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。
变压器差动保护
变压器差动保护是按照循环电流的原理构成的，双绕组变压器的两侧装设了电流互感器。
正常情况下或外部故障时，两侧的电流互感器产生的二次电流流入差动继电器的电流大小相等，方向相反，在继电器中电流等于零，因此差动继电器不动作。
当变压器内部或保护区域内的供电线路发生故障时，流入差动继电器的电流就会产生变化，当电流值达到设定值时，继电器就会动作。
一般来说，在电力变压器中有电流流过时，通过变压器两侧的电流不会正好相等，这是和变压器和电流互感器的变比和接线组别有关的。
变压器在投入时，会产生高于额定电流6~8倍的励磁涌流，同时产生大量的高次谐波，其中以二次谐波为主。
由于励磁涌流只流过变压器的某一侧，因此通过电流互感器反应到差动回路中将形成不平衡电流，引起差动保护动作。
变压器差动保护配置有比率制动、差动速断、二次谐波制动以及CT断线闭锁差动等保护功能。
其中本节重点介绍比率制动中差动启动值和差动速断值的调试方法，其他保护功能调试方法将在后面的章节进行介绍。
差动平衡电流的调试举例在调试过程中我们首先要注意差动平衡电流调试，只有搞清楚了差动平衡电流的调试才能更加清楚后面的调试。
1、保护相关配置高中低压侧额定容量为100MVA，电压等级为220kV/110kV/10kV，CT变比分别为300/1、600/1、3000/1，主变接线方式为Y/Y0-△11。
由以上参数可计算，本装置以高压侧二次额定电流为基准电流高压侧二次额定电流AnUSIhahnhn875.0300*220*3100000**3..===中压侧二次额定电流AnUSImammmn875.0600*110*3100000**3..===低压侧二次额定电流AnUSIl alll n455.03000*10*3100000**3..===以上二次额定电流的算法也可以在差动试验界面填入定值由软件自动计算出来。
2、接线方式以高低两侧为例，接线时将测试仪IA、IB、IC接入高压侧电流ABC三相，测试仪Ia、Ib、Ic接入低压侧电流ABC三相。
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。
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IA2
IA2 IB2
IB2
IB2 IC2
IC2
IC2 IA2
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
Y 负序分量： IA2 IB2
IB2
IA2 IA2
IC2 IA2
IB2
IB2 IC2
IC2 IC2
IA2
IA2 IB2
IB2
IB2 IC2
IC2
IC2 IA2
1. 三相电力变压器保护的接线 (1) Y/Y-12接线双绕组三相变压器
正常运行或外部故障时
IA Ia
IA Ia nTAH nTAL
nTAL nTAH
nT
1. 三相电力变压器保护的接线
(2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压 器
IA2
IA2
30
IC2 ICr IC2
由于存在相位差，无
论如何选择TA变比，差 IB2 电流不可能为零。
nT
2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理
I·H
·IH'
nTAH
内部故障时：
Id Ik
Id
nT
判据： Id IH IL Iset
nTAL
Id
I set K I rel unbmax
I·L
·IL'
2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流
一、稳态运行条件下的不平衡电流
正常运行或故障后已达稳态，差动电流 中只有工频分量；忽略变压器的励磁电流 (2～5%)
2.1.2变压器应装设的保护
1.瓦斯保护：反应变压器油箱内各种短路故障 和油面降低。
2.纵差动保护或电流速断保护：反应变压器绕 组、套管及引出线上的故障。
3.相间短路的后备保护 (1)过电流保护； (2)低电压起动的过电流保护； (3)复合电压起动的过电流保护； (4)负序电流及单相式低电压起动的过电流保护； (5)阻抗保护。
1)引出线的相间短路； 2)绝缘套管闪烁或破坏、引出线通过外壳 发生的单相接地短路。
2.1.1变压器故障和不正常运行状态
2.变压器异常运行状态 (1)外部相间短路引起的过电流； (2)外部接地短路引起的过电压； (3)负荷超过额定容量引起的过负荷； (4)漏油等原因引起的油面降低； (5)过励磁。
