什么是变压器差动保护
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。
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理引言变压器是电力系统中常见且重要的设备，其稳定运行对电网的正常运行起着至关重要的作用。
然而，变压器在运行过程中可能会遇到各种故障，如短路、接地故障等，若这些故障不能及时得到保护和处理，将会对设备和系统产生严重影响。
因此，差动保护作为变压器保护的一种重要手段，具有重要意义。
变压器差动保护的概念变压器差动保护是指通过测量变压器主绕组和副绕组之间的电流差值，判断变压器是否存在故障，并在故障发生时迅速切除故障设备的保护方法。
基本原理变压器差动保护的基本原理是利用变压器主副绕组的电流之差来判断设备是否发生故障。
其基本原理可概括为以下几个方面：1. 差动电流测量原理差动保护通过测量变压器主绕组和副绕组之间的差动电流来实现。
通常情况下，变压器在正常运行时，主绕组和副绕组之间的电流是基本相等的。
若发生故障，导致主绕组和副绕组之间的电流不相等，则表示变压器发生了故障。
2. 差动电流比较原理差动保护系统会将主绕组和副绕组的电流进行比较，以判断两者是否相等。
常用的比较方法有直流量比较方式和交流量比较方式。
直流量比较方式主要是将两个电流通过电流互感器转换为直流信号进行比较；而交流量比较方式则是将两个电流通过电流互感器转换为交流信号，利用相关技术进行相位比较。
3. 故障检测原理差动保护系统通过对差动电流进行检测，可以判断变压器是否发生了故障。
在差动保护系统中，通常会设置定值元件，用于设定差动电流的阈值。
当差动电流超过设定的阈值时，差动保护系统会判断变压器发生了故障，并触发相应的保护动作。
变压器差动保护的实现方式变压器差动保护可以通过硬件实现、软件实现以及硬件与软件相结合的方式实现。
常见的实现方式包括以下几种：1. 采用硬件差动保护装置硬件差动保护装置通常由差动保护继电器、电流互感器、采样器等组成。
差动保护继电器是实现差动保护的核心设备，它能够将主绕组和副绕组的电流进行比较，并根据设定的差动电流阈值进行故障判据。
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
变压器差动保护一、引言：电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。
一旦发生故障遭到损坏，将会造成很大的经济损失，因此，对继电保护的要求很高，差动保护是变压器主保护之一，动作迅速、灵敏而且可靠。
该保护也是我们继电保护调试人员在工作中经常接触到的设备。
下面将介绍一些有关于差动保护方面的一些知识。
二、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，所以用于变压器主保护。
三、差动保护的原理：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节点，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，通过微机保护程序运行，各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正，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。
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。
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护是一种常用的电力系统保护方式，主要用于检测变压器的内部故障。
其基本原理如下：
差动保护是通过比较变压器的输入端和输出端的电流差值来实现的。
正常情况下，输入端和输出端的电流应当相等，因为变压器是一个能量转换设备，输入端的电流应当等于输出端的电流（不考虑损耗）。
如果发生内部故障，例如短路或绕组断线，就会导致输入端和输出端的电流不相等。
差动保护系统的基本组成包括电流互感器、比率变压器、差动继电器和保护装置。
电流互感器用于测量输入端和输出端的电流，传输给差动继电器进行比较。
比率变压器用于调整输入端和输出端电流的比例，以匹配差动继电器的输入要求。
当差动继电器检测到输入端和输出端的电流差值超过设定的阈值时，保护装置将触发，切断故障区域的电源，防止进一步损坏。
变压器差动保护的优点是能够快速、准确地检测到内部故障，并迅速采取保护措施，保证电力系统的安全稳定运行。
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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。
然而值得注意的是，由于变压器在结构和运行上具有一些特点，因此在实际运行中保护范围内无故障时，差动保护装置也具有较大的不平衡电流，这种不平衡电流可能引起差动保护装置的误动作。
另外，即使考虑了变压器差动保护的这些特点并加以修正，由于这种保护装置的复杂性在有些情况下也常出现一些误动作现象。
本文将就变压器差动保护两种误动作的原因加以简单的分析。
三、变压器差动保护的特点
1、变压器励磁涌流的存在
变压器励磁电流（激磁电流）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将形成不平衡电流。
稳态运行时，变压器的励磁电流不大，只有额定电流的2-5%。
在差动范围外发生故障
时，由于电压降低，励磁电流减小。
所以这两种情况下所形成的不平衡电流都很小，对变压器的差动保护影响不大。
