完整的变压器差动保护调试和验证方法
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以上数据输入进去，计算结果差动电流基本为0，如下图所示。
图 4 差动试验验证界面 可以以此为基础，详细做差动保护的各种动作值，包括启动 值、拐点、比例系数、差动速断、谐波制动。具体方法可以固定 高压侧电流不变，不断改变低压侧电流，则其差动电流和制动电 流随之改变，就可以做很多个动作值，可以绘制相应的比例差动 动作曲线，并计算动作误差。谐波制动需要根据设置是在单相加 入谐波还是三相同时加入谐波，试验其闭锁值并计算其误差。 四、结语 本文介绍一个比较完整的校验差动保护的试验方法，并利 用Exce l 的宏功能设计一个界面来验证其结果，使保护人员心中有 数，保证差动保护正确无误。
目前绝大多数差动保护装置差动电流是取变压器两侧电流的 矢量和，制动电流取变压器两侧电流的最大值，这样能够有效防 止变压器误动作，提高稳定性。其具体公式如下：
I cd=︱ AJ+ aj ︳ I t h=max( ︱ AJ ︳, ︱ aj ︳) I c d：变压器差动电流 I t h：变压器制动电流或称穿越电流 AJ ： 经过 保护校 准补 偿后的 高压 侧电 流矢量 值 aj ：经过保护校准补偿后的低压侧电流矢量值 目前大多数差动保护主要由具有谐波制动（二次谐波制动和 五次谐波制动）的多斜率比率差动和高阀值的差动速断构成，保 护具有CT断线闭锁功能，其保护装置的动作特性曲线如图３。
图 3 比率制动差动保护动作特征曲线
I d为差动电流，I b为变压器额定电流，I t 为外部变压器穿越电 流( 正常时为负荷电流，外部故障时变压器流过的短流电流) ，I d/ I t 为制动系数, 折线上部位动作区，I d/ I t 增大，曲线斜率增大, 差动动 作值增大。
二、完整的差动保护试验方法 以典型的Y/ △11接线方式为例，其他的接线方式可参考。 1. 模拟区内故障。分别模拟高、低压侧三相短路、两相短 路、两相接地短路、单相短路故障。 高压侧短路故障相对简单，这里不做详细说明，本文仅介绍 低压侧的各种短路故障模拟试验。 （1）低压侧区内三相短路故障。包含两种情况：一是低压 侧无源，二是低压侧有源，对应实验方法如下。 1 ）低 压 侧 无源 ： 当 发生 区 内三 相 短 路故 障 时 ，只 有 高 压侧 CT流过三相短路电流，低压侧CT无电流流过。差动电流I cd为短路 电流，制动电流I t h也等于短路电流，根据动作特征曲线，差动电 流只要大于其启动值必动作。 2 ）低 压 侧 有源 ： 无 论低 压 侧电 源 造 成的 短 路 电流 多 大 ，总 是使差动电流增加，差动保护只要大于动作值，此时的制动电流 对动作值影响相对较小，差动保护保证可靠动作，所以这种情况
（3）低压侧区外单 相短路故障。由于电压 侧为不接地系 统，区外单相接地与区内一样，电流并没有变化，变化的只是相 电压。差动电流基本为0，差动保护不会动作。
三、差动保护试验实例 下面以一个具体的实例说明 ：一台变压器容量为75MVA的 变压器，接线方式为Y/ △11，高压侧额定电压110kV，CT额定 一次 电 流 为 60 0 A， 低 压 侧 额 定 电压 为 1 0k V， CT额 定一 次 电 流 为
低压侧AC两相短路或BC两相短路与AB相短路一样，高压侧 只有A相或C相有短路电流。而对于Y/ △11接线的变压器，低压侧 两相接地短路与两相短路一样。
（3）低压侧单相接地故障。由于低压侧为不接地系统，单 相接地故障不会产生故障电流，只是接地相电压降低，其他两相 电压升高，但线电压是对称的，只要负载平衡，三相电流是相同 的。此时，差动电流基本为0，制动电流为正常负荷电流。差动电 流不会动作。
网搜索引擎和相关网站，分别搜集和整理自己家乡某个方面的资 料，并比一比哪个小组查找得最快，得到的信息最准确，并进行 交流。在此过程中，同学们都兴趣盎然，积极地参加小组活动和 班级交流。
参考文献： [ 1] [ 英] 迈克尔·波兰尼著. 许泽民译. 个人知识——迈向后批 判主义[ M] . 贵州：贵州人民出版社, 2000. [ 2] 普通高中技术课程标准[ M] . 北京: 人民教育出版社, 2003. [ 3] 苗蓬春. 信息技术教育评价: 理念与实施[M] . 北京: 高等教育 出版社, 2003． [ 4] 肖广岭. 隐性知识、隐性认识和科学研究[J] . 自然辩证法研 究, 1999( 8) . [ 5] 顾志跃. 隐性知识的教学[ J] . 教育科学研究, 2004( 5) . [6] 龙艳红. 隐性知识在课堂教学中的运用[ J]. 教育管理, 2007( 1) .
