变压器差动保护
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。
变压器保护整定中的差动保护的整定与校验方法
变压器保护整定中的差动保护的整定与校验方法在变压器保护装置中，差动保护是一种常见且重要的保护方式。
为了确保差动保护能够发挥其应有的保护作用，需要对差动保护进行整定和校验。
本文将从整定和校验两个方面介绍变压器差动保护的相关方法。
一、差动保护的整定方法差动保护的整定是为了确保在变压器正常运行时不发生误动作，同时能够在发生故障时能够准确可靠地动作。
以下是差动保护整定的一般步骤：1. 确定保护区域：根据变压器的接线图和实际情况，确定差动保护所要覆盖的保护区域。
通常情况下，保护区域应包括变压器的高压侧和低压侧。
2. 确定整定电流：根据变压器的额定电流和负载情况，确定差动保护的整定电流。
整定电流一般设置为变压器额定电流的百分之几，具体数值根据实际情况而定。
3. 确定动作特性：根据差动保护的动作特性曲线，确定差动保护的整定参数。
常见的动作特性曲线有梯形曲线、平板曲线等，具体选择应考虑变压器的性能和运行要求。
4. 确定整定参数：根据变压器的特性、接线方式和运行要求，确定差动保护的整定参数。
整定参数包括时间定值、灵敏系数等，可以根据经验值或者故障模拟等方法确定。
二、差动保护的校验方法差动保护的校验是为了验证整定参数的准确性和保护装置的可靠性。
以下是差动保护校验的一般步骤：1. 检查接线：首先，检查差动保护装置的接线情况，确保连接正确可靠。
同时，还应检查变压器主绕组和各侧绕组之间的连接，确保变压器内部电路的连通性。
2. 模拟故障：通过模拟故障的方式进行校验，例如在变压器的高压侧或低压侧接入故障电阻、故障电容等。
模拟故障时，需要记录差动保护的动作时间和动作电流，与整定参数进行对比。
3. 调整整定参数：如果校验结果与整定参数存在较大偏差，需要进行整定参数的调整。
可以通过调整灵敏系数、时间定值等参数来准确匹配差动保护的整定与校验结果。
4. 验证保护可靠性：校验完成后，需要进行保护可靠性的验证。
可以通过变压器的正常运行和模拟故障实验等方式来验证差动保护的可靠性和准确性。
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。
变压器差动保护动作原因
变压器差动保护动作原因变压器在我们的生活中可谓是个“大人物”，它负责把高电压转成我们日常用电所需的低电压，保证我们的灯亮、电视响。
可是，你知道吗？变压器可不是永远高高在上的。
它也有自己的“小心眼”，尤其是在遇到问题的时候。
今天，我们就来聊聊变压器差动保护这个话题，看看它是如何保护自己，避免遭遇不必要的麻烦的。
1. 变压器的“护身符”1.1 差动保护的基本原理变压器差动保护的基本理念就像是一个精明的警察，它通过对比进出电流来监控变压器的状态。
想象一下，如果你在家里有两个水龙头，一个是进水，一个是出水，正常情况下，进水和出水的水量应该是差不多的。
可是，如果你发现出水龙头的水流量少得可怜，而进水龙头的水流却依然强劲，那就很可能是出问题了！同理，变压器也是如此，当进出电流不平衡的时候，保护系统就会发出警报，立刻切断电源，确保设备安全。
1.2 动作原因大揭秘那么，这个保护机制是怎么发生的呢？原因有很多，比如短路、接地故障，还有设备老化等等。
想象一下，短路就像是一场突如其来的暴风雨，打破了平静的电流流动；而接地故障就像是掉进了一个暗坑，电流跑去与大地“亲密接触”，根本不听指挥。
这些情况都能引起电流的失衡，进而触发差动保护。
2. 如何判断“病因”2.1 故障检测的重要性为了确保变压器的安全，差动保护系统得具备非常灵敏的“嗅觉”。
它会不断监测电流的变化，像是一个贼精明的侦探，及时发现问题。
这里面可有不少技术活，毕竟，电流波动可不是一成不变的，得实时调整。
不过，正因为有了这些高科技的监测手段，才能让变压器在风雨中依然屹立不倒。
2.2 各种故障的“成因”有些故障是外部因素引起的，比如雷电袭击、设备遭到碰撞等。
而有些则是内部问题，比如绝缘材料老化、连接松动等等。
这就好比我们人类生病，有的是外部病毒感染，有的则是自己体内的“隐患”作祟。
因此，定期检查和维护变压器，才能确保它的健康运行。
3. 保护机制的灵活性3.1 系统的自我调整不过，变压器差动保护可不仅仅是死守着进出电流的原则，它还具备一定的灵活性。
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。
变压器差动保护原理及调试方法
一、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 （TA）
变压器
差动继电器 整定值6A
CJ
低压侧TA 极性标注
22
一、差动保护的基本原理(2)
变压器区外故障演示
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
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
44
