力系统中切除，确保设备不受损坏。
模拟发电机、变压器实际故障时的电流情况来进行差动试验，验证保护动作的正确性至关重要。
变压器、发电机的电气主保护为纵向电流差动保护，该保护原理成熟，动作成功率高，从常规的继电器保护到晶体管保护再到现在的微机保护，保护原理都没有多大改变，只是实现此保护的硬件平台随着电子技术的发展在不断升级，使我们的日常操作维护更方便、更容易。
传统继电器差动保护是通过差动CT的接线方式与变比大小不同来进行角度校正及电流补偿的，而微机保护接入保护装置的CT全为星型接法，通过软件移相进行角差校正，通过平衡系数来进行电流大小补偿，从而实现在正常运行时差流为零，而变压器内部故障时，差流很大，保护动作。
由于变压器正常运行和故障时至少有6个电流（高、低压侧），而我们所用的微机保护测试仪一般只能产生3个电流，因此要模拟主变实际故障时的电流情况来进行差动试验，就要求我们对微机差动保护原理理解清楚，然后正确接线，方可做出试验结果，从而验证保护动作的正确性。
下面我们以国电南京自动化设备总厂电网公司的ND300系列的发变组差动保护为例来具体说明试验方法，其他厂家的应该大同小异。
这里我们选择ND300系列数字式变压器保护装置中的NDT302型号作为试验对象。
该型号的差动保护定值（已设定）见表1:表1NDT302变压器保护装置保护定值单下面我们先来分析一下微机差动保护的算法原理。
这里以Y/△-11主变接线为例，传统继电器差动保护是通过把主变高压侧的二次CT接成△，把低压侧的二次CT接成Y型，来平衡主变高压侧与低压侧的30度相位差的，然后再通过二次CT变比的不同来平衡电流大小的，接线时要求接入差动继电器的电流要相差180度，即是逆极性接入。
具体接线见图1：图1而微机保护要求接入保护装置的各侧CT均为Y型接线，显而易见移相是通过软件来完成的，下面来分析一下微机软件移相原理。
差动保护试验方法
差动保护试验方法差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，主要用于检测并定位电力系统的故障。
差动保护试验旨在验证差动保护系统的性能，确保在故障发生时能够及时、准确地切除故障部分，保护电力系统的安全运行。
1.整定试验：差动保护的整定是指根据系统参数和故障情况，确定差动保护系统的各个参数和阈值。
整定试验中主要包括设定电流试验、设定时间试验和设定阻抗试验。
设定电流试验通过改变电压、电流的变化，验证差动保护系统对不同故障情况的反应，以确定设定电流的准确值。
设定时间试验主要通过改变故障发生时的切除时间，验证差动保护的动作时间和灵敏度。
设定阻抗试验是为了验证差动保护系统的阻抗设定是否合理。
2.稳定性试验：差动保护系统的稳定性是指系统在发生故障时，能够正确地切除故障部分，而不会对正常运行的系统造成误动作。
稳定性试验主要包括对称负荷试验和非对称负荷试验。
对称负荷试验是通过改变系统的负荷情况，验证差动保护系统对不同负荷的响应情况，以确保系统在正常运行负荷下不会误动作。
非对称负荷试验是通过改变系统的负荷不平衡情况，验证差动保护系统对非对称故障的切除能力。
3.真实故障试验：差动保护系统的真实故障试验是为了验证差动保护系统对实际系统故障的响应能力。
真实故障试验通过在系统中引入各种类型的故障，并观察差动保护的动作情况，以验证差动保护系统对不同类型故障的切除能力和灵敏度。
4.抗干扰试验：差动保护系统的抗干扰能力是指在存在干扰信号的情况下，保护系统能够正常工作的能力。
抗干扰试验主要包括干扰源试验和抗干扰试验。
干扰源试验是通过在系统中加入各种类型的干扰源，观察差动保护系统的响应情况，以评估差动保护系统的抗干扰能力。
抗干扰试验是通过在差动保护系统的输入端引入干扰信号，并观察系统的响应情况，以评估差动保护系统的抗干扰能力。
差动保护试验主要包括实验前的准备工作、试验方案的制定、试验设备的准备和试验结果的分析等步骤。
实验前的准备工作主要包括对保护装置的检查和维护、系统参数和故障类型的确定等。
变压器差动保护动作后试验项目
变压器差动保护动作后试验项目
变压器差动保护动作后的试验项目主要包括以下几个步骤：
1.检查变压器本体：拉开变压器各侧闸刀，对变压器本体进
行认真检查，如油温、油色、防爆玻璃、瓷套管等，确定是否有明显异常。
2.检查差动保护范围内的设备：对变压器差动保护区范围的
所有一次设备进行检查，即变压器高压侧及低压侧断路器之间的所有设备、引线、母线等，以便发现在差动保护区内有无异常。
3.检查差动保护回路：对变压器差动保护回路进行检查，看
有无短路、击穿以及有人误碰等情况。
4.外部测量：对变压器进行外部测量，以判断变压器内部有
无故障。
