变压器差动保护的四种补偿方式简述
变压器差动保护相位补偿原理
变压器差动保护相位补偿原理差动保护是变压器保护中最常用的一种保护方式，它能够有效地检测和定位发生在变压器内部的故障。
然而，在实际应用中，差动保护系统可能会受到相位误差的影响，从而引起误动作或漏动等问题。
为了解决这个问题，差动保护系统引入了相位补偿技术。
相位补偿的原理是通过对差动保护系统中的信号进行精确的相位补偿，以消除或减小相位误差对保护系统的影响。
相位补偿技术通常包括主动补偿和被动补偿两种方式。
主动补偿是指在差动保护系统中引入专门的相位补偿装置，通过校正差动保护所接收到的信号的相位差，从而达到消除或减小相位误差的目的。
主动补偿可以通过控制设备来实现，比如调整信号的延迟时间或者相位角度，从而使得差动保护系统中的信号在相位上保持一致。
主动补偿通常需要较高的精度和灵活性来满足实际应用需求，但也会增加系统的复杂度和成本。
被动补偿是指利用变压器本身的特点，通过配置合适的接线和变压器参数来实现相位补偿。
相比主动补偿，被动补偿更加简单和经济，但对变压器的参数要求较高。
被动补偿通常要求变压器各相之间的电气参数（如绕组电阻、电抗等）对称，同时需要选择合适的接线方式，以确保差动保护中信号相位的一致性。
无论是主动补偿还是被动补偿，相位补偿的关键是准确地测量和校正差动保护系统中各信号的相位。
在实际应用中，常常采用数字差动保护装置来实现相位补偿。
数字差动保护装置可以通过采样和处理差动信号，准确地测量和计算出信号的相位差，并根据预设的补偿算法来进行相位补偿。
相对于传统的模拟差动保护装置，数字差动保护装置具有更高的测量精度和灵活性，可以满足更复杂的保护要求。
在实际工程中，应根据变压器的不同特性和运行要求选择适当的相位补偿方式。
同时，对于差动保护系统的设计、安装和调试要保证准确可靠，以确保差动保护系统的稳定运行和灵敏性。
此外，还应定期检测差动保护系统的性能，进行必要的维护和校准，以保证该系统在正常运行时能够提供可靠的保护。
总结起来，变压器差动保护中的相位补偿原理是通过对差动保护系统中接收到的信号进行相位校正，消除或减小相位误差的影响。
变压器保护分析之差动保护
瓦斯保护和差动保护作为变压器的主保护，在变压器保护中具有十分重要的地位。
瓦斯保护用来反映变压器的内部故障，即箱体内发生故障伴随油分解产生气体或变压器油面不论任何原因下降时，瓦斯保护动作。
轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳闸。
差动保护采用带制动特性的比率差动保护，具有区内故障可靠动作，区外故障可靠闭锁的特性。
1 前言变压器作为输配电系统中的重要设备，在输配电系统及电网中，占有十分重要的地位，如发生故障，将危及供用电系统的安全运行和电网的稳定性、供电的可靠性。
因此怎样避免由于变压器故障，而危及电网的安全稳定运行，则需要快速、及时的切除掉故障的变压器，所以需要设置变压器的继电保护。
2 电力变压器的故障和继电保护的配置2.1 变压器的故障状态变压器的故障状态有外部短路或过负荷所引起的绕组中过电流、油面降低，电压升高等。
长时间的不正常运行状态会使变压器的温度升高、绝缘老化、寿命缩短，甚至会引起故障，因此，应装设动作于信号或跳闸的继电保护装置以保护变压器。
2.2 变压器继电保护的配置根据变压器的各种故障状态，变压器继电保护装置一般应配置下列保护功能：（1）非电量保护。
非电量保护首先是瓦斯保护，瓦斯保护能迅速的反应变压器内部故障时产生的油气变化或油位下降。
其次应装设有反应变压器内部温度变化的油温和绕组温度保护；变压器的压力释放保护；变压器过负荷后自启风冷的保护；过载闭锁有载调压的保护。
（2）电量保护，电量保护分为以下几种：1.纵联差动保护和差动速断保护（下面会详细分析）；2.反映相间短路故障的后备保护，用作变压器外部相间短路故障和作为变压器内部绕组、引出线相间短路故障的后备保护；3.反映接地故障的后备保护。
变压器中性点直接接地时，用零序电流（方向）保护作为变压器外部接地故障和中性点直接接地侧绕组、引出线接地故障的后备保护。
变压器中性不接地时，用零序电压保护、中性点的间隙零序电流保护作为变压器接地故障的后备保护。
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理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.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.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 '2I =''2I = 。
