变压器差动保护的基本原理及逻辑图
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。
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理引言变压器是电力系统中常见且重要的设备，其稳定运行对电网的正常运行起着至关重要的作用。
然而，变压器在运行过程中可能会遇到各种故障，如短路、接地故障等，若这些故障不能及时得到保护和处理，将会对设备和系统产生严重影响。
因此，差动保护作为变压器保护的一种重要手段，具有重要意义。
变压器差动保护的概念变压器差动保护是指通过测量变压器主绕组和副绕组之间的电流差值，判断变压器是否存在故障，并在故障发生时迅速切除故障设备的保护方法。
基本原理变压器差动保护的基本原理是利用变压器主副绕组的电流之差来判断设备是否发生故障。
其基本原理可概括为以下几个方面：1. 差动电流测量原理差动保护通过测量变压器主绕组和副绕组之间的差动电流来实现。
通常情况下，变压器在正常运行时，主绕组和副绕组之间的电流是基本相等的。
若发生故障，导致主绕组和副绕组之间的电流不相等，则表示变压器发生了故障。
2. 差动电流比较原理差动保护系统会将主绕组和副绕组的电流进行比较，以判断两者是否相等。
常用的比较方法有直流量比较方式和交流量比较方式。
直流量比较方式主要是将两个电流通过电流互感器转换为直流信号进行比较；而交流量比较方式则是将两个电流通过电流互感器转换为交流信号，利用相关技术进行相位比较。
3. 故障检测原理差动保护系统通过对差动电流进行检测，可以判断变压器是否发生了故障。
在差动保护系统中，通常会设置定值元件，用于设定差动电流的阈值。
当差动电流超过设定的阈值时，差动保护系统会判断变压器发生了故障，并触发相应的保护动作。
变压器差动保护的实现方式变压器差动保护可以通过硬件实现、软件实现以及硬件与软件相结合的方式实现。
常见的实现方式包括以下几种：1. 采用硬件差动保护装置硬件差动保护装置通常由差动保护继电器、电流互感器、采样器等组成。
差动保护继电器是实现差动保护的核心设备，它能够将主绕组和副绕组的电流进行比较，并根据设定的差动电流阈值进行故障判据。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图
变压器差动保护的基本原理及逻辑图The Basic Principle and Logic Diagram of XXXXXX is similar to that of longitudinal differential n。
both of which compare the phase and magnitude of the currents on both sides of the protected XXX。
due to the unequal rated current on the high and low voltage sides of the transformer and the often different phase of the currents on both sides。
it is XXX。
For example。
in the double-XXX 8-5.XXX:1.XXX current and methods to e it.XXX to the current that can reach 6-8 times the rated current of the XXX on no-load or when the external fault is removed and the power supply is restored。
This is because the ic flux in the XXX by 90 degrees in steady state。
When the voltage instantaneous value u=0.the ic flux in the iron core is -Φm。
However。
because the ic flux in the iron core cannot change abruptly。
a dic component of ic flux +Φm will appear。
差动保护的接线原理
变压器一、差动保护的接线原理变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护。
其接线方式，按回路电流法原理，把变压器两侧电流互感器二次线圈接成环流，变压器正常运行或外部故障，如果忽略不平衡电流，在两个互感器的二次回路臂上没有差电流流入继电器，即：iJ＝ibp＝iI-iII=0。
见图1。
如果内部故障，如图ZD点短路，流入继电器的电流等于短路点的总电流。