测量项目主要是摇测绝缘电阻。
5.进一步的测量分析：如果不能判断为外部原因，则应对变
压器进行更进一步的测量分析，如测量直流电阻、进行油的简化分析、或油的色谱分析等，以确定故障性质及差动保护动作的原因。
如果发现有内部故障的特征，则须进行吊芯检查。
在进行以上步骤时，检测人员应着重检测主变三侧差动CT间的情况，例如是否出现闪络放电和是否受损等。
同时，检测人员还应对避雷器、断路器、变压器等设备进行检查，检测这些设备表面是否存在异物，以及是否出现接地短路现象。
差动保护试验方法
差动保护试验方法国测GCT-100/102差动保护装置采用的是减极性判据,即规定各侧均已流出母线侧为正方向,从而构成180度接线形式;1．用继保测试仪差动动作门槛实验：投入“比率差动”软压板,其他压板退出,依次在装置的高压侧,低压侧的A,B,C相加入单相电流0.90A,步长+0.01A,观察差流,缓慢加至差动保护动作,记录动作值; 说明：注意CT接线形式对试验的影响;若CT接为“Y-△,△-Y型”,则在系统信息——变压器参数项目下选择“Y/D-11”,此时高侧动作值为：定值×√3,即动作,低测动作值为定值,即动作若CT接为“Y-Y型”,则在系统信息——变压器参数项目下选择“无校正”,此时高低侧动作值均为定值,即动作2．用继保测试仪做比率差动试验：分别作A,B,C相比率差动,其他相查动方法与此类似;以A相为例,做比率差动试验的方法：在高,低两侧A相同时加电流测试仪的A相电流接装置的高压侧A相,B相电流接装置的低压侧A相,高压侧假如固定电流,角度为0度,低压侧幅值初值设为x,角度为180度,以0.02A为步长增减,找到保护动作的临界点,然后将x代入下列公式进行验证;其中：Id：差动电流,等于高侧电流减低侧电流Id0：差动电流定值Ir：制动电流,等于各侧电流中最大值Ir0：制动电流定值K：制动系数例如：定值：Id0＝1A； Ir0＝1A； K＝接线：测试仪的Ia接装置的高压侧A相,Ib接装置的低压侧A相输入：Ia＝∠0o5A Ib＝∠180o5A 步长Ib＝0.02A试验：逐步减小Ib电流,当Ib=3.4A时装置动作;验证：Id＝5－＝1.6A Id0＝1A Ir＝5A Ir0＝1A3．用继保测试仪做差动速断试验投入“差动速断”压板,其他压板退出;依次在装置的高压侧,低压侧的A,B,C相加入单相电流9.8A,每次以0.01A为步长缓慢增加电流值至动作,记录动作值;例如：定值：速断值：10A差动速断：投接线：测试仪的Ia接装置的高压侧A相输入：Ia＝∠0o9.80A试验：以0.01A的步长,逐步增加Ia至10.0A装置动作;4．用继保测试仪做差流越限试验投入“差流越限”压板,其他压板退出;差动动作试验方式加入电流0.40A,并每次增加0.01A缓慢增加至差流越限动作;例如：定值：告警值：0.5A延时值：10S差流越限：投接线：测试仪的Ia接装置的高压侧A相输入：Ia＝∠0o0.40A以0.01A的步长,逐步增加Ia至0.50A装置告警;5．用继保测试仪做二次谐波闭琐试验用继保测试仪的“谐波试验”,输入基波和二次谐波的叠加电流,改变步长减小二次谐波的电流含量至保护动作,根据动作条件,计算K2并与定值进行比较;例如：定值：谐波制动比二次 20％开放值 6.00A接线：测试仪的Ia接装置的高压侧A相,Ib接装置的低压侧A相输入：Ia＝∠0o2A 2次谐波＝0.9A 2次谐波步长＝0.01AIb＝∠0o2A试验：试验开始,装置不动作;逐步减小2次谐波电流,当2次谐波=～0.84A 时装置动作;动作后观察装置二次实时数据,此时Ida＝4、Ida2＝左右;验证：Ida＝4A Ida2＝0.8A。
变压器差动保护带负荷试验解析
２２科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７ ＮＯ．２２ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 业 技 术１ 引论变压器差动保护作为变压器的主保护，它主要是用来反应变压器绕组及其套管、引出线上的相间短路，同时也可以反应变压器绕组匝间短路及中性点直接接地系统侧绕组、套管、引出线的单相接地短路。
而带负荷试验则是检验差动保护的整定、接线正确性的非常有效的方法。
２ 变压器差动保护的原理变压器差动保护主要以ＫＣＬ为理论依据。
当变压器正常运行或变压器两（三）侧电流互感器以外故障时，流入变压器和流出变压器的电流（经折算）相等，差动继电器不动作。
当变压器各侧电流互感器以内故障时，两（三）侧向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流正比于故障点电流，差动继电器动作。