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。
因此必须想办法解决。
为了消除励磁涌流的影响，首先应分析励磁涌流有哪些特点。
经分析得出，励磁涌流具有以下特点：（1） 包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏向于时间轴的一侧 ； （2） 包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主； （3） 波形之间出现间断，在一个周期中间断角为ɑ。
根据以上特点，在变压器纵差动保护中，防止励磁涌流影响的方法有： （1） 采用具有速饱和铁心的差动继电器；İ1′′ n İ1′（2） 利用二次谐波制动；（3） 鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别等。
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。
分析主变纵差动保护不平衡电流原因及解决方法（2）
分析主变纵差动保护不平衡电流原因及解决方法（2）对于由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流可采用2种方法来克服：一是采用自耦变流器进行补偿。
通常在变压器一侧电流互感器（对三绕组变压器应在两侧）装设自耦变流器，将LH输出端接到变流器的输入端，当改变自耦变流器的变比时，可以使变流器的输出电流等于未装设变流器的LH的二次电流，从而使流入差动继电器的电流为零或接近为零。
二是利用中间变流器的平衡线圈进行磁补偿。
通常在中间变流器的铁心上绕有主线圈即差动线圈，接入差动电流，另外还绕一个平衡线圈和一个二次线圈，接入二次电流较小的一侧。
适当选择平衡线圈的匝数，使平衡线圈产生的磁势能完全抵消差动线圈产生的磁势，则在二次线圈里就不会感应电势，因而差动继电器中也没有电流流过。
采用这种方法时，按公式计算出的平衡线圈的匝数一般不是整数，但实际上平衡线圈只能按整数进行选择，因此还会有一残余的不平衡电流存在，这在进行纵差保护定值整定计算时应该予以考虑。
2、由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流的克服方法对于由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流可以通过改变LH接线方式的方法(也称相位补偿法)来克服。
对于变压器Y形接线侧，其LH采用△形接线，而变压器△形接线侧，其LH采用Y形接线，则两侧LH二次侧输出电流相位刚好同相。
但当LH采用上述连接方式后，在LH接成△形侧的差动一臂中，电流又增大了3倍，此时为保证在正常运行及外部故障情况下差动回路中没有电流，就必须将该侧LH的变比扩大3倍，以减小二次电流，使之与另一侧的电流相等。
3、由变压器外部故障暂态穿越性短路电流产生的不平衡电流的克服方法在变压器外部故障的暂态过程中，使纵差保护产生不平衡电流的主要原因是一次系统的短路电流所包含的非周期分量，为消除它对变压器纵差保护的影响，广泛采用具有不同特性的差动继电器。
对于采用带速饱和变流器的差动继电器是克服暂态过程中非周期分量影响的有效方法之一。
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
一种变压器差动保护相位补偿的新方法
故 障 时 ， 流 为 ０ 则应 使 差 ，
＝ ，
√． ： ／ 月 ” ／ √ ） ｉ ｉ 。， （ ／ ｉ： ／ 月 ＝一 即
高 压 侧 电流 互 衡 电流 已清 除 。
３２传 统 的 微 机 保 护 采 用 Ｙ一 ．
的选 择减 小 √３ 倍 ， 要特 别注 意 ， 但 必 须 按 电流 互 感 器 的 】％误 差 曲线 校 核 二 ０
即三 角 形 侧 的 电流 比 星 形 侧 的 同 一 相 电 对于 Ｙ Ａ— １ ／ ｌ 接 理 论 分 析 与 实 验 ，笔 者 发 现 采 用 Ａ一 Ｙ ＞ 流 在 相 位 上 超 前 ３ 。 因 此 即 使 变 压 器 两 次 负 担 是 否超 过 允 许值 。 ０， Ｙ侧 电流 需 要校 正 ， 校 正 方法 如 下 。 其 变换调 整变压器 差动 各侧 ＿ ｒ Ａ二 次 电流 侧 电流 互感 器 二 次 电流 的 数 值 相 等 差 线 ， 在 Ｙ侧： ０ 相 位 更 为合 理 。 对于 变压 器 带 故 障 空 投 ， 动 保 护 回 路 中 也 会 出现 不 平 衡 电流 ， 图 如 故 障相 的 电流 表现 为故 障 特 征 ， 非 故 障 １所 示。主 变差 动 保 护 的 动 作 原理 都 是 基 而 ， ＝（ ／ ３ ， 一， ）√