即：iJ=ibp=iI2+iII2。
当流入继电器的电流大于动作电流，保护动作断路器跳闸。
由于变压器原副绕组联接方式不同，以双绕组变压器为例，常采用Y／⊿－11接线，高低压两侧电流相位差30°，即：原边电流滞后于付边电流30°，见图3。
虽然变压器两侧互感器二次电流大小相等，但由于相位不同，仍有差电流流入继电器。
其大小为：为了消除两侧电流相位差产生的差电流ibp，必须对变压器两侧互感器采取不同的接线方式。
二、变压器差动保护的正确接线我们还以双绕组Y／⊿－11变压器为例，见图4：变压器原边互感器二次线圈接成⊿形，按减极性原边一次电流由L1流向L2为正，二次电流由K1流向K2 为正，互感器二次接线按AK2与BK1连接，BK2与CK2连接，CK2与AK1连接，二次电流由AK2，BK2，CK2引出线电流。
变压器副边电流互感器二次线圈接成人形，假设母线电流从L2进，按减极性，一次电流由L2流向L1为正，二次电流由K2流向K1也为正。
端子ak1，bK1，CK1；连在一起引出中线，端子aK2，bK1，CK1引出线电流。
根据基尔霍夫第一定律：“对于三角形联接的电路，无论是电源或是负载，线电流等于两相电流之差”。
按照原边互感器接线列出电流方程式，并作向量图5和图6：由向量图可以看出变压器原边互感器二次线电流分别超前相电流30°，也即超前一次电流30°。
变压器付边电流互感器二次线圈因入接，互感器二次电流与一次电流同相位。
正好变压器两侧互感器二次线电流同相位。
变压器差动保护原理图解
变压器差动保护原理图解
差动爱护是依据被爱护区域内的电流变化差额而动作的。
它广泛用来爱护大容量的电力变压器、变电所母线、高压电动机等。
如右图所示是电力变压器的差动爱护原理图。
电流互感器TA1和TA2之间的区域就是差动爱护区，当爱护区内发生短路故障时，即变压器内部（如dl点），电流继电器KA中将产生较大的启动电流使爱护装置动作，而当爱护区外短路时，即变压器外部如（d2点），电流继电器中只流过一较小的不平稳电流，爱护装置不会动作。
所谓变压器的纵联差动爱护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的爱护。
纵联差动爱护装置，一般用来爱护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。
对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备爱护。
纵联差动爱护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。
因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。
在正常状况下或爱护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但假如在爱护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到爱护作用。
变压器纵差爱护是根据循环电流原理构成的，变
压器纵差爱护的原理要求变压器在正常运行和纵差爱护区（纵差爱护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差爱护不动作。
但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差爱护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护是一种常用的电力系统保护方式，主要用于检测变压器的内部故障。
其基本原理如下：
差动保护是通过比较变压器的输入端和输出端的电流差值来实现的。
正常情况下，输入端和输出端的电流应当相等，因为变压器是一个能量转换设备，输入端的电流应当等于输出端的电流（不考虑损耗）。
如果发生内部故障，例如短路或绕组断线，就会导致输入端和输出端的电流不相等。
差动保护系统的基本组成包括电流互感器、比率变压器、差动继电器和保护装置。
电流互感器用于测量输入端和输出端的电流，传输给差动继电器进行比较。
比率变压器用于调整输入端和输出端电流的比例，以匹配差动继电器的输入要求。
当差动继电器检测到输入端和输出端的电流差值超过设定的阈值时，保护装置将触发，切断故障区域的电源，防止进一步损坏。
变压器差动保护的优点是能够快速、准确地检测到内部故障，并迅速采取保护措施，保证电力系统的安全稳定运行。
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的电力系统保护装置，用于保护变压器免受内部故障和外部故障的影响。
变压器差动保护的原理是基于电流平衡的原则，通过比较变压器的输入和输出电流来检测故障。
当变压器正常运行时，输入和输出电流应该是相等的，因为电流在变压器中是按照电能守恒的原则进行传递的。