2.1.2变压器应装设的保护
4.接地短路的后备保护 (1)零序电流保护及方向零序电流保护； (2)零序电压保护； (3)间隙电流保护。
5.过负荷保护
6.过励磁保护
7.变压器的其他非电量保护 (1)油温高保护； (2)冷却器故障保护； (3)压力释放保护等。
变压器保护
2.2 变压器的纵差动保护
2.2.1 变2压.2器变纵压差器的动纵保差护动的保基护本原理 2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流 2.2.3 变压器励磁涌流及其鉴别方法 2.2.4 微机型比率制动特性的变压器
2电力变压器保护
2.1 变变压压器器的保故护—障—类主型要和内不容 正常 工作状态
2.2 变压器的纵差动保护 2.3 变压器相间短路的后备保护 2.4 变压器接地短路的后备保护 Nhomakorabea压器保护
2.1 变压器的故障类型和 不正常工作状态
2.1.1变压器故障和不正常运行状态
1.变压器故障 (1)油箱内部故障 1)各相绕组之间的相间短路； 2)单相绕组部分线匝之间的匝间短路； 3)单相绕组和铁心间绝缘损坏引起的接地短路。 (2)油箱外部故障
微机变压器保护接线 方式：
常规变压器保护接线方式复杂，TA极性容 易接错；星形侧TA断线判断困难。
微机变压器保护中各侧均采用星形接线方 式，由内部计算完成相位的转换。
1. 三相电力变压器保护的接线 (3) 三绕组变压器差动保护接线
I
A2
IB2 IA2
I
B2
IC2 IB2
I
C2
1. 三相电力变压器保护的接线
(2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压 器
Y
零序分量：
IB2 IA2 IC2
IA2 IC2
I
A2
IB2 IA2
I
B2
IC2 IB2
I
C2
1. 三相电力变压器保护的接线
(2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压 器
IC2 IC2
IB2 IC2 IB2IB2
IA2 IC2
I
A2
IB2 IA2
I
B2
IC2 IB2
I
C2
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
Y
负序分量：
IB2 IA2
IB2
IA2 IA2
IA2 IC2
IB2
IC2 IB2
IC2 IC2
IA2 IC2
IB2
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压 器
解决办法： 选择两侧同相位的电流量构成差动回
路。
1. 三相电力变压器保护的接线
(2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压 器
Y
IA2
IC2 IA2
IA2
30 IA2 IB2
IC2 IC2
IB2 IC2
IB2 IB2
Y
零序分量：
IB2 IA2 IC2
IA2 IC2 IB2 IA2 IC2 IB2
IA2 I0 IB2 I0 IC2 I0
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
常规变压器保护接线 Y
方式：
I&AY1 I&BY1 I&A1
nTAY
nTA
I&AY1 I&BY1 I&a I&b
差动保护 2.2.5 变压器分侧差动保护 2.2.6 变压器零序电流差动保护
2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理
I&d I&H' I&L'
I·H
·IH'
nTAH
正常运行或外部故障时，应使
Id 0
Id
nT
I H I L
Id
nTAL
I·L
·IL'
IH IL nTAH nTAL
TA变比选取原则
nTAL nTAH
nTAY
nTA
nTA nTAY
NY N
nTA nT
nTAY
3
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
常规变压器保护接线
方式：nTA nT
nTAY
3
Y
侧电流互感器计算变比取为：
I
n
/
5
Y 侧电流互感器计算变比取为：
3I
Y n
/5
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
Y
零序分量：
IB2 IA2 IC2
IA2
IA2 IB2
IB2
IB2 IC2
IC2
IC2 IA2
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
Y
IA2
IA2
30 IB2 IA2
IA2 IC2