但如果是高压侧区内单相接地故障，将有故障电流流经接地 相高 压 侧 CT，低 压 侧 对应 的 相 电流 基 本 为0 （ 低压 侧 有 源和 无 源 系统一样），所以接地相差动电流很大，差动保护可靠动作。
2. 模拟区外故障。高压侧区外故障和低压侧区外故障原理一 样，这里以典型的降压变压器来模拟低压侧区外故障。
图 1 双绕组变压器结构图 一次为星型接线，二次可选择各种接线方式，构成不同的接 线组别，一般对于压降变压器二次为三角型接线，其接线组别为 Y/ △11型接线，二次首端与末端首尾相连，即a- y, b- z, c- x相连（图 一中二次侧接线所示），然后从首端引出，其适量关系图如下：
图 2 Y/△11双绕组变压器矢量图 由于低压册滞后高压侧30°( 即超前330°) , 所以定义其接线组 别为Y/ △11型接线。
关键词：差动保护 区内故障 区外故障 谐波闭锁
引言 差动保护作为电气元件的主保护，其作用非常大，一旦失 效，将对电力系统的安全运行带来严重隐患；或者拒动，造成停 电范围扩大；或者误动，直接引起一次系统大面积停电。因此， 差动保护的试验一定要完整和详细，目前主要问题是很多保护调 试人员不知道完整的差动保护试验方法以及验证方法。 一、变压器差动保护原理及动作特性分析 变压器差动保护是通过采集变压器高低压侧电流，在考虑到 变压器两侧电流大小和相位的情况下，通过比较两侧电流大小来 动作的保护设备。因此在实现变压器差动保护时应该要考虑对两 侧的相位进行补偿，同时对电流的数值进行补偿，保证才能够正 确反映变压器内部故障，正常运行情况下和外部短路的情况下变 压器的差动电流应该为零。 三相双绕组变压器内部结构图如下示意：
完整的变压器差动保护调试和验证方法
深圳市康必达控制技术有限公司 李孝波
摘要：现在很多保护调试人员调试变压器差动保护装置都是采用简单调试方法，基本上都是采用单相电流做差动保护试验，有些人 还采用在两侧加电流来做拐点值和制动系数，做得较完整一点的就再做一个谐波制动试验。但是这种试验方法很不完整，完整的方法需 要模拟各种区内和区外故障，区内不同性质的故障的各种典型动作值，区外不同性质的故障均能可靠闭锁，其中包括谐波闭锁功能。本 文阐述了变压器各种区内区外差动的试验方法，并介绍了一种辅助计算的软件，以帮助调试人员如何施加电流量和做出正确判断。
参考文献： [ 1] 国家电力调度通讯中心. 《电力系统继电保护规定汇编》，1997. [ 2] 施耐德. 《se pam T87保护装置说明书》，2008. [ 3] SEL. 《SEL- 587保护装置说明书》，2005.