如果出现故障，例如绕组短路或接地故障，会导致输入和输出电流不平衡，差动保护装置就会发出警报并采取措施来防止进一步损坏。
变压器差动保护通常由差动继电器、互感器和CT（电流互感器）组成。
差动继电器通过将输入和输出电流进行差值运算，来判断是否存在故障。
互感器用于将变压器的高电压转换为可测量的低电压，而
CT将高电流转换为适宜测量的低电流。
通过将互感器和CT的输出接入差动继电器，可以进行电流差动计算，并根据计算结果判断是否需要采取保护动作。
除了电流差动保护，变压器差动保护还可以包括电压差动保护和变比差动保护。
电压差动保护通过比较变压器的输入和输出电压来检测故障。
变比差动保护则通过监测变压器的变比来判断是否存在故障。
总之，变压器差动保护是一种重要的保护装置，能够有效地检测和防
止变压器内外部的故障。
它不仅可以保护变压器的运行安全，还能提高电力系统的可靠性和稳定性。
变压器差动保护原理
主变差动保护一、主变差动保护简介主变差动保护作为变压器的主保护,能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障 ,差动保护是输入的两端CT电流矢量差，当两端CT电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件.差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端CT之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反,相位相同,两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流,在保护内电流叠加,差动电流大于零.驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器,使故障设备断开电源.二、纵联差动保护原理（一）、纵联差动保护的构成纵联差动保护是按比较被保护元件（1号主变）始端和末端电流的大小和相位的原理而工作的.为了实现这种比较，在被保护元件的两侧各设置一组电流互感器TA1、TA2，其二次侧按环流法接线，即若两端的电流互感器的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将他们二次的同极性端子相连,再将差动继电器的线圈并入,构成差动保护。
其中差动继电器线圈回路称为差动回路，而两侧的回路称为差动保护的两个臂.(二)、纵联差动保护的工作原理根据基尔霍夫第一定律，=∑•I;式中∑•I表示变压器各侧电流的向量和,其物理意义是：变压器正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。
因此，纵差保护不应动作。
当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。
见变压器纵差保护原理接线。
(1)正常运行和区外故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1。
5.5（a）所示，则流入继电器的电流为继电器不动作。
（2）区内故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图 1.5.5(b）所示，则流入继电器的电流为此时为两侧电源提供的短路电流之和，电流很大，故继电器动作，跳开两侧的断路器.由上分析可知，纵联差动保护的范围就是两侧电流互感器所包围的全部区域，即被保护元件的全部,而在保护范围外故障时，保护不动作。
变压器差动保护原理及逻辑图
变压器差动保护的基本原理及逻辑图1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。
例如图8-5所示的双绕组变压器8.3.2变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
（2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。
但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。
此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。
③励磁涌流的波形出现间断角。
表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护；④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。
2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
变压器差动保护的原理