３ 带负荷试验的必要性由于变压器的接线方式不同，各种接线方式的差动保护实现方法在细节上也各不相同。
诸多细小的差别，很容易使设计、整定、安装人员疏忽、混淆，从而造成严重后果，为了避免出现此种情况，就必需在差动保护投运前进行带负荷试验。
４ 差动保护带负荷试验的内容只有收集到完整、充足的试验数据，才能更好地检查安装、整定、设计中的疏忽和遗漏。
４．１ 差流或差压差动继电器是靠各侧ＣＴ二次电流的差流来工作的，因此差流或差压是带负荷试验的重要内容。
磁平衡补偿的差动继电器（如ＢＣＨ－１、ＢＣＨ－２型差动继电器），用０．５级交流电压表在差动继电器的１０、１１管脚间依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相的差压；电流平衡补偿的差动保护装置（如ＣＳＴ－３１Ａ、ＣＳＣ３２６ＧＤ型差动继电器），用钳型相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出Ａ相、Ｂ相、Ｃ相的差流。
４．２ 变压器各侧电流的幅值和相位一些接线或变比的小错误，往往不会产生很明显的差流，并且差流随负荷电流而变化，因此不能只凭借差流来判断差动保护的正确性，还必须用钳型相位表在保护屏端子排上依次测出变压器各侧Ａ相、Ｂ相、Ｃ相电流的幅值和相位。
差动保护联调试验
1两侧差动保护联调试验1.1本试验只针对差动保护，应将距离、零序保护的压板断开。
1.2专用光纤通道1.2.1光功率与光衰耗测试。
两侧分别在保护的光发送口（在保护装置的光发送插件背板处旋开尾纤，在3#插件背板尾纤插座上插入光功率计）测量发送功率，将接收端尾纤插头插入光功率计测量接收功率，本侧发送功率与对侧的接收功率差即光通道的衰耗，两个方向的光衰耗之差应小于2—3dB并记录备案，否则应查明原因。
1.2.2收信灵敏度和裕度的确认：装置的发信光功率为-7dB，接收光功率正常出厂为-35dB，通道裕度不小于6dB，则接收电平不得小于-29dB，即允许最大衰耗为35-7-6=22dB（当线路较长时，可通过取消插件内部的跳线L4将接收光功率整定在-40dB）。
1.2.3单相故障联动试验：本侧断路器在合闸位置，对侧断路器在断开位置，本侧模拟单相故障，则本侧差动保护动作跳开本侧断路器。
两侧断路器在合闸位置，两侧分别进行如下试验：一侧模拟单相故障同时另一侧在模拟相电压降低到额定电压90％以下，则差动保护瞬时动作跳开两侧断路器，然后单相重合。
1.2.4相间故障联动试验。
两侧断路器在合闸位置，两侧分别进行如下试验：一侧模拟相间故障的同时另一侧三相电压正常，则差动保护不动作；两侧断路器在合闸位置，一侧模拟相间故障的同时另一侧模拟故障相电压降低至额定相电压的90％以下的条件，则两侧差动保护同时动作跳开本侧的断路器。
1.2.5如采用两套PSL-603保护，应检查光纤信号不能交叉，做其中一套保护联调时应关闭另一套保护的电源。
1.3复用PCM（光纤接口）1.3.1光功率与光衰耗测试。
在保护的光发送口测量发送功率P1，在保护的光接收口测量接收功率P2；在光电转换器的光发送口测量发送功率P4，在光电转换器的光接收口测量接收功率P 3。
保护发送功率与光电转换器的接收功率差(P1-P3)即保护至光电转换器的光衰耗，光电转换器发送功率与的保护接收功率差(P4-P2)即光电转换器至保护的光衰耗，如下图所示。
差动保护试验方法
差动保护试验方法差动保护在电力系统中被广泛采用在变压器、母线、短线路保护中。
差动保护模拟试验起来比较难，主要有以下原因:第一，差动保护的电流回路比较多，两卷变压器需要高、低压两侧电流，三卷变压器需要高、中、低压三侧电流，母线保护需要更多;第二、差动保护的核心是提供给差动继电器或自动化系统差动保护单元差电流, 要求各电流回路的极性一定要正确，否则极性接错即变成和电流; 第三，差动保护的特性测试比较难。
传统的检验极性的方法是做六角图，但新投运的变压器负荷一般较小，做六角图有难度，还有，即便是六角图对也不能保证保护屏内接就正确（笔者曾发现过屏内配线错误，做六角图时，保护动作不正确)。
曾经看到用人为加大变压器负荷的方法来准确地做出六角图的文章．如用投电容器来人为加大主变负荷，还有用两台变比不同的主变并列后产生环流来人为加大主变负荷。
笔者认为以上方法与有关运行规程有矛盾:变压器并列变比相同，负载轻时不许投电容器都是运行规程明确规定的，就是试验没问题，在与运行人员的工作协调中也有难度。
因此，以上方法不便采用。
下面介绍我们的经验，我们只在二次回路上试验，不必人为加大主变负荷即可全面、系统地验证差动保护的正确性。