(上wenku.baidu.com第65页）
学生的隐性知识资源具有较强的情境依赖性，它的显性化 与其形成时的情境密切相关。鉴于高中信息技术课程的实践性特 点，在教学过程中，教师应结合生活实际，创设问题情境，激活 学生心灵深处与此问题或事件相关的隐性知识资源，并产生表 达的欲望。例如在讲授《普通高中信息技术课程标准实验教科书 （广东版必修）》第六章“信息安全”时，笔者先让学生谈一谈 自己在使用计算机时遇到病毒的情况，再提出有关计算机病毒的 特征、防护以及处理等问题，最后让学生根据自己的亲身经历来 解决问题，就收到了良好的教学效果。
40 00A， CT额定 二次 电流均 为5A。 1）低压侧区外AB相两相短路，假如模拟的短路电流为5A，
则高压侧B相二次短路电流计算为： I B=4000×10×1. 732/ 110/ 120=5. 25A，流入保护装置的电流方
向与低压侧流入保护装置A相相同。 2）用矢量表示流入保护装置的电流为： A=0 ， B=2 .25∠0 ， C=0 ′a =5∠0°， ′b=50∠180° 我们利用Excel 的宏函数，做了一个简单的试验验证界面，将
第三，鼓励学生进行合作学习。 在高中信息技术教学过程中，小组合作学习的教学组织形 式，可以增强学生间的合作意识，调动不同层次的学生学习信息 技术的兴趣，更重要的是通过合作学习，学生之间的隐性知识得 以显现，可以实现隐性知识的传递，更有利于提高学生的信息素 养。例如，笔者在组织第四章“信息的加工与表达（下）”的综 合活 动 “ 我的 家 乡 ”时 ， 就 把全 班 同 学 分成 6 个小 组 ， 通过 互 联
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学 术论坛
只需做一个启动值即可，即在低压册三相同时加三相对称交流量 大于启动值，保护可靠动作。
（2）低压侧区内两相短路故障。低压侧有源同三相短路一 样，将使差动电流更大，因此下面仅考虑低压侧无源情况。
假如低压侧AB两相短路，根据电磁场原理由图１可知，高压 侧CT只有B相流过短路电流，根据前述得出：差动电流I cd为高压 侧B相短路电流I B，制动电流I t h也等于I B。同样根据动作特征曲 线，差动电流只要大于其启动值必动作。
（1）低压侧区外三相短路故障。低压侧区外三相短路故障 时，高低压侧CT流经的短路电流方向一致。但高低压侧CT的极性 反接使流入CT二次侧（即流入保护装置）的方向相反，所以此时 差动电流为0，制动电流为短路电流，差动保护可靠不动作。
（2）低压侧区外两相短路故障。假如低压侧AB相短路，根 据图１由电磁场原理得知只有高压侧B相流过短路电流，与低压侧 B相一致。但高低压侧CT的极性反接使流入CT二次侧（即流入保 护装置）的方向相反，所以此时差动电流为0，制动电流为短路电 流，差动保护可靠不动作。
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图 4 差动试验验证界面 可以以此为基础，详细做差动保护的各种动作值，包括启动 值、拐点、比例系数、差动速断、谐波制动。具体方法可以固定 高压侧电流不变，不断改变低压侧电流，则其差动电流和制动电 流随之改变，就可以做很多个动作值，可以绘制相应的比例差动 动作曲线，并计算动作误差。谐波制动需要根据设置是在单相加 入谐波还是三相同时加入谐波，试验其闭锁值并计算其误差。 四、结语 本文介绍一个比较完整的校验差动保护的试验方法，并利 用Exce l 的宏功能设计一个界面来验证其结果，使保护人员心中有 数，保证差动保护正确无误。
目前绝大多数差动保护装置差动电流是取变压器两侧电流的 矢量和，制动电流取变压器两侧电流的最大值，这样能够有效防 止变压器误动作，提高稳定性。其具体公式如下：
I cd=︱ AJ+ aj ︳ I t h=max( ︱ AJ ︳, ︱ aj ︳) I c d：变压器差动电流 I t h：变压器制动电流或称穿越电流 AJ ： 经过 保护校 准补 偿后的 高压 侧电 流矢量 值 aj ：经过保护校准补偿后的低压侧电流矢量值 目前大多数差动保护主要由具有谐波制动（二次谐波制动和 五次谐波制动）的多斜率比率差动和高阀值的差动速断构成，保 护具有CT断线闭锁功能，其保护装置的动作特性曲线如图３。
图 3 比率制动差动保护动作特征曲线
I d为差动电流，I b为变压器额定电流，I t 为外部变压器穿越电 流( 正常时为负荷电流，外部故障时变压器流过的短流电流) ，I d/ I t 为制动系数, 折线上部位动作区，I d/ I t 增大，曲线斜率增大, 差动动 作值增大。