变压器差动保护的原理变压器差动保护是一种用于保护变压器的关键设备，它在变压器的主绕组和互感器绕组之间形成差动电流，通过监测差动电流来检测系统中的故障，并在发生故障时采取相应的保护措施。
变压器差动保护的原理是基于基尔霍夫定律和能量守恒定律。
根据基尔霍夫定律，系统中所有流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
而能量守恒定律则指出，在一个闭合的电路中，流入电路的电流功率等于流出电路的电流功率，即总功率为零。
变压器差动保护的工作原理如下：传感器和变压器绕组所接入的电流互感器产生的信号经过差动继电器进行电流差动比较，检测故障。
差动继电器计算变压器主绕组和互感器绕组之间流过的电流之和，并进行比较，如果两者之差超过设定的阈值，就会触发保护动作。
变压器差动保护通常由三个主要部分组成：差动继电器、互感器和电流传感器。
差动继电器是核心部件，负责检测差动电流，并根据预先设定的保护条件来判断是否有故障发生。
互感器是为了提供变比，将高电压变成低电压，以便与差动继电器进行匹配。
电流传感器则用于测量主绕组和互感器绕组中的电流。
在正常情况下，变压器主绕组和互感器绕组之间的电流是均匀的，其总和为零。
但是，当系统中发生故障时，例如绕组短路、相间短路或对地短路等，会导致差动电流的变化，超过预设的阈值。
差动继电器会检测到这种异常，并迅速触发保护动作，例如切断断路器或发出报警信号，以防止进一步的损坏。
差动保护的优点是高速动作和很强的可靠性，可以迅速识别故障并采取保护措施。
它能够有效地检测到绕组短路、相间短路和对地短路等故障，并迅速切断变压器的输入电源，防止故障扩大。
此外，差动保护还能够减少设备的停机时间，提高设备的可用性和可靠性。
差动保护也存在一些限制。
首先，差动保护的设备和安装成本相对较高。
其次，它对系统的离散性或非连续性故障比较敏感，例如低短路电流、电压异常等。
此外，电流传感器的线性和精度也会对差动保护的准确性产生一定的影响。
总的来说，变压器差动保护是一种重要的设备，可以有效地监测和保护变压器，防止故障扩大。
差动变压器工作原理
差动变压器工作原理引言差动变压器是一种电力设备，其作用是传输和分配电能。
差动变压器的工作原理是在电力系统中起到保护作用。
本文将详细探讨差动变压器的工作原理，包括差动变压器的基本原理、工作过程和应用场景。
差动变压器基本原理差动变压器的基本原理是利用主变压器两侧的电流差来检测故障。
主变压器是差动变压器的主要组成部分，由高压绕组和低压绕组组成。
当主变压器正常工作时，两侧的电流差几乎为零；当有故障发生时，如短路或接地故障，主变压器两侧的电流差将出现明显变化。
通过监测和比对电流差，差动变压器可以及时检测故障并切断电力供应，起到保护作用。
差动保护原理差动变压器主要用于保护电力系统的传输线路和设备。
差动保护的基本原理是通过比较主变压器高压绕组和低压绕组的电流差来判断系统是否存在故障。
差动保护装置会将两侧的电流信号进行比较，如果电流差超过设定的阈值，就会触发保护动作，切断电力供应。
差动保护具有灵敏、快速、可靠的特点，能够有效地保护电力系统的正常运行。
差动保护装置结构差动保护装置由差动保护继电器、CT（电流互感器）和PT（电压互感器）组成。
CT和PT用于将主变压器两侧的电流和电压信号转换为适合差动保护继电器检测的信号。
差动保护继电器负责比较和判断电流差，并根据设定的逻辑进行保护动作。
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，负责检测和判断电流差。
差动保护继电器具有高速、高精度和可靠的特点，能够及时发现和切除故障，保护系统的安全运行。
差动保护继电器通常采用数字化技术，能够更加灵活地配置和调整保护参数。
CT（电流互感器）CT是差动保护装置的重要组成部分，用于测量电流并将其转换为适合差动保护继电器检测的信号。
CT通常由铁芯和绕组组成，绕组通过主变压器两侧的电流信号产生感应电动势，转换为相应的电流信号。
CT的性能直接影响差动保护的准确性和可靠性。
PT（电压互感器）PT是差动保护装置的另一个重要组成部分，用于测量电压并将其转换为适合差动保护继电器检测的信号。
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
变压器差动保护的原理
变压器差动保护的原理变压器差动保护是电力系统中常用的一种保护设备，它能够有效地检测和保护变压器的正常运行。
其原理是通过比较变压器的输入和输出电流之间的差值，来判断是否存在故障或异常情况，并及时采取相应的措施保护变压器。
变压器差动保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律。
根据这个定律，电流在闭合的电路中是守恒的，即输入电流等于输出电流。