但是，当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的情况下，则可能出现很大的励磁电流即励磁涌流。
这个现象的存在是由于变压器铁心饱和及剩磁的存在引起的，具体分析如下：
当二次侧开路而一次侧接入电网时，一次电路的方程为
u1=umcos(wt+α)=i1R1+N1dφ/dt (1)
u1：一次电压，
um：一次电压的峰值，
α：合闸瞬间的电压初相角，
R1：变压器一次绕组的电阻，
N1：变压器一次绕组的匝数，
φ：变压器一次侧磁通。
由于i1R1相对比较小，在分析瞬态过程初始阶段可以忽略不计
所以
umcos(wt+α)= N1dφ/dt
dφ= ( um/ N1) cos(wt+α) dt
积分，得
φ=( um/ N1) sin(wt+α)+c
φ=φm sin(wt+α)+c φm为主磁通峰值，c为积分常数。
设铁芯无剩磁当t=0 时，φ=0 所以c=-φmsinα
所以空载合闸磁通为
φ=φm sin(wt+α) -φmsinα（2）
由（2）式可得空载合闸磁通的大小与电压的初相角α有关考虑最不利情况
当α=900时，电压过零
φ=φm sin(wt+900) -φm=φmcoswt-φm
磁通有两个分量，周期分量φmcoswt与非周期分量φm，此时磁通的最大值为稳态时磁通的2倍。
如果同时考虑剩磁的影响这个值还要更大些。
我们知道变压器正常情况下是工作在铁芯磁化曲线的膝点附近，此时铁芯已接近或略微饱和了。
当磁通达到2倍φm以上时，铁芯就高度饱和了。
由图二可知此时变压器的励磁电流大幅度增加，可达额定电流的6~8倍①。
由于励磁电流只在变压器的一侧出现所以在差动继电器中会产生很大的不平衡电流，此后由于R1的存在，非周期分量衰减，φ值将减小。
综上所述，励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压，铁芯的剩磁大小、方向，回路阻抗，变压器的容量和铁芯的性质有关。
对于三相交流变压器由于三相之间的相差1200,所以任何瞬间合闸至少有两相出现不同的励磁涌流。
2、变压器各侧绕组的接线方式不同
我国规定的五种变压器标准联结组中，35kV Y/D-11双绕组变压器常被使用。
这种联结方式的变压器两侧电流相差300，要想使差动保护不发生误动作就要设法调整CT二次回路的接线和变比，使电源
侧和负荷侧的CT二次电流的相差1800且大小相等。
这样就能消除Y/D-11变压器接线对差动保护的影响。
为了达到上述目的，变压器差动保护用的TA应按图三所示方式接线I A1,IB1,IC1为变压器高压侧电流
IA2,IB2,IC2 为接变压器高压侧CT的二次电流
Ia1,Ib1,Ic1为变压器低压侧电流
Ia2,Ib2,Ic2为接变压器低压侧CT的二次电流
根据接线图可得，对变压器差动保护设计时，变压器一次侧CT与主电路接成Y/D-5型联结组，变压器二次侧CT与主电路接为D/Y-7型联结组，这种接线方法可使差动回路中电源侧和负荷侧TA二次电流相位差1800。
但当电流互感器采用上述联结方法时，CT接成D型侧差动臂中电流又增大倍。
为使两侧电流的大小相等，在选择CT变比时应满足nLy/nLd=nT 这样就消除了Y/D-11联结组对差动保护的影响。
2、电流互感器计算变比与实际变比不同
由于变压器两侧电流互感器都是根据产品目录选取标准的变比而且变压器的变比也是一定的，因此三者不能准确的满足nLy/nLd=nT的要求。
此时差动回路就有不平衡电流流过使保护装置误动。
所以通常利用差动继电器的平衡线圈来消除或减小这个差值。
即用平衡线圈弥补实际变比与理想值之间的差，使两臂电流差接近零，从而消除或尽量减小不平衡电流。
4、两侧电流互感器型号不同
如果变压器两侧互感器型号不同，它们的饱和特性、励磁电流（归算到同侧）也就不同。
因此产生在两臂的电流差就较大，它将影响保护的动作，所以应采用电流互感器的同型系数为1的互感器。
5、压器带负荷调整分接头
带负荷调整变压器的分接头是电力系统中采用带负荷调压的变压器来调整电压的方法。
改变分接头就是改变了变压器的变比，对于已调整好的差动保护装置将产生较大的不平衡电流。
由于变压器有载调压是带负荷连续调节的，而差动保护是不可以带电进行调整，所以在整定时必须考虑这个因素。
二、变压器差动保护两种误动原因的简单分析
1、二次侧负载在流过短路电流下，不能满足CT10%误差曲线的要求。
在电流互感器接入系统容量变化或新装保护投入运行时，不可忽略根据差动保护区内短路故障时，穿越变压器的最大短路电流和实测的差动回路二次负荷，较核保护用CT 的10%误差曲线是否满足要求。
确保CT在10%误差范围内。
如果不满足CT的10%误差曲线要求，由于CT的容量不足以提供二次负荷所需的要求，在故障时差动保护可能拒动、误动直接影响差动保护的可靠性。
此时应适当加大CT变比，并重新较核CT的10%误差曲线直到符合要求。
2、差动保护二次电流回路接地方式不当
差动保护二次电流回路接地时，各侧TA的二次电流回路必须通过一点接于地网，因为变电站的接地网络之间并非绝对等电位，在不同点之间有一定的电位差。
当发生短路故障时，有较大的电流流入地
网，各点之间的电位差较大。
如果差动保护二次电流回路接在地网的不同点，它们之间的电位差产生的电流将流入保护装置，影响差动保护装置动作的准确性甚至使之误动。
所以各侧CT的二次电流回路应并联后接到保护装置的差动电流回路中，所有电流回路必须在并联的公共点处接地。
四、变压器差动保护结语
变压器差动保护是变压器的主保护，要求有很高的可靠性，而变压器结构复杂，独具特点，所以必须严格按规程要求认真分析各个细节，了解变压器差动保护的特点，采用相应措施，杜绝事故发生，保证保护可靠动作。