变压器电流纵差保护讲解
变压器纵差动保护的基础知识讲解
内部故障时的动作行为
I set.r
I set. max
1
2
a
Iset.min b c
I res.g 灵敏度大为提高
Ires
I res.max
减小方法
数字式保护：计算补偿 电磁式：采用中间变流器进行补偿
采用中间变流器进行补偿
I1
I1
I2
I2
Id
I1 .
. W2 TS
I2
Wb
Wd
正常运行和外部故障时 I1(Wb Wd ) I2Wd
Iunb fza Ik.max
计算补偿：用 I1 补偿
Ir
I1 I2
I1 nTA1
I2 nTA2
直流
66 80 62 73
特点： ➢ 有很大成分的非周期分量 ➢ 有大量的高次谐波，尤以二次谐波为主 ➢ 波形经削去负波后出现间断
影响涌流特征的因素：
合闸时电压的初相角α
对于单相变压器而言，当α= 0°时合闸，涌流最严 重。当α= 90°时合闸，将不产生涌流。
对于三相变压器而言，三相电压的相角互差120°， 所以无论电压初相角是多少总会产生励磁涌流。
Iop.r (Iunb )
无制动
3
a
2
Kres tg
1
(一般取0.3~0.4)
I unb . max
Ik.max Ires (Ik )
2. 微机纵差动保护的比率制动特性
I set.r
I set. max
aC
IA set.min
动作判据
B
Ires
I I res.g
res.max
I I set.r
切除后电压恢复）时：4~8 IN → 励磁涌流
变压器纵差保护原理
变压器纵差保护原理
变压器纵差保护是保护变压器的一种重要保护方式，目的是在发生变压器内部故障时，及时切除故障区域，保护变压器不受进一步的损害。
其基本原理是利用变压器偏差电流的存在来检测变压器内部故障，并对故障进行判别和定位。
变压器偏差电流是指变压器正常运行时，由于磁路不对称或绕组接地等原因，发生的不平衡电流。
该电流包含了负荷电流和因不平衡而产生的额外电流。
变压器纵差保护利用偏差电流的大小和方向进行保护判据的建立。
一般情况下，变压器内部短路故障会导致变压器的绕组短路，使得电流在绕组内形成环流。
这样，由于短路故障产生的偏差电流会使得变压器两侧的偏差电流不平衡，通过测量偏差电流的不平衡程度，可以判断出故障的位置及类型。
变压器纵差保护系统主要由绕组电流变比、差动电流继电器和相关的电路组成。
绕组电流变比将绕组电流变换成适合差动电流继电器测量的信号，差动电流继电器则进行信号的比较和判别，当测量到的差动电流超过事先设定的阈值时，差动电流继电器将产生动作指令，使断路器切除故障点。
总之，变压器纵差保护的原理是基于测量变压器偏差电流的不平衡程度来判断变压器内部是否存在故障，并通过差动电流继电器进行判别和动作，以实现对变压器的保护。
变压器的纵差动保护原理及整定方法
热电厂主变压器的纵差动保护原理及整定方法浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩一、构成变压器纵差动保护的基本原则我们以双绕组变压器为例来说明实现纵差动保护的原理，如图1所示。
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，亦即在正常运行和外部故障时，差动回路的电流等于零。
例如在图1中，应使图1 变压器纵差动保护的原理接线'2I =''2I =1'1l n I =21''l n I 或 12l l n n 1'1''I I =B n 式中：1l n —高压侧电流互感器的变比；2l n —低压侧电流互感器的变比；B n —变压器的变比（即高、低压侧额定电压之比）。
由此可知，要实现变压器的纵差动保护，就必须适当地选择两侧电流互感器的变比，使其比值等于变压器的变比B n ，这是与前述送电线路的纵差动保护不同的。
这个区别是由于线路的纵差动保护可以直接比较两侧电流的幅值和相位，而变压器的纵差动保护则必须考虑变压器变比的影响。
二、变压器纵差动保护的特点变压器的纵差动保护同样需要躲开流过差动回路中的不平衡电流，而且由于İ1′′ n İ1′差动回路中不平衡电流对于变压器纵差动保护的影响很大，因此我们应该对其不平衡电流产生的原因和消除的方法进行认真的研究，现分别讨论如下： 1、由变压器励磁涌流LY I 所产生的不平衡电流变压器的励磁电流仅流经变压器的某一侧，因此，通过电流互感器反应到差动回路中不能平衡，在正常运行和外部故障的情况下，励磁电流较小，影响不是很大。
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，由于电磁感应的影响，可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
励磁涌流有时可能达到额定电流的6~8倍，这就相当于变压器内部故障时的短路电流。
变压器纵差保护原理及不平衡电流的克服方法_变压器三相电流不平衡