一、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：
i
设定微 1 机保护 计算参 考方向 均以母 线流向 变压器 为正方
向i 2
i
1
微CJ机变 压器差 动保护
i 2
差动电流I i i
考方向 相同
实际短路 电流与参 考方向
反向
i 1 i 1
i 2
i 2
微机变 压器差 动保护
计算结果：
+-
差动 制动
电流I 电流I
cd
i1
+
-i2
r i1 i2
≈0 =2i1
将计算结果代入判据：
≈0
门槛2A
I cd I set
≈0
I cd
0.5
K
2Iir1
i1
差动保护不动作
66
一、差动保护的基本原理(6)
变压器区内故障分析（双电源）
实际短路 电流与参
考方向 相同
实际短路 电流与参 考方向
什么是变压器的差动保护
什么是变压器的差动保护？如何防止变压器差动误动作？
变压器的差动保护是利用比较被保护元件两端电流的幅值和相位原理构成的。
它在发电机、变压器、母线及大容量电动机上获得广泛应用。
被保护元件始端和末端的电流互感器二次回路采用环流法接线。
在正常运行和外部发生短路故障时（即穿越性短路故障时，流过继电器的电流为零，保护不动作。
当保护元件内部故障时，继电器中有很大的电流流过，继电器将很灵敏的动作，起到保护作用。
必须指出的是，由于变压器一、二次电流、电压大小不同，相位不同，电流互感器特性差异，电源侧有励磁电流，都将造成不平衡电流流过继电器，必须采用相应措施消除不平衡电流的影响。
尽管差动保护是一种灵敏度、选择性和速动性都较好的保护装置，但由于二次线路较长，容易断线和短路，都会造成差动保护的误动作和拒动。
防止变压器差动误动作应注意：（1）差动保护第一次投入运行，变压器必须进行五次无负荷冲击合闸试验，以检查差动保护不受励磁涌流的影响；（2）差动保护经过定期试验、变动二次回路或新装设，在正式投入使用前，必须测量负荷电流的向量图和差电流，以检查回路接线是否正确；（3）差动保护电流回路断线，导线或端子接触不良等都会引起装置误动作，在回路中应尽量少使用接头、插销。
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。
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
变压器差动保护作用及原理是什么
变压器差动保护作用及原理是什么1、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保护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，所以用于变压器做主保护。
2、保护原理：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接点，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，通过程序的运行，各侧电流存在的相位差由软件自动开展校正，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。
当变压器内部发生相间或匝间短路故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，在差动回路中由于IM或IL改变了方向或等于零，流入差动继电器的电流IH-（IM- IL）不再接近于零；当差动电流大于差动保护装置的整定值时，保护动作，将被保护变压器的各侧断路器跳开，使故障变压器断开电源。
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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第二节变压器差动保护1.概述电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护，差动保护在发电机上的应用是比较简单的，但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护将有许多特点和困难。
变压器有两个和更多个电压等级，构成差动保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的差动保护不平衡电流将比发电机大得多。
变压器每相原副边电流之差(正常运行时的励磁涌流)将作为变压器差动保护不平衡电流的一种来源，特别是当变压器过励磁运行时，励磁电流可达变压器额定电流的水平，势必引起差动保护误动作。
更有甚者，在空载变压器突然合闸时，或者变压器外部短路被切除而变压器端电压突然恢复时，暂态励磁电流(即励磁涌流)的大小可与短路电流相比拟，在这样大的不平衡电流下，要求差动保护不误动，是一个相当复杂困难的技术问题。
正常运行中的变压器，根据电力系统的要求，需要调节分接头，这又将增大变压器差动保护的不平衡电流。
变压器差动保护能反应高、低压绕组的匝间短路，而匝间短路时虽然短路环中的电流很大，但流入差动保护的电流可能不大。