一、用试验箱从保护屏端子排加电流，检查保护屏内及保护单元的接线正确性变压器的差动保护电流互感器接线，传统上都是和变压器绕组接线相对应的，即变压器绕组接成星形，相应电流互感器接成角形; 变压器绕组接成角形，相应电流互感器接成星形。
这样，变压器各侧电流回路正好反相。
现在的自动化系统差动保护单元有的继承了原来的接法，有的为了简化接线则要求各侧均为星形，这样对一般Y，D-11接线的变压器高压侧电流超前低压侧150°，接线系数为√3，这些差异由计算机来处理，最后差电流为零。
上面讨论了电流互感器接线类型，下面就做对保护屏加模拟电流来验证其接线是否正确的试验。
如果为传统的接线方式，可以加反相的两路模拟电流（从一侧头进尾出后从另一侧尾进头出即可实现），如果各侧均是星接，则加高压侧超前低压侧150°的电流来模拟。
变压器差动保护试验公式详解
变压器差动保护试验公式详解
一、电流差动保护试验公式：
ΔI=∑(I送-I回)
其中，ΔI表示差动电流，I送表示变压器的输入电流，I回表示变
压器的输出电流，∑表示对各相电流取和。
如果ΔI较大，则说明差动保
护动作。
二、电压差动保护试验公式：
电压差动保护试验主要是检测变压器两侧的电压差，从而判断差动保
护是否正常。
电压差动保护试验公式如下：
ΔU=∑(U送-U回)
其中，ΔU表示差动电压，U送表示变压器的输入电压，U回表示变
压器的输出电压，∑表示对各相电压取和。
如果ΔU较大，则说明差动保
护动作。
在实际试验中，为了提高试验的准确性，还需要考虑变压器的额定参
数和试验条件。
变压器的额定电压、额定电流、变比等参数可以在试验前
通过变压器的技术资料得知。
试验条件主要包括试验时刻和试验传动功率。
需要注意的是，电流差动保护试验和电压差动保护试验都是在正常工
作条件下进行，通常是在变压器负载满足额定容量的情况下进行。
而在试
验过程中，还需要对比实测的差动电流或差动电压与设定的差动保护灵敏度，以判断差动保护是否正常工作。
总之，变压器差动保护试验公式是根据变压器的电流和电压变化来判
断差动保护是否正常工作的一种方法。
通过实测的差动电流和差动电压与
设定的差动保护灵敏度进行对比，可以判断差动保护是否动作，保证变压器的正常运行。
差动保护原理及校验
差动保护原理保护的动作方程假设保护的差动电流为Id，制动电流为Ir，差动门槛定值为Icd，差动速断定值为Isd，拐点1为Ig1，比例制动系数为K1，拐点2为Ig2，比例制动系数为K2，则国内绝大部分保护的动作方程均为：Id > Icd 当 Ir < Ig 时；Id > Icd + K * ( Ir – Ig1 ) 当 Ig2 > Ir > Ig1 时；Id > Icd + K1 * ( Ig2 – Ig1 ) + K2 * （ Ir – Ig2）当 Ir > Ig2 时；Id > Isd比例制动曲线如上图所示：以上四个动作方程只要满足其中一个,保护就会动作出口。
大部分差动保护目前只采用了一个拐点。
即便是存在两个拐点的差动保护，为了测试更方便简单，往往也可以在试验前将保护定值中修改定值为：Ig1 = Ig2；K1 = K2。
从而按只有一个拐点的方式进行测试。
只有一个拐点的比例制动动作方程如下：Id > Icd + K * ( Ir – Ig ) 当 Ir > Ig 时；对于微机差动保护，实际上比例制动和差动速断是两套保护，所以很多保护都设置了控制字，用于投、退这两种保护。
测试差动速断保护时，一般应将“比例制动”保护由控制字退出。
如果不退出，或有些保护没有这种退出功能，则只有在比例制动保护动作后，继续增加输出电流，从保护的指示灯或有关报文判断差动速断保护是否动作。
高、低压侧电流与差动电流、制动电流的关系一般，国内保护的差动电流均采用：Id = | Ih + Il |，可表述为:差动电流等于高、低压侧电流矢量和的绝对值，因此必须注意加在保护高低压侧电流的方向。
制动电流的方程则各个品牌和型号的保护往往不同，国内保护最常见的公式有以下三种：◆Ir = max{ | Ih |，| Il | }，正确的表述为：制动电流等于高、低压侧电流幅值的最大值；◆Ir = ( | Ih | + | Il | ) / K ，正确的表述为：制动电流等于1/K倍的高、低压侧电流幅值之和；◆Ir = | Il | ，正确的表述为：制动电流等于低压侧电流的幅值。
线路光纤差动保护测试原理及实操方法
测试设备：长园深瑞PRS-753S 光纤纵差成套保护装置使用设备：继保之星-1600 继电保护测试系统▲继保之星-1600 继电保护测试系统测试原理：假设M侧为送电端，N侧为受电端。
正常状态下或者发生区外故障时M、N两侧电流幅值相同、方向相反。