变压器纵差保护原理及不平衡电流的克服方法_变压器三相电流不平衡1.变压器纵差保护基本原理变压器具有两个或更多个电压等级，构成纵差保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的纵差保护不平衡电流将比发电机的大得多，纵差保护是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位的原理构成的，根据KCL基本定理，当被保护设备无故障时恒有各流入电流之和必等于各流出电流之和。
2.纵差保护不平衡电流分析2.1稳态情况下的不平衡电流由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生。
正常运行时变压器各侧电流的大小是不相等的。
为了满足正常运行或外部短路时流入继电器差动回路的电流为零，则应使高、低压两侧流入继电器的电流相等，即高、低侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比。
但是，实际上由于电流互感器的变比都是根据产品目录选取的标准变比，而变压器的变比是一定的，因此上述条件是不能得到满足的，因而会产生不平衡电流。
由变压器两侧电流相位不同产生。
变压器经常采用两侧电流相位相差30°的接线方式。
此时，假如两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次电流由于相位不同，也会在纵差保护回路产生不平衡电流。
2.2暂态情况下的不平衡电流由变压器励磁涌流产生。
变压器的励磁电流仅流经变压器接通电源的某一侧，对差动回路来说，励磁电流的存在就相当于变压器内部故障时的短路电流。
在外部短路时，由于系统电压降低，励磁电流也将减小。
在正常运行和外部短路时励磁电流对纵差保护的影响经常可忽略不计。
在电压忽然增加的非凡情况下，比如变压器在空载投入和外部故障切除后恢复供电的情况下，则可能出现很大的励磁电流，这种暂态过程中出现的变压器励磁电流通常称励磁涌流。
由变压器外部故障暂态穿越性短路电流产生。
纵差保护是瞬动保护，它是在一次系统短路暂态过程中发出跳闸脉冲。
在变压器外部故障的暂态过程中，一次系统的短路电流含有非周期分量，它对时间的变化率很小，很难变换到二次侧，而主要成为互感器的励磁电流，从而使互感器的铁心更加饱和。
电流纵差动保护原理(一)
电流纵差动保护原理(一)电流纵差动保护什么是电流纵差动保护？电流纵差动保护（Differential Current Protection）是一种用于保护电力系统中的设备和电路的保护装置。
它通过检测电流的差值来判断系统是否出现故障，并迅速采取措施以减小故障造成的影响。
原理概述电流纵差动保护的原理是基于保护对象的电流变化情况来判断是否存在故障。
在正常运行中，电流应在设定范围内波动，当设备或电路出现故障时，电流的差值将超过设定的阈值，触发电流纵差动保护装置。
工作原理电流纵差动保护的工作原理可以分为以下几个步骤：1.上下游电流检测：电流纵差动保护装置通过分别检测保护对象上游和下游的电流值。
2.电流差值计算：保护装置将上下游电流的差值进行计算，并与设定的阈值进行比较。
3.比较判断：如果电流差值超过设定阈值，则判断系统出现故障，触发保护动作。
4.保护动作：一旦保护动作触发，装置会快速断开故障电路，并发送信号给上位系统，以通知操作人员存在故障。
特点和优势•灵敏度高：电流纵差动保护装置能够精确检测微小的电流差值，并判断系统是否出现故障。
•速度快：一旦检测到电流差值超过阈值，保护装置迅速采取措施，快速断开故障电路，以防止进一步扩大事故。
•精准性高：通过设置适当的阈值，可以避免误判和误动作，提高系统的可靠性和稳定性。
•可靠性强：电流纵差动保护装置采用了高可靠性的硬件和软件设计，确保了其长时间稳定工作的能力。
应用领域电流纵差动保护广泛应用于电力系统中，常见的应用领域包括：•发电厂：用于保护发电机和输电系统，防止电流异常导致设备故障和事故发生。
•变电站：用于保护变压器和其他设备，有效减小故障对电力系统的影响。
•配电系统：用于保护配电线路和电力设备，提高电网的可靠性和安全性。
总结电流纵差动保护是一种重要的电力系统保护装置，通过检测电流差值来判断设备和电路是否存在故障，并采取迅速的措施进行保护。
它的快速响应、高灵敏度和可靠性强等特点，使其在电力系统的运行中扮演着重要的角色。
变压器的纵联差动保护
变压器的纵联差动保护众所周知，纵差保护是一切电气主设备的主保护，它灵敏度高、选择性好，在变压器保护上运用较为成功。
它可以用来反映变压器绕组的相间短路故障、中性点接地侧绕组的接地故障以及引出线的相间短路故障、中性点接地侧引出线的接地故障。
但是变压器纵差保护一直存在励磁涌流难以鉴定的问题，虽然已经有几种较为有效的闭锁方案，又因为超高压输电线路长度的增加、静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进、磁化特性的改善等因素，变压器纵差保护的固有原理性矛盾更加突出。
纵差保护还受到互感器采集不平衡电流的影响，在本章将研究纵差保护的基本原理、不平衡电流的产生及克服方案。