二、完整的差动保护试验方法 以典型的Y/ △11接线方式为例，其他的接线方式可参考。 1. 模拟区内故障。分别模拟高、低压侧三相短路、两相短 路、两相接地短路、单相短路故障。 高压侧短路故障相对简单，这里不做详细说明，本文仅介绍 低压侧的各种短路故障模拟试验。 （1）低压侧区内三相短路故障。包含两种情况：一是低压 侧无源，二是低压侧有源，对应实验方法如下。 1 ）低 压 侧 无源 ： 当 发生 区 内三 相 短 路故 障 时 ，只 有 高 压侧 CT流过三相短路电流，低压侧CT无电流流过。差动电流I cd为短路 电流，制动电流I t h也等于短路电流，根据动作特征曲线，差动电 流只要大于其启动值必动作。 2 ）低 压 侧 有源 ： 无 论低 压 侧电 源 造 成的 短 路 电流 多 大 ，总 是使差动电流增加，差动保护只要大于动作值，此时的制动电流 对动作值影响相对较小，差动保护保证可靠动作，所以这种情况
（3）低压侧区外单 相短路故障。由于电压 侧为不接地系 统，区外单相接地与区内一样，电流并没有变化，变化的只是相 电压。差动电流基本为0，差动保护不会动作。
三、差动保护试验实例 下面以一个具体的实例说明 ：一台变压器容量为75MVA的 变压器，接线方式为Y/ △11，高压侧额定电压110kV，CT额定 一次 电 流 为 60 0 A， 低 压 侧 额 定 电压 为 1 0k V， CT额 定一 次 电 流 为
低压侧AC两相短路或BC两相短路与AB相短路一样，高压侧 只有A相或C相有短路电流。而对于Y/ △11接线的变压器，低压侧 两相接地短路与两相短路一样。
（3）低压侧单相接地故障。由于低压侧为不接地系统，单 相接地故障不会产生故障电流，只是接地相电压降低，其他两相 电压升高，但线电压是对称的，只要负载平衡，三相电流是相同 的。此时，差动电流基本为0，制动电流为正常负荷电流。差动电 流不会动作。
网搜索引擎和相关网站，分别搜集和整理自己家乡某个方面的资 料，并比一比哪个小组查找得最快，得到的信息最准确，并进行 交流。在此过程中，同学们都兴趣盎然，积极地参加小组活动和 班级交流。
参考文献： [ 1] [ 英] 迈克尔·波兰尼著. 许泽民译. 个人知识——迈向后批 判主义[ M] . 贵州：贵州人民出版社, 2000. [ 2] 普通高中技术课程标准[ M] . 北京: 人民教育出版社, 2003. [ 3] 苗蓬春. 信息技术教育评价: 理念与实施[M] . 北京: 高等教育 出版社, 2003． [ 4] 肖广岭. 隐性知识、隐性认识和科学研究[J] . 自然辩证法研 究, 1999( 8) . [ 5] 顾志跃. 隐性知识的教学[ J] . 教育科学研究, 2004( 5) . [6] 龙艳红. 隐性知识在课堂教学中的运用[ J]. 教育管理, 2007( 1) .
但如果是高压侧区内单相接地故障，将有故障电流流经接地 相高 压 侧 CT，低 压 侧 对应 的 相 电流 基 本 为0 （ 低压 侧 有 源和 无 源 系统一样），所以接地相差动电流很大，差动保护可靠动作。
2. 模拟区外故障。高压侧区外故障和低压侧区外故障原理一 样，这里以典型的降压变压器来模拟低压侧区外故障。
图 1 双绕组变压器结构图 一次为星型接线，二次可选择各种接线方式，构成不同的接 线组别，一般对于压降变压器二次为三角型接线，其接线组别为 Y/ △11型接线，二次首端与末端首尾相连，即a- y, b- z, c- x相连（图 一中二次侧接线所示），然后从首端引出，其适量关系图如下：
图 2 Y/△11双绕组变压器矢量图 由于低压册滞后高压侧30°( 即超前330°) , 所以定义其接线组 别为Y/ △11型接线。
关键词：差动保护 区内故障 区外故障 谐波闭锁
引言 差动保护作为电气元件的主保护，其作用非常大，一旦失 效，将对电力系统的安全运行带来严重隐患；或者拒动，造成停 电范围扩大；或者误动，直接引起一次系统大面积停电。因此， 差动保护的试验一定要完整和详细，目前主要问题是很多保护调 试人员不知道完整的差动保护试验方法以及验证方法。 一、变压器差动保护原理及动作特性分析 变压器差动保护是通过采集变压器高低压侧电流，在考虑到 变压器两侧电流大小和相位的情况下，通过比较两侧电流大小来 动作的保护设备。因此在实现变压器差动保护时应该要考虑对两 侧的相位进行补偿，同时对电流的数值进行补偿，保证才能够正 确反映变压器内部故障，正常运行情况下和外部短路的情况下变 压器的差动电流应该为零。 三相双绕组变压器内部结构图如下示意：
完整的变压器差动保护调试和验证方法
深圳市康必达控制技术有限公司 李孝波
摘要：现在很多保护调试人员调试变压器差动保护装置都是采用简单调试方法，基本上都是采用单相电流做差动保护试验，有些人 还采用在两侧加电流来做拐点值和制动系数，做得较完整一点的就再做一个谐波制动试验。但是这种试验方法很不完整，完整的方法需 要模拟各种区内和区外故障，区内不同性质的故障的各种典型动作值，区外不同性质的故障均能可靠闭锁，其中包括谐波闭锁功能。本 文阐述了变压器各种区内区外差动的试验方法，并介绍了一种辅助计算的软件，以帮助调试人员如何施加电流量和做出正确判断。
参考文献： [ 1] 国家电力调度通讯中心. 《电力系统继电保护规定汇编》，1997. [ 2] 施耐德. 《se pam T87保护装置说明书》，2008. [ 3] SEL. 《SEL- 587保护装置说明书》，2005.