对于变压器来说，输入电流等于输出电流，只有在正常工作状态下才能满足这个条件。
一旦发生故障或异常情况，如短路或相间短路，输入和输出电流之间就会存在差值。
为了实现变压器差动保护，需要在变压器的输入和输出侧分别安装电流互感器，用于测量输入和输出电流。
这些电流互感器将测量到的电流信号传输到差动保护装置中进行处理。
差动保护装置首先对输入和输出电流进行比较，计算它们之间的差值。
如果差值很小，即在设定的误差范围内，差动保护装置会认为变压器工作正常，不采取任何动作。
然而，如果差值超过设定的误差范围，差动保护装置就会判断存在故障或异常情况，并触发相应的保护动作。
为了提高差动保护的可靠性和抗干扰能力，通常还会采用一些辅助措施。
例如，差动保护装置可以设置时间延迟，以排除短暂的过电流或过负荷情况。
此外，还可以根据变压器的额定容量和负载情况，设置不同的差动保护动作值，以适应不同的工作条件。
总的来说，变压器差动保护利用输入和输出电流之间的差值来判断变压器的运行状态，一旦发现故障或异常情况，及时采取保护措施，避免进一步损坏变压器。
这种保护装置在电力系统中得到了广泛应用，提高了系统的可靠性和稳定性。
通过不断改进差动保护装置的技术，提高其灵敏度和可靠性，可以进一步提高电力系统的运行效率和安全性。
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是为了防止变压器出现内部短路或开路故障而设计的保护装置。
其基本原理是通过比较变压器主、副侧电流的差值来判断是否发生了故障，并在故障发生时及时切断故障电流，保护变压器安全运行。
变压器差动保护系统一般由变压器差动保护继电器、CT（电流互感器）和通讯装置等组成。
其中，CT用于测量变压器主、副侧电流，继电器则根据测得的电流大小进行比较和判断。
具体来说，变压器差动保护系统的基本原理如下：1. 差动电流比较：变压器主、副侧电流经过CT进行测量，然后输入继电器中进行差动电流比较。
差动电流是指主、副侧电流的差值（即I差=I主-I副），正常情况下，变压器主、副侧电流经CT测得的差值应该为几乎为零。
2. 差动保护动作条件：当差动电流的绝对值大于设定的保护定值时，即I差>保护定值，继电器会判定为故障发生，进行相应的动作。
3. 过流保护功能：为了防止误动作，差动保护系统还配备了过流保护功能。
当变压器出现过负荷或短路故障时，主、副侧电流都会增大，此时继电器可通过过流保护功能来判断是否发生故障。
4. 保护范围设置：为了适应不同变压器的实际运行情况，差动保护系统还需要进行保护范围的设置。
保护范围一般由变比误差、CT与继电器的标定值、远动距离等多个因素综合考虑而来。
5. 通讯功能：为了实现远程监控和遥控功能，差动保护系统还需要配备通讯装置，将保护继电器的状态和故障信息传输到监控中心。
总的来说，变压器差动保护的基本原理即是通过比较变压器主、副侧电流的差值，判断电流差值是否超过设定值，从而判定是否发生故障。
差动保护系统通过准确测量和及时切除故障电流，保护变压器安全运行。
同时，为了提高保护的可靠性和灵敏度，差动保护系统还可配备过流保护功能，并具备通讯功能实现远程监控和遥控。
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。
变压器差动保护基本原理
变压器差动保护基本原理
1 变压器差动保护
变压器差动保护是一种常用的配电网络欠压和故障短路的保护装置，是主变吸收故障线路的电流的原理。
变压器差动保护的基本原理
是通过比较变压器的两侧的投入和输出线路的电流，当两者相差较大，则说明发生了故障，为了保障设备不受到损坏而采取断开操作，从而
减少可能受损的部分及保护整个配电网络安全。
2 变压器差动保护原理
变压器差动保护基于主变电流平衡原理，当变压器的电流不平衡时，即产生了潜在的危险，可能发生的危害是由于变压器构成的元件
的局部过热导致的危险。
当发生短路或其他过载故障时，被损坏的线
路的电流大大超过正常电流，另一侧的电流减少或甚至消失，因此两
侧电流之间就产生了不平衡，此时就会触发变压器差动保护装置，通
过控制跳开保护装置断开故障线路，从而有效的保护变压器的安全运行，同时也对其它的设备也具有保护作用。
3 变压器差动保护机制
变压器差动保护机制的工作基本原理是将变压器的两端的电流被
分开检测统计，并将两路电流的差值越小，或者状况接近于一致，就
表示差动保护装置处于正常状态，而当两路电流之间存在差别时，说
明发生故障，变压器差动保护器就会触发，进行断开操作，以保护变
压器及其它设备不受损坏。
4 小结
变压器差动保护是一种常用的配电网络欠压和故障短路的保护装置，它通过比较变压器的两侧的投入和输出线路的电流，当两者相差较大，就会触发变压器差动保护器进行断开操作，准确的判断故障的类型，为变压器及其它设备的安全运行提供有效的防护。