1变压器纵差保护基本原理按照反应电流和电压量变化构成的保护装置，测量元件限于装设在被保护元件的一侧，无法区别被保护范围末端和相邻范围始端的故障。
为了保证动作的选择性，在整定动作参数时必须与相邻元件的保护相配合，一般采用缩短保护区（降低灵敏度）或延长动作时限（降低速动性）的方法来获得选择性。
但从保证系统稳定运行和减轻故障变压器的损失及避免扩大事故的要求来看，希望能快速切除被保护范围内任意地点发生的故障。
如果保护装置的测量元件能同时反应被保护设备两端的电量时，就能正确判断被保护范围区内和区外的故障。
被保护元件发生内部和外部故障时，其各侧功率方向或电流相位是有差别的，因而根据比较被保护元件各端电流大小和相位差别的方法而构成的纵联差动保护，获得了广泛的应用。
采用差动继电器作保护的测量元件，用来比较被保护元件各端电流的大小和相位之差，从而判断保护区内是否发生短路。
由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，这是它的可贵优点。
但是,为了构成纵联差动保护装置，必须在被保护元件各端装设电流互感器，并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来，接差动继电器。
由于受助导线条件的限制，纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上，对于发电机、变压器及母线等，则可广泛采用纵联差动保护实现主保护。
第三节 变压器纵差动保护
第三节变压器纵差动保护一、变压器纵差动保护工作原理由于变压器的高压侧和低压侧的额定电流不，为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，两二次电流相等。
要实现变压器的纵差动保护，就必须适当地选择两侧电流互感器的变比，使其比值等于变压器的变比，此区别是由于线路的纵差动保护可以直接比较两侧电流的幅值和相位，而变压器的纵差动保护则必须考虑变压器变比的影响。
图6-2 （a）双绕组变压器正常运行时的电流分布（b）三绕组变压器区内故障时的电流分布图6-3纵差保护特殊问题-引起不平衡电流增大原因：变压器的纵差动保护同样需要躲开流过差动回路中的不平衡电流。
引起不平衡电流增大原因：（1）变压器两侧绕组接线方式不同；（2）变压器、电流互感器的计算变比与实际变比不同；（3）变压器带负荷调节分接头；（4）电流互感器传变误差的影响；（5）变压器励磁电流产生的不平衡电流；（6）变压器励磁涌流。
二、励磁电流的影响正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的3％～5％，所以对保护无影响。
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急剧增大，使变压器铁心瞬时饱和，出现数值很大的励磁涌流。
励磁涌流可达变压器额定电流的 6～8 倍，如不采取措施变压器纵差保护将会误动。
涌流产生原因: 铁芯中的磁通不能突变。
图6-4稳态时，磁通滞后电压90°；当 U=0 时投入变压器，铁心出现磁通–Φm，铁心中磁通不能突变，必须产生+Φm的非周期分量，以抵消–Φm 使得Φ=0 ，考虑到剩磁Φsy的影响，半个周波后，铁心中的磁通达到最大值，严重饱和，对应的励磁涌流此时也达到最大。
图6-5单相变压器励磁涌流的特征：（1）数值较大，可达额定电流的6～8倍，偏于时间轴一侧；（2）含有较大的直流分量；（3）励磁涌流中含有大量的谐波分量；（4）励磁涌流的波形中有间断。
图6-6防止励磁涌流方法：在变压器纵差动保护中防止励磁涌流影响的方法有；采用具有速饱和铁心的差动断电器；鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别；利用二次谐波制动等。
变压器的纵联差动保护
变压器的纵联差动保护众所周知，纵差保护是一切电气主设备的主保护，它灵敏度高、选择性好，在变压器保护上运用较为成功。
它可以用来反映变压器绕组的相间短路故障、中性点接地侧绕组的接地故障以及引出线的相间短路故障、中性点接地侧引出线的接地故障。
但是变压器纵差保护一直存在励磁涌流难以鉴定的问题，虽然已经有几种较为有效的闭锁方案，又因为超高压输电线路长度的增加、静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进、磁化特性的改善等因素，变压器纵差保护的固有原理性矛盾更加突出。
纵差保护还受到互感器采集不平衡电流的影响，在本章将研究纵差保护的基本原理、不平衡电流的产生及克服方案。
1 变压器纵差保护基本原理按照反应电流和电压量变化构成的保护装置，测量元件限于装设在被保护元件的一侧，无法区别被保护范围末端和相邻范围始端的故障。
为了保证动作的选择性，在整定动作参数时必须与相邻元件的保护相配合，一般采用缩短保护区(降低灵敏度)或延长动作时限(降低速动性)的方法来获得选择性。