根据差动电流原理（差动电流为本侧与对侧电流向量和）得出差流为零。
当发生区内故障时，N侧电流反向，此时M、N两侧流入的电流幅值相等，方向相同，产生的差流为各相故障电流的两倍。
▲光纤电流差动保护系统构成示意图根据保护要求，当差动电流幅值小于整定值0.95倍时，保护可靠不动作；当差动电流值大于或者等于整定值1.05倍时，保护可靠动作且动作时间低于100mS。
注意：实际测试中通常将保护装置尾纤（与对侧保护连接的光纤）进行自环，并将本侧、对侧识别码设置为相同。
此时保护装置通过光纤收到的对侧（实际是本侧）发出的故障电流值与本侧故障电流值相加即为试验差动电流值。
由此，可推算出实际加入的实验电流值是产生的差动电流值的二分之一。
保护装置整定值：变化量启动电流定值：0.2A差动动作电流定值1.2A测试方法1、保护装置设置压板设置：检修压板投入，纵联差动保护投入，A 、B、C跳闸出口压板退出。
控制字设置：定值整定-纵联差动保护设置为1，其他控制字设置为0。
2、接线▲接线原理图断开IA、IB、IC、IN端子排上的连接划片，使保护装置与线路断开将测试仪的IA、IB、IC、IN输出端口接入对应端子排保护装置侧将测试仪UA、UB、UC、UN接入相应的端子排测试仪开关量输入+KM端子接入装置正电源端子口测试仪开关量输入A端子接入装置跳闸线圈端子口（本次选择压板跳闸出口）▲继保之星-1600 接线图▲电压电流接线▲开关量+KM接线▲跳闸线圈接线▲光纤自环前▲自环后实验操作1、验证0.95倍整定值下，差动保护可靠不动作。
（单独验证A相，其他相可参考此设置）根据差动动作值1.2A计算可得，差动电流实验值1.2*0.95=1.14A，实验电流为0.57A。
变压器差动保护实验
变压器差动保护实验南京钛能电气研究所南京南自电力控制系统工程公司差动保护实验步骤以下：通道均衡状况检查，初始动作电流校验，比率制动特征校验，涌流判据定值校验，差动速判定值校验，差流越限监察校验。
1）通道均衡状况检查试验举例。
接线为YN,d11 的双绕组变压器，额定电压分别为110kV 及10kV，容量 31500kVA，110kV侧 TA：200/5 ，10kV 侧 TA：2000/5 ，外面 TA接线： Y/ Y。
计算：先计算各侧额定电流和均衡系数，结果以下：表 1：各侧额定电流和均衡系数差动继电器内部基准电流I B5A高压侧二次额定电流 Ie 1高压侧均衡系数 K1= I B/ I e1低压侧二次额定电流 Ie 3低压侧均衡系数 K3= I B/ I e3由于外面 TA 接线： Y/ Y，变压器接线为 YN,d11，因此，高压侧星三角变换投入，低压侧星三角变换退出。
若在高、低压侧 A 相各加 15A 的电流，方向相反，则高、低侧各相电流及各相差流以下：高压侧低压侧差流表 2：单加 A 相电流时的差流A 相所加电流 i a115Ai a1折算后电流 I a1= K1* i a1A 相电流 I A1=(I a1-I b1星三角变换后 B 相电流 I B1 =(I b1-I c10AC 相电流 I C1 =(I c1-I a1A 相所加电流 i a3-15Ai a3折算后电流 I a3= K3* i a3B 相0AC 相0AA 相B 相0AC 相相同的方法，加 B 相和 C 相，计算结果以下：表 3：加 B、 C 相时各相差流A 相差流单加 B 相电流 B 相差流C相差流0AA 相差流0A单加 C 相电流 B 相差流C相差流现实验以下：将高低压侧中性点短接，测试仪 A 相接高压侧 A 相，测试仪 N相接低压侧 A 相。
观察装置显示的差流，并记录；相同的方法测 B 相和 C 相。
表 4：通道均衡测试实验A相差流 B 相差流C相差流计算值实验值计算值实验值计算值实验值双侧加 A 相0A双侧加 B 相0A双侧加 C 相0A若计算值和实验结果基实情同，说明均衡系数正确，通道已调均衡。
变压器差动保护试验公式详解
变压器容量 6.3MVA Y/△-11一次侧电压(UAB)110kV 二次侧电压(Uab)
10kV
一次侧电流值
(IA)
33.07A
二次侧电流值
(Ia)
363.73A
一次侧CT变比50二次侧CT变比800
一次侧CT电流
(IA')0.661
A TAP1高压侧基准值二次侧CT电流
(Ia')
0.455
A TAP2低压侧基准值
比率制动启动值0.23门槛值高压侧CT电流0.263A 低压侧CT电流0.105A 计算方法：绕组1=比率制动差动保护启动值*H侧电流基准值*1.732绕组2=比率制动差动保护启动值*L侧电流基准值
差动保护整定
保护起动门槛值试验变压器差动保护计算模型
额定运行情况
比率制动折线1百分比试验