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6.变压器比率差动保护程序逻辑框图
（1）变压器差动保护程序逻辑框图
（2）变压器差动保护程序逻辑原理
在程序逻辑框图中D1=Iact0、D2=KrelId/Ibrk为比率制动系数整定值，D3为二次谐波制动系数整定值。可见比率差动保护动作的三个判据是“与”的关系(图8-14中的与门Y2)，必须同时满足才能动作于跳闸。而差动速断保护是作为比率差动保护的辅助保护。其定值为D4=Iact.s，在比率差动保护不能快速反映严重区内故障时，差动速断保护应无时延地快速出口跳闸。因此这两种保护是“或”的逻辑关系(图8-14中的或门H3)。比率差动保护在TA二次回路断线时会产生很大的差电流而误动作，所以必须经TA断线闭锁的否门再经与门Y3才能出口动作。当TA断线时与门Y3被闭锁住，不能出口动作。
即比率制动特性的折线BC过坐标原点，在任何制动电流下有相同的制动系数。
（4）内部故障灵敏度校验
在系统最小运行方式下，计算变压器出口金属性短路的最小短路电流（周期分量），同时计算相应的制动电流，由相应的比率制动特性查出对应与的起动电流则灵敏系数
要求Ksen>2.0
3.三绕组变压器比率制动的差动保护原理。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图
发布日期：2009-5-19 11:07:16 (阅2761次)
关键词:变压器差动保护励磁涌流
1、变压器差动保护的工作原理
与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使
（3）采用带小气隙的电流互感器
这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，电流互感器不容易饱和。因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。同时也改善了电流互感器的暂态特性。
（4）减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿
①采用适当的接线进行相位补偿法。
图8-10 Y,d11接线变压器差动保护接线图和相量图
第一个周期
第二个周期
第八个周期
58
58
58
100
100
100
62
63
65
25
28
30
4
5
7
2
3
3
内部短路故障电流
电流互感器饱和
电流互感器不饱和
38
0
100
100
4
9
32
4
9
7
2
4
（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：
采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；
②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；
如变压器为Y，d11接线其相位补偿的方法是将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的电流互感器接成星形，如图8-10(a)所示，以补偿30°的相位差。图中为星形侧的一次电流，
为三角形侧的一次电流，其相位关系如图8-10(b)所示。采用相位补偿接线后，变压器星形侧电流互感器二次回路侧差动臂中的电流分别为，它们刚好与三角形侧电流互感器二次回路中的电流同相位，如图8-10(c)所示。这样，差回路中两侧的电流的相位相同。
（3）励磁涌流的特点：
①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。
③励磁涌流的波形出现间断角。
表8-1励磁涌流实验数据举例
条件
谐波分量占基波分量的百分数（%）
直流分量
基波
二次谐波
三次谐波
四次谐波
五次谐波
励磁涌流
⑥差动保护动作的第二判据
2.比率制动特性的整定
（1）最小启动电流Iact0
（2）拐点制动电流Ibrk0可选取
（3）最大制动系数Kbrk.max和制动特性斜率S
①最大制动系数
②比率制动特性曲线如下图
③比率制动系数的整定值D取0.3～0.5
④比率制动特性的斜率S，由上图可知
当Ibrk0《Ibrk.max和Iact0《Ibrk.max，则上式可得
不平衡电流
3.67-3.46（3.3）=0.21（0.37）
③变压器各侧电流互感器型号不同
由于变压器各侧电压等级和额定电流不同，所以变压器各侧的电流互感器型号不同，它们的饱和特性、励磁电流（归算至同一侧）也就不同，从而在差动回路中产生较大的不平衡电流。
④变压器带负荷调节分接头
变压器带负荷调整分接头，是电力系统中电压调整的一种方法，改变分接头就是改变变压器的变比。整定计算中，差动保护只能按照某一变比整定，选择恰当的平衡线圈减小或消除不平衡电流的影响。当差动保护投入运行后，在调压抽头改变时，一般不可能对差动保护的电流回路重新操作，因此又会出现新的不平衡电流。不平衡电流的大小与调压范围有关。