但从保证系统稳定运行和减轻故障变压器的损失及避免扩大事故的要求来看，希望能快速切除被保护范围内任意地点发生的故障。
如果保护装置的测量元件能同时反应被保护设备两端的电量时，就能正确判断被保护范围区内和区外的故障。
被保护元件发生内部和外部故障时，其各侧功率方向或电流相位是有差别的，因而根据比较被保护元件各端电流大小和相位差别的方法而构成的纵联差动保护，获得了广泛的应用。
采用差动继电器作保护的测量元件，用来比较被保护元件各端电流的大小和相位之差，从而判断保护区内是否发生短路。
由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，这是它的可贵优点。
但是，为了构成纵联差动保护装置，必须在被保护元件各端装设电流互感器，并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来，接差动继电器。
由于受助导线条件的限制，纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上，对于发电机、变压器及母线等，则可广泛采用纵联差动保护实现主保护。
3.电力变压器的纵联差动保护(一)-工作原理(课件)
一、纵联差动保护的基本原理
1.变压器正常运行或者外部故障时差动电流分析
差动电流： Id
I1'
I2' =
I1 nTA1
I2 nTA2
这个电流在变压器正常运行或外部故障时不一定为零。
I1'
I
2' ，即I
' d
=
0
一、纵联差动保护的基本原理
如何选择合适的电流互感器变比，使正常运行或变压器外 部故障时差动电流为零？
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（1）励磁涌流对差动保护的影响 由变压器的原理可知，变压器的励磁电流只流过变压器其 中的一侧。因此通过TA反映到差动回路中不能被平衡。但在 变压器正常工作情况下，励磁电流很小，反映到差动回路可以 忽略不计。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（2）励磁涌流产生的原因
如果考虑剩磁Φr，这样经过半个周期后铁芯中的磁通将达到 幅值2Φm+Φr。因此：
铁芯中的磁通达到最大值—>变压器严重饱和—>励磁阻抗降 低—>对应的励磁电流很大—>类似于“涌动的潮流”，故简称 “励磁涌流”。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（1）励磁涌流对差动保护的影响 但是当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，
由于变压器铁芯中的磁通急剧增大，使变压器铁芯瞬时饱和， 出现数值很大的励磁电流（称为：励磁涌流）。
励磁涌流可达变压器额定电流的 6～8 倍，如不采取措施， 变压器纵差保护将会误动。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
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变压器差动保护是读书时代继电保护必考项目，在工作后发现也是实际碰到各类问题最为实用的一部分，然而在死背公式之余，正真开始领会其含意似乎已经是几年之后的事情了，牛小编有许多知识点也是在工作后才慢慢理解的，譬如不平衡电流等等。
1变压器纵差保护的作用变压器差动保护是变压器的主保护之一。
通常其保护范围包括了各侧电流互感器以内区域，可以保护变压器绕组的相间短路、匝间短路、各侧引出线短路和中性点接地侧变压器绕组和引出线上的单相接地短路。
然而与线路、发电机差动保护不同，变压器一般具有两个或更多个电压等级，变压器原副边电气量反映的是变压器各侧磁耦合关系，因此变压器差动保护不平衡电流产生的因素更多，特别是变压器励磁涌流、过励磁均对保护有影响，需要采取相应措施防止保护误动。
2构成变压器纵差动保护的基本原理差动保护原理基于基尔霍夫电流定律，把被保护区域看成是一个节点，如果流入保护区域电流等于流出的电流，则保护区域无故障或是外部故障。
如果流入保护区域的电流不等于流出的电流，说明存在其他电流通路，保护区内发生了故障，利用输入电流与输出电流的相量差作为动作量的保护。
即差动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，其保护区是构成差动保护的各侧电流互感器之间所包围的部分。
包括变压器本身、电流互感器与变压器之间的引出线。
由于变压器各侧电压等级不相同，其差动保护是利用磁势平衡的原理来实现的，即变压器一次侧、二次侧磁势平衡。
通过选择合理的电流互感器、采取适当的电流互感器接线和平衡系数，使得归算后二次电流的相量和∑i=0。
把∑i称为差动电流，用Icd表示。
在变压器正常运行或外部故障时，折算后流入变压器的电流等于流出变压器的电流。
此时Icd=0，差动保护不动作。
差动电流公式中的电流是归算后的二次电流相量和。