比率斜率0.40制动系数
选取试验点 Ires 1.00制动电流
Iop0.40差动电流
IH' 1.20
IL'0.80
高压侧CT电流 1.375A
低压侧CT电流0.364A 与IA反相补偿电流(Ic)0.546A 与IA同相计算方法：
差动电流：Ih-
绕组1=制动元件
绕组2=制动元件
补偿电流=绕组1
差动速断试验
差动速断值7.00Iop.max 高压侧CT电流8.018A
低压侧CT电流 3.183A
计算方法：
绕组1=差动速断
值*H侧电流基准
值*1.732
绕组2=差动速断
值*L侧电流基准
值
备注：
I'H,I'L均为变压器运行时的标幺值，且相差180度。
变压器差动保护试验方法
我们知道，变压器、发电机的电气主保护为纵向电流差动保护，该保护原理成熟，动作成功率高，从常规的继电器保护到晶体管保护再到现在的微机保护，保护原理都没有多大改变，只是实现此保护的硬件平台随着电子技术的发展在不断升级，使我们的日常操作维护更方便、更容易。
传统继电器差动保护是通过差动CT的接线方式与变比大小不同来进行角度校正及电流补偿的，而微机保护一般接入保护装置的CT全为星型接法，然后通过软件移相进行角差校正，通过平衡系数来进行电流大小补偿，从而实现在正常运行时差流为零，而变压器内部故障时，差流很大，保护动作。
由于变压器正常运行和故障时至少有6个电流（高、低压侧），而我们所用的微机保护测试仪一般只能产生3个电流，因此要模拟主变实际故障时的电流情况来进行差动试验，就要求我们对微机差动保护原理理解清楚，然后正确接线，方可做出试验结果，从而验证保护动作的正确性。
下面我们以国电南京自动化设备总厂电网公司的ND300系列的发变组差动保护为例来具体说明试验方法，其他厂家的应该大同小异。
这里我们选择ND300系列数字式变压器保护装置中的NDT302型号作为试验对象。
该型号的差动保护定值（已设定）见表1:表1NDT302变压器保护装置保护定值单下面我们先来分析一下微机差动保护的算法原理（三相变压器）。
这里以Y/△-11主变接线为例，传统继电器差动保护是通过把主变高压侧的二次CT接成△，把低压侧的二次CT接成Y型，来平衡主变高压侧与低压侧的30度相位差的，然后再通过二次CT变比的不同来平衡电流大小的，接线时要求接入差动继电器的电流要相差180度，即是逆极性接入。
具体接线见图1：图1而微机保护要求接入保护装置的各侧CT均为Y型接线，显而易见移相是通过软件来完成的，下面来分析一下微机软件移相原理。
ND300系列变压器差动保护软件移相均是移Y型侧，对于∆侧电流的接线，TA二次电流相位不调整。
电流平衡以移相后的Y型侧电流为基准，△侧电流乘以平衡系数来平衡电流大小。
变压器差动保护实验
实验内容实验二变压器差动保护实验（一）实验目的1．熟悉变压器纵差保护的组成原理及整定值的调整方法。
2．了解 Y∕Δ接线的变压器，其电流互感器二次接线方式对减少不平衡电流的影响。
3．了解差动保护制动特性的特点。
（二）变压器纵联差动保护的基本原理1．变压器保护的配置变压器是十分重要和贵重的电力设备，电力部门中使用相当普遍。
变压器如发生故障将给供电的可靠性带来严重的后果，因此在变压器上应装设灵敏、快速、可靠和选择性好的保护装置。
变压器上装设的保护一般有两类：一种为主保护，如瓦斯保护，差动保护；另一种称后备保护，如过电流保护、低电压起动的过流保护等。
本试验台的主保护采用二次谐波制动原理的比率制动差动保护。
2．变压器纵联差动保护基本原理如图7-1所示为双绕组纵联差动保护的单相原理说明图，元件两侧的电流互感器的接线应使在正常和外部故障时流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近于零，继电器不动作；内部故障时流入继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。
但是，由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，为了保证正常和外部故障时，变压器两侧的两个电流相等，从而使流入继电器的电流为零。
即：式中：K TAY、K TA△——分别为变压器 Y 侧和△侧电流互感器变比；KT——变压器变比。
显然要使正常和外部故障时流入继电器的电流为零，就必须适当选择两侧互感器的变比，使其比值等于变压器变比。
但是，实际上正常或外部故障时流入继电器的电流不会为零，即有不平衡电流出现。
原因是：（1）各侧电流互感器的磁化特性不可能一致。
（2）为满足（7-1）式要求，计算出的电流互感器的变比，与选用的标准化变比不可能相同；（3）当采用带负荷调压的变压器时，由于运行的需要为维持电压水平，常常变化变比 KT，从而使（7-1）式不能得到满足。
