变压器比率差动保护

（4）纵差保护用TA的选择 在选择变压器纵差保护TA时，一定要保证各组TA
的容量及精度等级。优先采用暂态特性好的TP级TA。 另外，选择二次电缆时，差动TA二次回路电缆芯
线的截面应够。对于长电缆，其芯线截面应不小于 4mm2（铜线）。
保护装置内部辅助TA的特性应好，还可由软件设 置抗TA饱和陷井。
为了消除此不平衡电流，可采用相位补偿法。即将变压器星形侧的 电流互感器的二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器 二次侧接成星形，从而将电流互感器二次测的电流相位校正过来。
电力变压器在运行时，由于联接组别和 变比不同，各侧电流大小及相位也不同 。需通过数学方法对TA联接和变比进行 补偿。消除电流大小和相位差异。
动作区
Iset
0
Ie
0.5 非动作区
Ir
差动保护的基本原理(9)
差动保护的动作特性分析（2）
拐点电流的设置
Icd
拐点电流一般设
置为变压器的额定 电流的（0.8-1）倍
Iset
0
从特性图上可以看出，当制动电流 小于拐点电流时，差动保护的门槛 值是固定的，当制动电流大于拐点 电流时差动保护的动作门槛是变动 的，它随制动电流的增大而增大！
此故来自百度文库点因由该 处线路保护切除 故障
差动保护的基本原理(3)
变压器区内故障演示
变压器区内 发生故障
此时差动继 电器动作
20A 20A
10A
Icd=30A
10A
差动保护的基本原理(4)
微机变压器差动保护的构成
微机差动保护需要进行的计算：
设定微 i1
机保护
计算参
考方向
均以母
线流向
变压器
为正方
向
i
2
差动电流I i i
(四）两侧互感器型号不同产生的不平衡电流及采取 的措施
此不平衡电流是由两侧互感器的相对误差引起的，型号相同的相对误 差较小，型号不同则相 对误差就会较大。
此不平衡电流应在保护的整定计算中予以考虑，既适当增加保护的动 作电流。计算时引入同型系数Kss .若同型Kss取0。5，若不同型Kss取1。
（五）变压器调压分接头改变产生的不平衡电流及解决的方法
（5）合理的整定值 在对变压器纵差保护各元件的定值进行整定时，
应根据变压器的容量、结构、在系统中的位置及系统 的特点，合理而灵活地选择定值，以确保保护的动作 灵敏度及可靠性。
完毕 谢谢！
华北油田公司水电厂
差动电流I +i i+
cd
1
2
制动电流I +i +i
r
1
2
≈2i1 ≈0
Icd
Icd

I set

(区Ir<I外e) 故障区特内点I故cd 障I特set 点
I cd

KI r
(Ir≥差制Ie动动) 电电流流差制小 大I动动cd 电电K流流 I大小r
变量
恒量
差动保护可以反应引出线至电流互感器之间的相 间及接地故障。
差动保护可以反应一定程度上的内部绕组匝间短 路故障。
差动保护的基本原理(1)
变压器差动保护的基本构成
高压侧TA 极性标注
电流互感器 变压器 （TA）
差动继电器 整定值6A
CJ
低压侧TA 极性标注
差动保护的基本原理(2)
变压器区外故障演示
（2）区外故障切除时的误动 区外故障被切除时，流过变压器的电流突然减小
到额定负荷电流之下。在此暂态过程中，由于电流中 自由分量的存在，使两侧差动TA二次电流之间的相位 短时（40~60ms）发生了变化，在差动元件中产生差流 。两侧差动TA的暂态特性相差越大，差流值越大，持 续的时间就越长。又由于流过变压器的电流较小，差 动元件的制动电流较小；当差动元件拐点电流整定得 过大时，差动元件处于无制动状态。此时，若初始动 作电流定值偏小，保护容易误动。
变压器差动保护
单 位：电力分公司 授课人：###
华北油田公司电力分公司
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
差动保护基本原理 不平衡电流对差动保护影响 差动保护误动作原因分析 怎样提高差动保护的可靠性
变压器差动保护简述
差动保护是变压器电气量的主保护。
差动保护可以反应变压器内部绕组相间和接地故 障。
实际短路 电流与参 考方向 相同
实际短路 电流与参 考方向 相同
差动保护的基本原理(6)
变压器区内故障分析（双电源）
i 1 i 1
i 2
i 2
微机变 压器差 动保护
计算结果：
差动电流I +i i+
cd
1
2
制动电流I +i +i
r
1
2
≈2i1 ≈0
将计算结果代入判据：
≈I2cid1
带负荷调压的变压器在运行中常常需要改变分接头来调电压，这样就 改变了变压器的变比．原已调整平衡的差动保护；又会出现新的不平衡电流 。
此不平衡电流采用提高动作电流来解决。
三、差动保护误动作原因分析
运行实践及统计表明，在变压器纵差保护不正确动作的类型中 ，因整定值不妥及TA二次回路不良所占的比率很大。因此，为提高 保护的可靠性，除了必须保证保护装置高质量之外，还必须对其各 元件整定值进行合理的整定及确保其二次回路的正确性、良好性。
1、多发生的不正确动作类型 统计表明，经常发生的差动保
护不正确动作的类型有：正常运行 时（系统无故障及无冲击）的误动 ，区外故障时误动、系统短路故障 被切除时误动。
2、不正确动作原因分析 （1）变压器正常运行时差动保护误动
分析及统计表明，正常运行时差动保护误动的主要原因有：（ A）由于TA二次回路中接线端子螺丝松动，而使回路连线接触不良 或短时开路； （B）TA二次回路中一相接触不良，在接触不良点产生电弧进而造 成单相接地或两相之间短路（指TA二次回路短路）； （C）TA二次电缆芯线（相线）外层绝缘破坏或损伤，在运行中由 于振动等原因造成接地短路； （D）差动TA二次回路多点接地，其中一个接地点在保护装置盘上 ，其他接地点在变电站端子箱内，两个接地点之间的地电位相差太 大，或由于试验等原因，在差动元件中产生差流使其误动。在雷雨 天易发生。
将计算结果代入判据：