变压器纵联差动保护原理
变压器纵联差动保护原理变压器纵联差动保护是一种用于保护变压器的重要保护装置，主要用于检测变压器绕组之间的电流差异，以便快速准确地判断是否发生了内部故障。
以下是变压器纵联差动保护的基本原理：1. 基本原理：-纵联差动保护通过比较变压器绕组之间的电流来检测潜在的内部故障。
正常工作状态下，变压器的输入电流等于输出电流，即两侧绕组电流相等。
当发生内部故障时，如绕组短路或绝缘故障，绕组之间的电流差异将导致纵联差动电流。
2. 电流比较：-纵联差动保护系统会同时监测变压器高压绕组和低压绕组的电流。
这些电流通过电流互感器（CT）测量，并传输到差动保护设备中。
设备将两侧电流进行比较，正常情况下两侧电流应该平衡。
3. 设定电流和灵敏性：-差动保护设备设有一定的电流差动保护设定值。
当变压器内部发生故障时，导致两侧电流不平衡，超过设定值时，差动保护将启动，产生差动保护动作信号。
4. 差动保护动作：-一旦检测到电流差异超过设定阈值，差动保护设备会发出保护动作信号。
这通常包括切断电源、关闭刀闸等措施，以隔离变压器并防止故障蔓延。
5. 灵敏性和稳定性：-纵联差动保护需要在足够灵敏的同时保持稳定性，以防止误动作。
因此，设定值的选择、电流互感器的准确性和保护装置的灵敏性都是设计中需要考虑的关键因素。
6. 复合差动保护：-为了提高保护的可靠性，有时会采用复合差动保护，结合其他保护元件，如零序电流保护、过流保护等。
这样可以增加差动保护的鲁棒性，减少误动作的可能性。
变压器纵联差动保护是确保变压器正常运行和防止故障蔓延的关键保护装置之一。
通过及时、准确地检测内部故障，它有助于提高电力系统的可靠性和稳定性。
变压器纵差保护
I a
I B
I C I C
I B
I b I c
变压器纵差保护的Y，dll接线
将变压器Y侧的电流 互感器二次绕组接成 ，而 将变压器 侧的电流互感器 二次绕组接成Y形，以补偿 30º 的相位差。
两侧电流互感器采用相位 补偿接线后，纵差保护两臂的电 I I I I bY 与 流同相，即 I 与 ， ， 与 分别同相。 I 因将Y侧的电流互感器二次 绕组接成 ，故其接入差动臂的 电流是电流互感器二次电流的 3 倍。为使正常情况下，每相两臂 中的电流大小相等，其电流互感 器的变比应增大 3 倍。
(3)励磁涌流有明显的间断角。差动保护 为了躲过励磁涌流影响，要充分利用 涌流间断角这一特征。 (4)克服励磁涌流引起的差动保护误动的 方法是延长保护的动作时间，以此来 躲过励磁涌流影响，但将失去保护装 置最可贵的特性——快速性，当然是 不可取的。
3. 抑制励磁涌流对差动保护影响的办 法： (1)采用带有速饱和特性变流器的变 压器差动保护。例如用电磁式DL型 电流继电器与FB-1型速饱和变流器 组成的差动保护。 (2)带有短路线圈的直流助磁特性的 差动保护。BCH-2 (3)带有制动和助磁特性的差动保护。 BCH-1
当变压器空载投入或外部故障切 除后电压恢复时，将可能出现很大 的励磁涌流。这是因为变压器在稳 态工作情况下，铁芯中的磁通滞后 于外加电压90º ，在空载投入的瞬间 恰好电压瞬时值u＝0时，则铁芯中 。 应具有负磁通 m
d e N dt
但铁芯中的磁通不能突变。因此， 这时必将产生一个幅值等于正磁通的 ，将负磁通抵消， 非周期分量的磁通 m 经过半个周期后，如果不计非周期分 量磁通衰减，铁芯中两个磁通极性相 同。总磁通幅值将达到2倍正磁通 ， 使铁芯处于高度饱和状态， 励磁涌流 2 m 的数值很大。
收藏！详细讲解变压器纵差保护及其他差动保护
收藏！详细讲解变压器纵差保护及其他差动保护Part 1：变压器的故障及保护配置变压器故障可分为内部故障与外部故障。
变压器内部故障指变压器油箱内发生的故障，具体包括各绕组的相间短路、绕组的匝间短路、绕组与铁芯间的短路故障、单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障、绕组断线故障等。
变压器外部故障指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，具体包括绝缘套管闪络或破碎而造成的单相接地短路、引出线之间相间短路等。
此外，变压器有若干种不正常工作状态，主要包括油面降低、油温或压力过高、变压器中性点电压升高、过负荷、过电流、过励磁等。
为监测不同的故障或不正常工作状态，我们设置了不同保护，这其中又分为主保护与后备保护，主保护具有速动特性。
以上瓦斯保护属非电量保护的一种，非电量保护还包括本体与有载调压装置的油温保护、压力释放保护、风冷保护、过载闭锁带负荷调压保护。
Part 2：纵差保护纵差保护是变压器主保护之一，保护瞬时动作，跳开各侧开关。
其保护区域是构成差动保护各侧电流互感器之间的部分，包括了变压器本体、电流互感器与变压器之间的引出线。
2017年某220kV变电站2号主变35kV侧避雷器发生AB相闪络，避雷器底架被放电击穿；因为35kV避雷器位于主变低压侧流变与主变之间，故处于纵差保护范围内，两套主变保护均正确动作，隔离了故障。