变压器差动保护还应能反应高压侧(中性点直接接地系统)经高阻接地的单相短路，此时故障电流也较小。
综上所述，差动保护用于变压器，一方面由于各种因素产生较大和很大的不平衡电流，另一方面又要求能反应具有流出电流的轻微匝间短路，可见变压器差动保护要比发电机差动保护复杂得多。
2.配置原则对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定：(1) 10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。
6.3MVA及以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。
(2) 10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。
2MVA及以上的变压器，当电流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。
(3) 0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，线圈为三角-星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的过流保护。
(4) 以上所述各相保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。
3.要求达到的性能指标(1) 具有防止区外故障误动的制动特性；(2) 具有防止励磁涌流引起误动的功能；(3) 宜具有TA断线判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流超过额定电流的 1.5～2倍时可自动解除闭锁；(4) 动作时间(2倍整定值时)不大于50ms；(5) 整定值允差±5%。
4.原理及其微机实现4.1四方4.1.1 保护原理变压器差动包括主变差动、发变组差动、厂用变差动、起/备变差动、励磁变差动等，对于高压侧为500kV的一个半开关接线方式，发变组差动及主变差动保护应反应四侧的电流量。
保护配置有差动电流速断保护、比率差动保护、CT 二次回路断线检测等功能。
设有二次谐波制动方案或模糊识别原理的涌流闭锁方案，可根据用户的要求提供。
电流互感器二次断线后可发出告警信号。
CT 断线后，是否闭锁差动保护由用户通过整定定值单中控制字的相应位实现。
差动保护的起动采用突变量起动和辅助起动两种方式。
突变量电流起动的算法为：当任一相电流差突变量大于起动定值QD I 时，保护起动并进入故障处理程序进行故障计算判别，若有故障且跳闸后故障电流消失，保护快速返回。
若无区内故障，保护最多延时6秒后整组复归。
辅助起动采用每相差电流的有效值与定值比较，以便在没有明显突变量情况下保护能可靠起动，其判据为：0d dz I I ≥或sd dz I I ≥式中：dz I 为差动电流；0d I 为差动保护的最小动作电流；sd I 为差动速断的电流定值。
差动保护采用比率制动原理，其动作特性如图3-1-1所示。
动作判据为：图1式中，zd I 为制动电流，0z I 为比率制动特性拐点电流定值，id K 为比率制动系数。
每相电流都以流入变压器为正方向。
对于双圈变保护：式中，∙h I 、∙l I 分别为同相的高压侧、低压侧电流。
对于三圈三侧变保护：式中，∙h I 、∙m I 、∙l I 分别为同相的高压侧、中压侧、低压侧电流。
对于三圈四侧变保护：式中，∙h I 、∙m I 、∙1l I 、∙2l I 分别为同相的高压侧、中压侧、低压1侧和低压2侧电流。
上述幅值计算均采用全周付氏算法。
对于单侧电源的降压变，为提高内部故障的灵敏度，上述制动电流中可不考虑电源侧电流，这可以通过控制字来选择。
对于变压器各侧电流相位差与平衡补偿问题说明如下：(1) 变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线（也可选择按常规接线，参见KMD 整定），其二次电流直接接入装置，从而简化了CT 二次接线，增加了电流回路可靠性，电流互感器各侧极性都以指向变压器为同极性端，以三卷变压器为例，见图2所示。
图2 (2) 变压器各侧CT 二次电流相位由软件自校正。
凡Y0/Y/∆/∆（或Y/∆/∆、Y/∆、Y0/Y/Y 、∆/Y/Y ）等接线方式，Y 侧电流需校正相位。
对Y/∆－11接线，校正方法如下： 3/)(' B A A I I I ∙∙∙-=，3/)(' C B B I I I ∙∙∙-=，3/)(' A C C I I I ∙∙∙-= ∆ * * * ** *对Y/∆－1接线，校正方法如下：3/)(' C A A I I I ∙∙∙-=，3/)(' A B B I I I ∙∙∙-=，3/)(' B C C I I I ∙∙∙-=式中：A I ∙、B I ∙、C I ∙为Y 侧CT 二次电流，' A I ∙、' B I ∙、' C I ∙为校正后的各相电流。
装置中对常见的几种接线方式进行了相位校正，由用户自行选择（见定值KMD ）。