②数值补偿
变压器星形侧电流互感器变比
变压器三角形侧电流互感器变比
③软件校正
微机保护中采用软件进行相位校正
（5）减小电流互感器由于计算变比与标准变比不同而引起的不平衡电流采用数值补偿
①采用自耦变流器。
②利用BCH型差动继电器中的平衡线圈。
③在变压器微机保护的软件中采用补偿系数使差动回路的不平衡电流为最小。
②电流互感器计算变比与实际变比不同
由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。
【实例分析1】由电流互感实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流分析
在表8-2中，变压器型号、变比、Y,d11接线。计算由于电流互感器的实际变比与计算不等引起的不平衡电流。计算结果如表8-2。由表8-2可见，由于电流互感器的实际变比与计算变比不等，正常情况将产生0.21A的不平衡电流。
变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的D级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。
（2）减小电流互感器的二次负荷
这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电流互感器的励磁电流。减小二次负荷的常用办法有：减小控制电缆的电阻(适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)；采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流为lA)等。
∴比率差动保护的第三判据应满足下式
二次谐波制动系数D3，有0.15、0.2、0.25三种系数可选。
5.差动速断保护
（1）采用差动速断保护的原因
一般情况下比率制动原理的差动保护能作为电力变压器主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为零，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，只有当暂态过程经一定时间TA退出暂态饱和比率制动原理的差动保护才动作，从而影响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，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。
8.3.2变压器纵差动保护的特点
1、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法
（1）励磁涌流：
在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
（2）产生励磁涌流的原因
因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
表8-2计算变压器额定运行时差动保护臂中的不平衡电流
电压侧（KV）
38.5（40.4）
6.3
额定电流（A）
120（114.3）
733
电流互感器接线方式
Δ
Y
电流互感器计算变比
733/5
电流互感器的实际变比
300/5=60
1000/5=200
差动臂的电流
207.8/60=3.46（3.3）
733/200=3.67
采用二次谐波制动原理
在变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，一般约占基波分量的40％以上。利用差电流中二次谐波所占的比率作为制动系数，可以鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止变压器空载合闸时保护的误动。
在差动保护中差电流的二次谐波幅值用表示，差电流中二次谐波所占的比率可表示为如下式：
如选二次谐波制动系数为定值D3，那么只要大于定值D3，就可以认为是励磁涌流出现，保护不应动作。在值小于D3，同时满足比率差动其他判据时才允许保护动作。
②选用带制动特性的差动继电器或间断角原理的差动继电器等，利用其它方法来解决暂态过程中非周期分量电流的影响问题。
8.3.4和差式比率制动式差动保护原理
1.双制动的动作判据
①差动电流：
②制动电流：
③差动保护动作的第一判据：
④制动比率系数：
⑤外部故障时，保护可靠地不动作。应满足如下判据：
对于三绕组变压器，其差动保护的原理与双绕组变压器的差动保护原理相同，但差动电流和制动电流及最大不平衡电流应做相应的更改。差动电流和制动电流分别为
在有的变压器差动保护直接取三侧中最大电流为制动电流，即
最大不平衡电流的计算公式如下：