01纵差保护的基本逻辑现有变压器纵差保护均采用微机保护装置，各相电流分别进入保护装置，由软件算法实现纵差保护。
我们以一相为例，说明纵差保护的基本原理。
保护装置“感受”到的差流为两个线圈二次电流矢量和。
如图1所示，当系统正常运行或外部短路时，两个线圈二次电流大小相同极性相反，差流为0，此时保护不动作。
如图2所示，当保护范围内发生接地故障时，二次电流大小相等极性相同，差流为二次电流大小之和，当达到差动启动值时保护动作。
图1 变压器正常运行/外部短路差流示意图图2 变压器区内短路差流示意图纵差保护在以上流变二次线圈接入方式的基础上增加对不同侧电流矢量进行相位调整、零序电流消除、幅值转换，形成差动电流计算方法，再引入比率制动特性曲线，构成保护的基本逻辑。
电力变压器的纵联差动保护
励磁涌 流波形 的特点
1）初始值很大，可达额定电流的 6~8倍；
2）含有很大成分的非周期分量， 使曲线偏向时间轴的一侧；
3）含有大量的高次谐波，其 中二次谐波所占比重最大；
4）涌流的波形削去负波之后将 出现间断，图中α称为间断角。
14
措施：
1）接入速饱和变流器 2）采用以二次谐波制动原理构成的纵联差 动保护 3）采用鉴别波形间断角原理构成的差动保护 4）采用差动电流速断保护
Iact (3 ~ 5)I NT 保护灵敏系数：
K sen
I (2) k . m in K I rel k.max
信号
18
III
III 2
接
线
图
～G
3
2、产生不平衡电流的原因与措施
（1）两侧电流互感器型号不同产生的不平衡 电流
产生 不平衡 电流 原因
变压器两侧的额定电压不同 两侧电流互感器的型号不同 饱和特性和励磁电流也不同
解决问题的方法：
整定计算时，引入同型系数。
4
（2）计算变比与标准变比不同产生的 不平衡电流
电流互感器选用的是标准化变比，
调压系数取值 取调压范围的一半。
8
（4）变压器接线组别的影响
常用的Y, d11接线组别的变压器， 它们 两侧电流之间存在着30的相位差。
相位补偿方法：1）通过电流互感器二次接
线进行相位补偿。
IAY
ICY
IBY
Iar
IaY
IcY
Ibr
IbY
IAd
Icr
Iad
ICd
IBd
Icd
Ibd
9
10
相位补偿后 ， 数值增大了 3倍。
【继保原理】第八期：主变纵差保护原理简述（一）
【继保原理】第八期：主变纵差保护原理简述（一）技术社群往期内容本期内容纵差保护本期将为大家讲解变压器纵差动保护的相关知识，由于信息量较大，所以本期将分为几小节进行。
废话少说，一起看看吧！构成原理及接线变压器纵差保护是变压器绕组故障时的主保护，其保护范围是各侧电流互感器之间包围的部分，包括变压器本身、电流互感器与变压器之间的引出线。
1、构成原理与线路纵差保护不同是的，变压器纵差保护不满足基尔霍夫电流定律，涉及到电磁感应关系的各侧电流，根据磁势平衡原理：i1W1+i2W2=i0W1i1和i2以流入变压器为正方向的电流，i0为励磁电流，W1、W2分别为两侧绕组的匝数。
如果忽略励磁电流i0，则有i1W1+i2W2=0，如果变压器的变比、CT的变比以及星-角接线带来的相位差异都被正确补偿的话（这点很重要，涉及到保护装置的计算原理，也是本节主要内容），则有i1+i2=0也就是说，变压器正常与运行时，流入变压器的电流等于流出变压器的电流，其向量和等于0.2、原理接线下面，我们就按照以上的设定，看看变压器正常运行时、内部短路以及外部短路时的情况，其原理接线如图1所示：图1：变压器纵差保护的接线原理图如果变压器各侧电流以流入变压器的方向为正，如图1（a)和(c)所示，变压器正常运行和外部短路时，流过变压器的电流为“穿越”电流，即i1+i2=0,纵差保护不动作；如图1（b）所示，变压器内部短路时，i1+i2≠0，纵差保护动作。
装置差流计算补偿看到这里，如果你感觉变压器差流的原理也不过如此嘛，那么请再耐心看完本篇文章，因为我们的故事才刚开始。
（以下内容均建立在二次回路接线正确的基础上）从上面我们了解了变压器纵差保护的基本原理，现在我们回到开始的设定，来讨论下图中红字的问题。
1、幅值校正流入纵差保护装置内的电流为CT二次侧电流，受变压器的变比以及各侧CT变比的影响，如果不进行幅值校正的话，会有差流出现，下面我们以一个实例来说明。
变压器纵差动保护及计算
变压器纵差动保护及计算变压器纵差动保护主要用来保护变压器绕组内部及其引出线上发生的多项短路，同时也可以保护变压器单相匝间短路和接地短路。
差动保护是反映变压器高低压两侧电流差而动作的保护装置。
实际上在保护范围内没有故障时也有较大的不平衡电流流过继电器，因此必须设法减少和躲开不平衡电流，才能在变压器上使用差动保护。
1、变压器纵差动保护原理电路变压器纵差动保护原理电路如图3-31所示。
信号QF1QF2KA1KA2KA3KS KCTQF1YR1YR2QF2图3-31 变压器纵差动保护原理电路工作原理：当变压器正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为不平衡电流。