（4）由图 7-1可见，变压器一侧采用△接线，一侧采用Y接线，因而两侧电流的相位会出现 30°的角度差，就会产生很大的不平衡电流（见图7-2）。
变压器差动保护原理和试验
三、差动保护的原理
变压器差动保护是按
比较被保护的变压器两侧
电流的数值和相位的原理
实现的。
正常运行及外部故障
时，流入差动继电器中的
电流为零。
'
''
Ir I2 I2 0
K1
三、差动保护的原理
变压器差动保护原 理和试验
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
问题思考
问题一： 为什么变压器 需要差动保护？
问题二： 什么是差动保护？
问题三： 怎么差动保护 进行试验？
目录
一、变压器的故障类型 二、变压器装设的保护 三、变压器差动保护原理 四、PDS-721保护试验方法
一、变压器的故障类型
一、变压器的故障类型
一、变压器的故障类型
20.6A 1.55A 10.47A 0.79A
0.975倍 1.025倍 0.975倍 1.025倍 0.975倍 1.025倍 0.975倍 1.025倍
20.1A 21.1A 1.51A 1.59A 10.2A 10.7A 0.77A 0.81A
动作情况（动作：√；不动作：×）
A相
B相
C相
×
×
△型接线，变压器△
侧的电流互感器采用 Y型接线。
三、差动保护的原理
这样，变压器两侧的
二次电流
I
• a
'
和
•' •'
IA IB
相位便可一致了。
但大小仍不同，且由
向量图可知：
•' •'
•'
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谈差动保护试验
差动保护在电力系统中被广泛采用在变压器、母线、短线路保护中。
差动保护模拟试验起来比较难，主要有以下原因:第一，差动保护的电流回路比较多，两卷变压器需要高、低压两侧电流，三卷变压器需要高、中、低压三侧电流，母线保护需要更多;第二、差动保护的核心是提供给差动继电器或自动化系统差动保护单元差电流, 要求各电流回路的极性一定要正确，否则极性接错即变成和电流; 第三，差动保护的特性测试比较难。
传统的检验极性的方法是做六角图，但新投运的变压器负荷一般较小，做六角图有难度，还有，即便是六角图对也不能保证保护屏内接就正确（笔者曾发现过屏内配线错误，做六角图时，保护动作不正确)。
曾经看到用人为加大变压器负荷的方法来准确地做出六角图的文章．如用投电容器来人为加大主变负荷，还有用两台变比不同的主变并列后产生环流来人为加大主变负荷。
笔者认为以上方法与有关运行规程有矛盾:变压器并列变比相同，负载轻时不许投电容器都是运行规程明确规定的，就是试验没问题，在与运行人员的工作协调中也有难度。
因此，以上方法不便采用。
下面介绍我们的经验，我们只在二次回路上试验，不必人为加大主变负荷即可全面、系统地验证差动保护的正确性。
一、用试验箱从保护屏端子排加电流，检查保护屏内及保护单元的接线正确性
变压器的差动保护电流互感器接线，传统上都是和变压器绕组接线相对应的，即变压器绕组接成星形，相应电流互感器接成角形; 变压器绕组接成角形，相应电流互感器接成星形。
这样，变压器各侧电流回路正好反相。
现在的自动化系统差动保护单元有的继承了原来的接法，有的为了简化接线则要求各侧均为星形，这样对一般Y，D-11接线的变压器高压侧电流超前低压侧150°，接线系数为√3，这些差异由计算机来处理，最后差电流为零。
上面讨论了电流互感器接线类型，下面就做对保护屏加模拟电流来验证其接线是否正确的试验。
如果为传统的接线方式，可以加反相的两路模拟电流（从一侧头进尾出后从另一侧尾进头出即可实现），如果各侧均是星接，则加高压侧超前低压侧150°的电流来模拟。
现在的自动化系统差动保护单元都有差动电流显示，根据显示数据即可判定其接线正确性——若为两电流有效值之差则接线正确，若为两电流有效值之和电流则有极性接反，若为两电流和与差之间的数值则相位处理有错误。
如果无差电流显示则只能靠动作与否来判断接线正确与否了，即不动作为正确，动作为不正确，试验时一定要吃透图纸，注意接线极性，可规定从某相（头）流入保护屏，从地（尾）流出保护屏为正方向。
这样A、B、
C三相逐相试验，如果差动电流回路较多，则以一个回路为基准，其余回路逐个与基准回路组合试验。
二、用极性试验法判断互感器及电缆接线是否正确
用极性试验法在电流互感器的一次接线端依次施加瞬间电池电流，在保护屏相应电流端子上依次观察电流表偏转方向即可判断电流互感器及从电流互感器至保护屏的电缆接线是否正确。