(上wenku.baidu.com第65页）
学生的隐性知识资源具有较强的情境依赖性，它的显性化 与其形成时的情境密切相关。鉴于高中信息技术课程的实践性特 点，在教学过程中，教师应结合生活实际，创设问题情境，激活 学生心灵深处与此问题或事件相关的隐性知识资源，并产生表 达的欲望。例如在讲授《普通高中信息技术课程标准实验教科书 （广东版必修）》第六章“信息安全”时，笔者先让学生谈一谈 自己在使用计算机时遇到病毒的情况，再提出有关计算机病毒的 特征、防护以及处理等问题，最后让学生根据自己的亲身经历来 解决问题，就收到了良好的教学效果。
40 00A， CT额定 二次 电流均 为5A。 1）低压侧区外AB相两相短路，假如模拟的短路电流为5A，
则高压侧B相二次短路电流计算为： I B=4000×10×1. 732/ 110/ 120=5. 25A，流入保护装置的电流方
向与低压侧流入保护装置A相相同。 2）用矢量表示流入保护装置的电流为： A=0 ， B=2 .25∠0 ， C=0 ′a =5∠0°， ′b=50∠180° 我们利用Excel 的宏函数，做了一个简单的试验验证界面，将
第三，鼓励学生进行合作学习。 在高中信息技术教学过程中，小组合作学习的教学组织形 式，可以增强学生间的合作意识，调动不同层次的学生学习信息 技术的兴趣，更重要的是通过合作学习，学生之间的隐性知识得 以显现，可以实现隐性知识的传递，更有利于提高学生的信息素 养。例如，笔者在组织第四章“信息的加工与表达（下）”的综 合活 动 “ 我的 家 乡 ”时 ， 就 把全 班 同 学 分成 6 个小 组 ， 通过 互 联
河南科技2010.8下 73
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只需做一个启动值即可，即在低压册三相同时加三相对称交流量 大于启动值，保护可靠动作。
（2）低压侧区内两相短路故障。低压侧有源同三相短路一 样，将使差动电流更大，因此下面仅考虑低压侧无源情况。
假如低压侧AB两相短路，根据电磁场原理由图１可知，高压 侧CT只有B相流过短路电流，根据前述得出：差动电流I cd为高压 侧B相短路电流I B，制动电流I t h也等于I B。同样根据动作特征曲 线，差动电流只要大于其启动值必动作。
（1）低压侧区外三相短路故障。低压侧区外三相短路故障 时，高低压侧CT流经的短路电流方向一致。但高低压侧CT的极性 反接使流入CT二次侧（即流入保护装置）的方向相反，所以此时 差动电流为0，制动电流为短路电流，差动保护可靠不动作。
（2）低压侧区外两相短路故障。假如低压侧AB相短路，根 据图１由电磁场原理得知只有高压侧B相流过短路电流，与低压侧 B相一致。但高低压侧CT的极性反接使流入CT二次侧（即流入保 护装置）的方向相反，所以此时差动电流为0，制动电流为短路电 流，差动保护可靠不动作。
74 河南科技2010.8下