由于预先选择好两侧电流互感器的变比和接线方式（见本节八项），故该不平衡电流很小，流入电流继电器内的电流【为两侧电流互感器二次引线中（即两臂中）的电流差】，保护不动作。
当保护区内发生故障时，对于单端电源供电的变压器，则（或）=0，故（或）＞（为继电器的动作整定电流），则继电器动作，瞬时使变压器两侧的断路器QF1和QF2跳闸。
2、 采用BCH-2型继电器构成的差动保护（1）BCH 型继电器中平衡线圈W ph 的作用。
在BCH-2型差动继电器的铁芯上绕有平衡线圈W ph 。
由于所选用的两侧电流互感器实际变比与计算变比不完全相符等，很难使两侧电流互感器二次的两臂中电流大小相等。
这种不平衡电流可利用平衡线圈W ph 予以消除。
其原理电路如图3-32所示。
**Ti 1i 2i 2-i 1W cW 2W phKA图3-32 平衡绕组Wph 作用的原理电路如＞，流过差动回路，形成磁势（）Wc （Wc 为差动线圈）。
只要适当选择平衡线圈的匝数Wph ，使（）Wc=Wph ，便可抵消不平衡电流的作用，即不平衡电流不会在二次线圈W2中感应出电势，电流继电器中就不会出现电流。
（2）采用BCH-2型差动继电器的接线。
BCH-2型差动继电器带有速饱和变流器，能躲开励磁涌流的冲击。
变压器纵差动保护解读
' 很小，非周期分量不易传变到变
流器的二次侧。当差动电流中流过周期分量时，变化量为很
，很容易传变到二次侧。
6.2.3 纵差动保护整定计算原则
1 纵差动保护动作电流的整定原则
按这三个 原则计算 纵差动保 护的动作 电流，并 选取最大 者。
原则一
躲过外部故障时的最大不平衡电流
原则二
躲过变压器最大励磁涌流
6.2 变压器纵差动保护
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理和接线方式
I1
I2
Ir
——分别为变压器高压侧和低压侧 的一次电流，参考方向为母线指向 变压器
——为相应的电流互感器二次电流 ——差动继电器中的电流
I1 I 2
Ir
流入差动继电器的差动电流为： 纵差动保护的动作判据为： 其中
I r I1 I 2
k .max
在10%误差曲线中找出相应的二 次负载电阻的数值
实际负载小于此数值
二次电流误差一定小于10%
电流互感器最大误差为10%
选择容量更大的电流互感器实际负载大于此数值
I 1.max 0.1Kk .max
引入非周期分量系数
Iunb Kst I 1
Iunb.max 0.1Kst I k .max
变压器空载投入或外部故障切除电压 恢复时：变压器电压从零或很小的数 值突然上升到运行电压。在这个电压 上升的暂态过程中，变压器可能会严 重饱和，产生很大的暂态励磁电流。 这个暂态励磁电流称为励磁涌流。
5 减小不平衡电流的主要措施
1 计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流的补偿
令
n (1
；Wb——平衡绕组；
W2——二次绕组。
在正常运行和外部故障时，只要满足
双绕组变压器纵差保护单线原理
双绕组变压器纵差保护单线原理
变压器纵差保护是按循环电流原理构成的，它能正确区分变压器内、外故障，并能瞬时切除保护区内的故障。
图E-122表示双绕组变压器纵差保护的单线原理图。
变压器两侧分别装设电流互感器TA1和TA2，并按图中所示极性关系进行连接。
正常运行或外部（如图a中d1点）故障时，差动继电器KD中的电流等于两侧电流互感器二次电流之差，要使这种情况下流过差动继电器的电流为零，应恰当选择两侧电流互感器的变比。
由于二次额定电流一般为5A，所以电流互感器的变比为：一次额定电流/二次额定电流，UN/5。
忽略变压器的励磁电流，则在正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为零。
当变压器内部，如图b中d2点故障时，流入差动继电器的电流为变压器两侧流向短路点的短路电流（二次值）之和。
实际上，由于变压器的励磁涌流、接线方式和电流互感器的误差等因素的影响，差动继电器中会流过不平衡电流，不平衡电流越大，继电器的动作电流越大，致使纵差保护的灵敏度降低。
因此纵差保护需要解决的主要问题之一是采取各种措施避免不平衡电流的影响，在保证选择性的条件下，还要保证内部故障时有足够的灵敏性和速动性。
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改变电流相位来调节动作电流的大小 Iop = Ia+Ib；
通过测试仪，可方便的读出相电流值 和相间电流的值，方便地作出制动曲
线；如果两侧平衡系数不同，即两侧
的额定电流不同，把输入电流作相应 地折算可完成试验。
IA+IB 差动电流
IB Ⅱ侧差动电流
谢 谢！
nTA－TA变比
••••
动作电流 I d I1 I2 I3 I4
制动电流 I rt (I1 I2 I3 I4 ) / 2
公式中的电流为各侧输入差动臂电流，即折算到内部基