I≈i1 cd

门槛2A
I se t



I≈i1 cd
0.5
K
I≈i1 r
0.5i1
差动保护动作
差动保护的基本原理(8)
差动保护的动作特性分析（1）
区外故障计算结果：
区内故障计算结果：
差动电流I cd

+i i-
1
2
≈0
制动电流I r
+i i-
1
2
=2i
1
动作区
0.5 非动作区
Ie
Ir
二、不平衡电流的产生及影响
变压器差动保护其差动回路中的不平衡电流大，必须采取措施躲开不平 衡电流或设法减小不平衡电流的影响。
(一)变压器励磁涌流的特点及减小其对纵差保护影响的措施 1励磁涌流的产生及特点 变压器的励磁电流只通过变压器的原边线圈，它通过电流互感 器进入差动回路形成不平衡电流，在正常运行情况下，其值很小， 一般不超过变压器额定电流3％～5％。当发生外部短路时，由于 电压降压，励磁电流更小，因此这些情况下对差动保护的影响一 般可以不考虑。 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压 器铁心中的磁通量的突变，使铁心瞬间饱和，这时将出现数值很大的励磁 电流，可达5～10倍的额定电流，称为励磁涌流。此电流通过差动回路，如 不采取措施，纵差动保护将会误动作
（3）区外故障时的误动 区外故障差动保护误动的情况有两种，一种是近区
故障（故障点距变压器近）而故障电流很大；另一种是 远区故障而故障电流很小（比变压器额定电流大不多） 。
前一种故障时保护误动的原因，多因一侧的TA饱和 ，在差动元件中产生的差流特别大；后一种故障时保护 误动的原因，多是两侧差动TA暂态特性相差大及差动元 件定值整定有误（拐点电流过大、启动电流过小等）所 致。
四、怎样提高差动保护的可靠性
为提高纵差保护的动作可靠性，应作好以下工作：
（1）严防TA二次回路接触不良或开路 在保护装置安装调试之后，或变压器大修后投运之前
，应仔细检查TA二次回路，拧紧二次回路中各接线端子 的螺丝，且螺丝上应有弹簧垫或防震片。 （2）严格执行反措要求
所有差动TA二次回路只能有一个公共接地点；且该接 地点应在保护盘上。
QF1
TA1
TA2 QF2
KD K1
Io p
变压器励磁电流形成的不平衡电流
（二）变压器两侧接线组别不同引起的不平 衡电流及消除措施
电力系统中常用的Y，dll接线的变压器，由于三角形侧的线电流比 星形侧的同一相线电流相位超前300，因此如果两侧电流互感器都按通 常接线方式接成星形，则即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值 相等，在差动保护回路中也会出现不平衡电流
（3）确保差动TA二次电缆各芯线之间及各芯线对地 的绝缘
应结合主设备检修，定期检查差动TA二次电缆各 芯线对地及各芯线之间的绝缘；用1000V摇表测量时 ，各绝缘电阻应不小于5MΩ。
另外，在配线过程中，不要损坏电缆芯线外层的 绝缘，接端子线的裸体外露部分尽量要短，以免因振 动等原因而造成接地或相间短路。
变压器各侧电流互感器采用星形接线， 二次电流直接接入本装置。电流互感器 各侧的极性都以母线侧为极性端。变压 器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装 置采用
Y->Δ 变换调整差流平衡。
（三）电流互感器的实际变比与计算变比不 等引起的不平衡电流及减小影响的措施
I2Y
I2△
利用差动继电器中 平衡线圈消除不平 衡电流影响原理图
一个穿越性质 的短路电流通 过变压器向短 路点提供
高压侧一次电流 从极性端流进二 次电流从极性端 流出
保护规定 的TA正 方向定义
CJ
20A
Icd≈0 20A
在区外穿越性质的短路电流作 用下，理论上流过差动继电器 的差流Icd≈0，所以此时： 差动保护不动作！
变压器区外 发生故障
低压侧一次电流 从极性端流出二 次电流从极性端 流进
cd
1
2
制动电流I i i
r
1
2
i
1
微差保护的动作判据：
微机CJ变 压器差 动保护
i 2

I I
cd cd

I se t
K I r
以上两式均成立 则差动保护动作
差动保护门槛值 一般整定为
（0.4-0.8）Ie
差动保护比例制动系 数例如：0.5
实际短路 电流与参 考方向 相同
实际短路 电流与参 考方向 反向

门槛2A
I se t


≈I2cdi1
0.5
K
I≈0 r
≈0 差动保护动作
实际短路 电流与参 考方向 相同
差动保护的基本原理(7)
变压器区内故障分析（单电源）
i 1 i 1
i 2
i 2
计算结果：
差动电流I +i i0
cd
1
2
制动电流I +i 0i
r
1
2
≈i1 ≈i1
微机变 压器差 动保护
差动保护的基本原理(5)
变压器区外故障分析
i 1 i 1
i 2
i 2
微机变 压器差 动保护
计算结果：
差动电流I cd
+i 1
i2
≈0
制动电流I r
+i i-
1
2
=2i
将计算结果代入判据： 1
≈0 门槛2A
I cd

I se t



I
≈0
cd

0.5
K
I2i1 r
i1
差动保护不动作