首先，把被保护设备（变压器、母线或线路等）看作节点，然后，打开保护屏的电流端子，按如下方法操作: 如果电流互感器是星形接线则道理很简单，在保护屏该侧电流回路某相电流端子上接直流毫安表的正极表笔，在地端子上接负极表笔，如果用电池形成一个流入节点的电流（正极接电流互感器远离节点的端子，负极接电流互感器靠近节点的端子）瞬间，表针正偏则说明接线正确。
以上操作逐相试验。
如果是Y,D-11型接线变压器的角形电流互感器接线回路，则在保护屏上该侧电流回路的A相电流端子上接直流毫安表的正极表笔，C相电流端子上接负极表笔，用电池在A 相电流互感器中构成一个流入节点的电流瞬间，表针正转则说明A相接线正确。
同理，在保护屏上该侧电流回路的B相电流端子上接直流毫安表的正极表笔，A相电流端子上接负极表笔，用电池在B相电流互感器中构成一个流入节点的电
流瞬间，表针正转则说明B相接线正确; 在保护屏上该侧电流回路的C相电流端子上接直流毫安表的正极表笔，B相电流端子上接负极表笔，用电池在C相电流互感器中构成一个流入节点的电流瞬间，表针正转则说明C相接线正确。
在保护屏上该侧电流回路的C相电流端子上接直流毫安表的正极表笔，B相电流端子上接负极表笔，用电池在C相电流互感器中构成一个流入节点的电流瞬间，表针正转则说明C相接线正确。
以上操作逐侧回路进行试验。
当然，如果以上试验中所有侧电流回路的所有相都反偏也正确。
把保护的所有电流回路极性检查完后，即能保证电流互感器至保护屏间的接线正确，再加上第一部分能证明保护屏内接线正确，就能保证整个差动保护的接线正确了。
三、试验差动保护的动作特性
母线及线路保护的动作特性比较简单，在此不再赘述。
变压器差动保护的动作特性比较复杂，传统的差动继电器通常采用直流制动，三相变压器合闸时涌流中的直流分量有时不大，只依靠直流闭锁不很可靠，现在的自动化系统差动保护单元大多采用二次谐波制动的比率差动和差
动速断，其动作特性如图所示。
下面以自动化
系统差动保护单元为例，讨论其实验方法，其
它设备可以参照执行。
为了方便起见，三圈变压器在高压侧电流Ih、中压侧电流I1、低压侧电流Im中选择两侧回路逐相相加电流。
试验箱电流的“头”对应保护单元电流回路的“头”，试验箱电流的“尾”对应保护单元电流回路的“尾”，则差动电流（Ic）等于两侧电流矢量和，制动电流（Izd）等于两侧电流矢量差（注意试验箱电流值应经接线系数和平衡系数校正）。
首先试验比率差动。
第一，加Ic<Imk的工频电流保护不应动作,逐渐调整试验箱电流值使Ic至Imk定值时应可靠动作。
第二，加工频电流，逐渐调整电流值使Izd稍大于Isd1，Ic小于Imk+Kb*（Izd-Isd1）时不应动作（Kb为比率制动系数，以下同），Ic至Imk+Kb*（Izd-Isd1）时应可靠动作，逐渐调整电流值使Izd为Isd1和Isd1的中间值，Ic小于Imk+Kb*(Izd-Isd1)时不应动作，Ic至Imk+Kb*(Izd-Isd1)时应可靠动作; 逐渐调整电流值使Izd稍小于Isd2，Ic小于
Imk+Kb*（Izd-Isd1）时不应动作，Ic至Imk+Kb*（Izd-Isd1）时应可靠动作。
接下来投入二次谐波闭锁，试验二次谐波闭锁比率差动。
重复以上试验并且在变压器的电源侧同时加二次谐波电流，当I（2）≥Kxb*I（1）且Ic<Isd时比率差动不应动作（其中，I（2）为二次谐波的有效值，I（1）为基波的有效值，Kxb为谐波制动系数）。
最后试验差动速断。
为了方便起见，只在变压器一侧回路逐相加电流，所加电流即为Ic。
加IcI〈sd的工频电流保
护不应动作，逐渐调整试验箱电流值使Ic至Isd定值时应可靠动作。
以上试验依次在A、B、C三相上分别做，三相都正确动作，说明差动保护的动作特性正确。
如果以上试验完毕，基本上可以保证差动的正确性，设备投运后做六角图再次验证。
通常做六角图用功率表法，要求主变负荷不能太小，如果用高精度相位表则可以对负荷要求较低，且快速而简便。
四、结束语
笔者用上述方法检验了数十个差动保护，其中既有差动继电器式的也有自动化系统差动保护单元型的，既有变压器（包括两圈的和三圈的）差动保护，也有短线路差动保护，均取得了成功。
如果经过以上试验仍然有误动和拒动则应重点做如下检查: 第一，核对定值，看定值是否适合实际工程。
第二，检查电流互感器及电缆，看电流互感器的伏安特性是否适合实际工程及电流回路实际负荷是否超过电流互感器
的额定负荷。
第三，检查硬连接及软设置，看差动、制动、平衡线圈的连接位置是否正确，软卡参数如: 变比、平衡系数、定值等设置是否正确。
总之，该方法是一种简便易行，无任何负作用即可对各种差动保护做出系统、全面、准确评价的试验方法。