准后的电流
TA断线闭锁差动保护，制动值为差动门槛值，故障电流
大到一定程度时不制动，开放比率差动，一般在1.2In是解除
保护区外部短路时的暂态非周期分量大
谐波制动
防止励磁涌流过程误动，励磁涌流的特点如下： 1.有大量的非周期分量，并迅速衰减:0.5~1s后小于
0.25~0.5倍额定电流 2.含有大量的高次谐波，以二次谐波为主 3.波形之间出现间断
利用含有大量二次谐波的特点进行制动
1.一般含量为0.15~0.20倍基波 2.一般整定为0.18，过高易误动，过低易拒动 3.变电站有电容器时，与变压器线圈组成谐振回路，
但不会造成差动误动，此时存在的谐波主要为4次
变压器接线对差动保护的影响
一般采用Yn / y /Δ -11接线 Δ侧正序分量超前Y侧30度 外部接线纠正后，Y侧(互感器接成Δ型)
电流增大 3 倍，需要将该侧互感器变比 增大 3倍 NAS915A支持单侧内部多种变换； NAS925支持各侧内部11点变换
比率制动
用区外短路电流作为制动电流，起动电 流随着制动电流的增大而增加，从而躲 过区外短路产生的不平衡电流
CT饱和是在制动曲线下方的曲线
NAS925 (一) ——基本公式
Se
Ie=
* Kjx 3 *Ue * nTA
Se－变压器额定容量
Ue－变压器各侧额定电压
Kjx－变压器各侧TA接线系数：Y接线取1，Δ接线 取 3
用于外桥接线时，由于差动TA按侧接入，高压侧后备
保护电流要采用两侧电流矢量和作为后备保护电流。
NAS925 (六) ——试验方法
定值：各侧平衡系数为1（两侧额定 电流整定为In）。
将测试仪A相电流加入Ⅰ侧A相回路，
IA
B相电流加入Ⅱ侧A相回路；
Ⅰ侧差动电流
将两侧电流调至幅值相同相位相反；
改变电流幅值来调节制动电流的大小 Irt=(|Ia|+|Ib|)/2；
内部Y /Δ 变换：支持各侧11点变换， 即变压器绕组采用Δ型接线，外部TA 采用Y接线时，装置定值应选择该侧 电流采用“变换”方式
内部变换时的电流见右侧公式：Ia、 Ib 、Ic 为输入装置的电流（内部平 衡后*），IA、IB、IC为经过内部变 换后输入差动继电器的电流。如果不 选择内部变换，则输入装置的电流即 为输入差动继电器的电流
(
•
I1
•
IL
)
增加的各种因素，以及两个互感
器励磁特性的差别，是使不平衡
电流增大的主要原因
互感器铁心非线性
互感器标准化误差
调压分接头，甚至是有载调压
变压器两侧电流相位不同
不平衡电流的产生（暂态）
暂态过程中IL很大，并含有大量非周期 分量
励磁涌流，即突然增加的励磁电流。正 常时，励磁电流不大，只有额定电流的 (2~5)%；电压突然增加时很大，例如变 压器空投或故障切除后的电压恢复过程 中，可能达到额定电流的6~8倍。
IA (Ia Ib) / 3 IB (Ib Ic)/ 3 IC (Ic Ia)/ 3
NAS925 (四) ——电流计算举例*
主变Yd-11接线，Ie1=4.13A,Ie2=4.77A 外部变换：高侧A相输入4.13A,差流显示
多少？为什么？高侧动作电流为多少？ 内部变换：高侧A相输入4.13A,差流显示
区内动作故障时，相位相反，出现差流。
变压器纵联差动保护
保护特点：
1.只有电流量；
2.选择性好；
TA
3.动作迅速；
4.用于线路保护时经济
性差，常用于元件保护
TA'
纵差保护应用于变压 器来自TAI-II2'
d1
I2
TA'
I-I
I2'
I2
不平衡电流的产生（稳态）
IILb为p=电-(流IL1互+感IL器1’)的/n励，磁使电励流磁电I•2 流 1n
制动。无流值为0.1Ie
差流越限启动为0.6Id，
NAS925 (二) ——比率制动曲线
Idmin :差动门槛电流
Id
IRT1 :比率制动拐点电流
动作区
K :比率制动曲线斜率
Ibp :不平衡电流
I dmin
I RT1
K 制动区
I bp I
NAS925 (三) ——电流计算公式*
由于各侧TA二次额定电流可能不同， 因此不能将各侧电流直接用作差动继 电器的激励量，需要先调平衡。就是 将各侧二次电流的额定值折算到同一 基准电流IB，平衡系数为K＝IB/Ie
多少？为什么？高侧动作电流为多少？
NAS925 (五) ——注意事项
投运前一定要进线主变充电试验，查看各差动电流相 位
二次CT只能有一个接地点，否则会在区外发生接地故 障时，由接地网电位差产生循环电流，造成误动。建 议在保护屏内接地，可以防止电焊作业引发误动
配置了过流保护，保证在后备保护装置异常时仍具有 后备保护功能。注意：过流保护采用差动TA。启动风 扇和调压闭锁同样也采用的是差动回路的TA。
变压器电流纵差保护讲解
－基于NAS925变压器差动保护装置
崔得志 2005.03.18
基本概念
电流互感器一次和二 次相位定义相反
继电保护的要求：选 择、灵敏、可靠、速 动
•
•
W1 I 1W2 I2 0
纵差保护单相原理接线图
•
•
•
IJ
I
2
I
' 2
正常运行和区外故障时两侧电流大小和相位相同， 差流为零；