(3) 各侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成，中低压侧平衡补偿均以高压侧二次电流不变为基准，平衡系数计算如下：中压侧 KPM ＝I He /I Me低压1侧 KPL ＝I He /I le1低压2侧 KPG ＝I He /I le2式中：KPM 、KPL 、KPG 分别为定值中中压平衡系数和低压1、2侧平衡系数，IHe 、IMe 、Ile1、Ile2分别为变压器高、中、低压1、2侧二次额定电流。
补偿时分别将中、低压侧各相电流与相应的平衡系数相乘。
差电流Idz 与制动电流Izd 的有关运算均是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行的。
对于CT 二次断线的检测，本装置采用如下方法判别。
正常情况下判别CT 断线是通过检查所有相别的电流中有一相无流，且存在一相差流大于40% ICD 定值，即判为该相CT 断线。
在有电流突变时，判据如下：(1) 发生突变后的电流减小(而不是增大)；(2) 本侧三相电流中有一相无流，且对侧三相电流均无变化。
满足以上条件时判为CT 二次回路一相断线。
CT 二次断线后，发出告警信号，并可选择闭锁或不闭锁差动保护出口。
4.1.2 逻辑框图如图3和图4所示，其中图3为二次谐波制动原理变压器差动保护逻辑框图，图4为波形识别原理变压器差动保护逻辑框图。
图3 变压器差动保护二次谐波原理逻辑图图4 变压器差动保护模糊识别原理逻辑框图4.1.3 整定内容K(1)变压器绕组接线方式控制字mdK(2)中压侧电流平衡系数pmK(3)低压侧电流平衡系数plI(4)差动速断电流定值sdI(5)差动电流门槛定值dI(6)比率制动特性拐点电流定值0zK(7)比率制动系数idK（对于二次谐波涌流制动原理）(8)二次谐波比例系数xbI(9)差动电流越限告警定值cl4.1.4 保护的整定计算K：直接以十六进制数表示，可以考虑的变压器接(1)变压器绕组接线方式控制字md接线型式有Ｙo/Ｙo、Ｙ/Ｙ、Yo/Y/Y、Yo/Yo/Y、Ｙ/Δ-11、Ｙo/Δ/Δ-11、Ｙ/Δ-1、Ｙo/Δ/Δ-1、Ｙo/Ｙo/Δ-12-11、Δ/Y/Y 、Ｙo/Y/Y 。
(2) 中、低压侧电流平衡系数pm K 、pl K ：设变压器高中低压侧的二次额定电流分别为he I 、me I 、le I ，平衡补偿系数以高压侧为基准，则：(3) 差动速断电流定值sd I ：按躲过变压器空载投入时产生的最大励磁涌流整定，一般取3~12eb I （eb I 为变压器高压侧的二次额定电流）；(4) 差动电流门槛定值0d I ：一般取（0.25~0.5）e I ；(5) 比率制动特性拐点电流定值0z I ：一般取e b I I =，整定范围为（0.8~1.2）e I ；(6) 比率制动系数id K ：一般取0.3~0.7，但应满足b cd id I I K <；(7) 二次谐波比例系数xb K ：一般整定为0.15~0.2；(8) 差动电流越限告警定值cl I ：一般取（0.2~0.5）cd I 。
4.2 南自厂4.2.1 保护原理变压器差动保护采用有二次谐波制动的比率差动原理，并使用了变数据窗快速算法。
比率制动原理{}2121,max I I K I I ≥+ （二侧差动） {}321321,,max I I I K I I I ≥++ （三侧差动） 其中：1I －第一侧电流2I －第二侧电流3I －第三侧电流K －制动系数变数据窗算法原理所谓变数据窗算法是指差动保护能够在故障刚开始发生且故障采样数据量较少时自适应地提高保护的制动曲线，随着故障的进一步发展，计算精度的进一步提高，能自动降低制动特性曲线，以其与算法精度完全相配套。
这种自适应的制动曲线，最终的(也是最精确的)是用户整定的特性。
采用这一算法可以大大提高严重内部故障时的动作速度，同时丝毫不会降低轻微故障时的灵敏度。
4.2.2 出口方式原理：任一相差动保护动作即出口跳闸。
这种方式另外配有TA 断线检测功能。
在TA 断线时瞬时闭锁差动保护，并延时发TA断线信号。
TA断线可根据需要投退运行。
保护的逻辑图如下：图5 变压器差动出口逻辑图6 比率制动特性曲线4.2.3 整定内容(1) 比率制动系数K整定差动保护的比率制动系数。
单位(无)。
一般：K＝0.4~0.7N(2) 二次谐波制动比ecN＝0.12~0.24整定差动二次谐波制动比。
单位(无)。
一般：ecI(3)启动电流qI＝1.0~3.0(A) 整定差动保护的启动电流。
(归算到低压侧)。
单位(A)。
一般：qI(4)TA断线解闭锁电流定值ct当差电流大于该整定值时，TA断线闭锁功能自动推出。
单位(倍)I为5(A)或1(A)）。
它是以TA的二次额定电流为基准的。
（装置内部默认NI＝0.8~1.5(倍)。
(归算到低压侧)一般ctI(5)速断电流sdI 整定差动保护的速断电流倍数。
它是以TA的二次额定电流为基准的。
（装置内部默认N 为5(A)或1(A)）。
I＝3.0~7.0(倍)(归算到低压侧)单位(倍)。