差动保护总结

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。

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。

2、变压器纵差动保护的特点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，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第一个周期第二个周期第八个周期585858100100100626365252830457233内部短路故障电流电流互感器饱和电流互感器不饱和38100100493249724①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。

3、变压器——不平衡电流产生的原因1、相位不同导致2、CT变比不一致导致3、CT型号不一致导致4、带负荷调整分接头导致5、线路不平衡电容电流导致（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。

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。

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）暂态情况下的不平衡电流暂态过程中不平衡电流的特点：①暂态不平衡电流含有大量的非周期分量，偏离时间轴的一侧。

②暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后一次侧最大电流的时间（根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电流必然影响保护的快速性，甚至使变压器差动保护不能接受）。

4、减小不平衡电流的措施（1）减小稳态情况下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。

（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如何让被保护装置的两侧电流的差流为0？？ 变压器：电流的大小本身不一致----标幺值（Tap 值） 相位不一致----相角补偿（算法）变压器——一般算法（电流幅值调整以及电流相位校正） 分析：要消除相位的差别可以用I A —I B 与I a 进行相位补偿。

BI AI CI aI bI cI A BI I -B AI I -为何我们的687A 与SEL587装置的补偿算法用的是I A —I B 而不是I B —I A ？？？答：因为687A 差动电流计算公式为：op H L I I I =+&& ，如果补偿算法用I A —I B ，那么高低压侧相位相反，如果幅值相等的，那么I op =0，如果补偿算法用I B —I A ，那么I op =2I H =2I L ，差动就会动作。

补偿算法中的I A —I B 为何要除以3后再参与计算？？？答：因为我们在进行相位补偿的时候，相应的高压侧电流幅值增加为3I A 。

我们计算的标幺值（Tap 值）是针对高低压侧而言的，而不是针对 I A —I B 而言。

曲线SLP1、SLP2的原因？？？曲线SLP1主要考虑由主TA 及继电器TA 的变比误差或由主变分接头位置改变而产生的误差，这种误差在TA 饱和前与电流基本成比例增加。

曲线SLP2主要考虑在大电流范围内，由于TA 饱和，测量电流误差将会急剧增大，因此其斜率比S1更高。

我们的687A 用于现场时变压器各侧CT 都按Y 型接线，当变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线后，其二次电流直接接入保护装置，从而简化了TA 二次接线，增加了电流回路的可靠性。

CT 的极性端可选则同时指向母线或者同指向变压器电力系统中变压器常采用Y/D-11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°。

如果不采取措施，差回路中将会由于变压器两侧电流相位不同而产生不平衡电流，必须消除这种不平衡电流。

为消除各侧TA 二次电流之间的角度差，由保护软件通过算法进行调整。

装置采用Y →△变化调整差流平衡，其校正方法如下： Y 侧：.I ’A2=（.I A2－.I B2）.I’B2=（.I B2－.I C2）.I ’C2=（.I C2－.I A2）△ 侧：.I ’a2 = .I a2.I ’b2 = .I b2.I ’c2 = .I c2式中：.I A2 、.I B2 、.I C2为Y 侧TA 二次电流，.I ’A2 、.I ’B2 、.I ’C2为Y 侧校正后的各相电流；.I a2、.I b2、.I c2为△侧TA 二次电流，.I ’a2 、.I ’b2、 .I ’c2为△侧校正后的各相电流。

经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致。

可以看到高压侧二次电流由于在进行相位校正时扩大了3倍，所以与低压侧电流做差流比较时要将高压侧电流除以3。

空送变压器如何闭锁差动保护？1、变压器空充有两种避免保护误跳的方法。

为二次谐波闭锁法和间断角法。

PMC687B采用间断角方法，所以在出厂试验时无法做间断角闭锁试验，故做五次谐波闭锁试验。

2、发电厂发变组空充里面含有很大的五次谐波，采用五次谐波闭锁。

空投变压器时，由于存在励磁涌流，会导致差动保护误动作。

由于励磁涌流中有较大的二次谐波成分，常见的解决方法是用二次谐波制动差动保护.(我们的687A采用的就是二次谐波制动差动保护)。

以下是我们687A的主要功能：•差动保护电流幅值和相位自动补偿（装置自动完成）；•差动速断保护快速切除变压器内部严重故障；•比率制动差动保护采用2段斜率的动作曲线，能有效区分区内、区外故障并正确动作；•带有二次谐波制动和五次谐波制动的比率差动保护，能有效防止励磁涌流和过励磁造成的误动；以下是高压侧CT接成三角形，低压侧CT接成星型的变压器原理图：差动保护的原理的原理是相同的，我们的687A要求高压侧CT为星型，其相位校正在装置里完成（微机保护中采用软件进行相位校正），这样CT的接线就变简单了。

而上图高压侧的CT为三角形，其接线方式复杂了，但是其完成了相位的校正。

我们在变压器送电前要做哪些工作？●PMC-687A差动保护装置上电后，面板指示灯状态（绿色）点亮；●通过调试人员相关调试；●变压器做空充试验时，应暂时投入差动保护压板。

充电试验结束后，退出差动保护压板；●变压器（电动机）正式投运，带一定负荷确认二次电流回路没有问题后（请填写投运测试工作单），方可投入其差动保护压板；●可以通过查看PMC-687A的表计值，辅助确认二次电流回路正确性，所需的负荷：变压器高、低压侧二次电流均需要大于0.1In（0.5A,5A额定；0.1A，1A额定）。

●如果变压器正常运行，二次电流回路正确时，PMC-687A的表计值中的差动动作量（Idif）应小于0.1倍的差动制动量（Ibias）。

图一：PMC-687A CT二次接线图（以A相为例）(一定确保CT接线如上图所示，注意相序的正确性，否则带负荷后就会跳闸！！！)●连接组别为Y/Δ-11降压变压器，高压侧电流超前低压侧电流150°(本来是30°，将CT接成减极性后就变成了150°)，如下图，图中以IA、IB、IC示高压侧各相电流，Ia、Ib、Ic示低压侧各相电流。

图二：连接组别为Y/Δ-11变压器，高压侧电流超前低压侧电流150°要确保实际六角图如上图所示，不然差动保护就会跳闸。

注意：差动保护的CT二次侧要求在保护屏内一点接地，绝对不允许多点接地。

同样，我们也可以根据高低压侧视在功率相等来推导差动保护判据公式：单相变压器差动保护原理说明单相变压器差动保护原理较为简单。

假设变压器高压侧额定电压为U1，CT变比为CT1；低压侧额定电压为U2，CT变比为CT2。

正常运行时，由于变压器损耗很小，可近似认为高低压侧视在功率相等，因而有:S=U1*I1=U2*I2(I1为高压侧电流，I2为低压侧电流)所以：I1/I2=U2/U1假设高压侧CT二次电流为I1’, 低压侧CT二次电流为I2’，则有：I1=CT1*I1’ I2=CT2*I2’那么：I1/I2=(CT1*I1’)/(CT2*I2’)=U2/U1所以：I1’/I2’=(CT2*U2)/(CT1*U1)=(CT2/CT1)*(U2/U1) ①结论：正常运行时单相变压器高低压侧CT二次电流成正比。