流 。对 于 其 它 的 常用 接 线 方式 可 以类推 ，
３变 压 器 接 线 组 别 影 响 的
常 规 补偿 措 施
微 机 保 护 里 面 有控 制 字 可 以 选择 。 上 述 这 种 方 法和 模 拟 性 的 保护 一 样 ， 原 理 没 有 突破 ，这 种 补偿 方 法 是对 的 ， 但
相 的动 作 速度 ： 对于 变 压 器 空 投 产 生 的 励
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变压器差动保护的四种补偿方式简述
变压器差动保护主要考虑幅值补偿和角度补偿。
幅值补偿比较简单，采用标幺化即可处理。
角度的补偿除了考虑角度的问题，对于变压器星形接线侧，若是星形中性点接地，则还需要考虑区外接地时，流过差动CT的零序电流消除问题。
变压器角度补偿有四种方式，以变压器是Y/△-11接线方式为列，简单介绍一下：
1、星形侧采用相电流，角形侧采用相电流采用这种方式，则变压器角形侧的相
CT要安装在三角形里面，这样高、低压侧同相的电流角度相同。
若变压器星形侧中性点接地，区外故障时高、低压侧同时含有零序电流。
差动不会误动。
2、星形侧采用线电流，角形侧采用相电流这种方式，角形侧相CT安装在三角形
外，角形侧相电流不含零序电流。
高压侧采用线电流来补偿30度。
由于高压侧采用了线电流，所以电流中的零序电流也被消除掉了，差动不会误动，不用考虑变压器中性点是否接地。
3、星形侧采用相电流，角形侧采用线电流（补偿零序电流根据星形侧电流计算）
这种方式下就需要考虑星形侧零序电流对差动的影响。
若变压器中性点不接地，则不用考虑零序电流影响，星形侧采用相电流，角形侧采用线电流。
若变压器中性点接地，则星形侧电流用相电流减去计算的零序电流，角形侧采用线电流。
4、星形侧采用相电流，角形侧采用线电流(补偿零序电流来自变压器中心点CT) 这种方式下就需要考虑星形侧零序电流对差动的影响。
若变压器中性点不接地，则不用考虑零序电流影响，星形侧采用相电流，角形侧采用线电流。
若变压器中性点接地，则星形侧电流用相电流减去中性点零序电流，角形侧采用线电流。
由于不同的补偿方式，目前各个保护厂家的变压器差动保护也有所不同。
1、星形侧采用相电流，角形侧采用相电流这种方式的角形侧CT安装困难，实际
项目很少使用此种方式。
2、星形侧采用线电流，角形侧采用相电流采用此种补偿方式的厂家最多，南瑞、
许继、SEL、PMC等都采用此种方式。
3、星形侧采用相电流，角形侧采用线电流（补偿零序电流根据星形侧电流计算）
西门子保护可以选择采用这种方式，若变压器中性点是接地的，则西门子保护设置时必须设置高压星形侧是接地方式，同时零序电流设置成来自计算零序。
4、星形侧采用相电流，角形侧采用线电流(补偿零序电流来自变压器中心点CT)
西门子保护可以选择采用这种方式，若变压器中性点是接地的，则西门子保护设置时必须设置高压星形侧是接地方式，同时零序电流设置成来自变压器中性点CT。
这四种补偿方式的优缺点：
1、星形侧采用相电流，角形侧采用相电流
优点：不用考虑变压器中性点是否接地。
当变压器星形侧区内一点接地故障时，差动电流与故障电流大小一致，区内一点接地差动灵敏性不受影响。
缺点：角形侧CT安装困难。
2、星形侧采用线电流，角形侧采用相电
优点：不用考虑变压器中性点是否接地，设置简单。
缺点：当变压器星形侧区内一点接地故障时，差动电流只有故障电流的
1/1.732，区内一点接地差动灵敏性降低。
3、星形侧采用相电流，角形侧采用线电流（补偿零序电流根据星形侧电流计算）
优点：当变压器星形侧区内一点接地故障时，差动电流只有故障电流的2/3，区内一点接地差动灵敏性降低,但比上种方式要好。
缺点：设置时需要考虑变压器中性点是否接地。
若变压器中性点由不接地改成接地，则装置设置也要修改，否则装置会误动。
4、星形侧采用相电流，角形侧采用线电流(补偿零序电流来自变压器中心点CT)
优点：当变压器星形侧区内一点接地故障时，差动电流与故障电流大小一致，区内一点接地差动灵敏性不受影响。
缺点：设置时需要考虑变压器中性点是否接地。
若变压器中性点由不接地改成接地，则装置设置也要修改，否则装置会误动。
同时变压器中性点CT安装调试时需要核对极性，比较麻烦。
综上所述， SIEMENS保护使用时，若实际变压器中性点是不接地的，设置成不接地没有问题，但若是用户将变压器中性点接地了，若不修改保护设置，则区外接地时，差动保护可能会动作。
若我们设置成接地方式，若变压器中性点是接地的，没有问题。
若将变压器中性点不接地，这是若不修改保护设置，则区外接地故障时，差动保护不会误动，只是区内接地故障时，差动电流是故障电流的2/3，灵敏度降低，但仍然比南瑞、许继、PMC、SEL采用的补偿方式的灵敏度要高。