&3.3.1 比率制动差动保护基本概念
▪ 不平衡电流整定动作值随不平衡电流的增大而不得不
大，直接影响差动保护的灵敏度：
▪ 比率制动式差动保护原理：
保护的动作电流（差动电流定值）随外部短路电流 按比率增大，既能保证外部短路不误动，又能保证内部 短路有较高的灵敏度。
▪ 比率：差动保护差动电流与制动电流之比
J2C J2B J1C J1B J5C J5B J4C J4B J3C
2UA 08 2UB 10 2UC 12 2UN 14 2UMA 16 2UMB 18 2UMC 20 BY1- 22 BY2- 24
25 BY3+ 27 BY4+ 29 BY5+
J7C BY3- 26 J7B BY4- 28 J6C BY5- 30
▪ 运行方式控制字在定值整定时输入，用作 保护运行功能的切换。其中断线闭锁(DXBS) 控制字投入后，一旦瞬时CT断线判别元件动
作，则闭锁比率差动保护出口，其它保护元
件正常运行，正常运行灯不熄灭。比率差动
保护出口闭锁后，将一直保持，报警灯不熄
灭，直到按面板上的“复位”键，使装置复 位。反之，若DXBS控制字整定为“0”，则瞬 时CT断线判别元件动作后仅发告警信号，所 有保护元件均正常运行。
零序保护： ①全绝缘变压器 ②中性点设有放电间隙的分级绝缘变压 器 ③中性点不设放电间隙的分级绝缘变压 器
变压器中性点直接接地时的保护原理
中性点可接地也可不接地运行的变压器零序保护 （全绝缘变压器）
中性点可接地也可不接地运行的变压器零序保护 （分级绝缘变压器）
&4.4 变压器过负荷保护
在大多数情况下，变压器过负荷是对称的， 因此变压器过负荷只用一个电流继电器，接 于任一相电流之中，经延时作用于信号。
N
Y 闭锁比率 差动保护
过流保护 跳闸逻辑
正常运行程序
返回主程序
图2.1.3
* ●
I1
Y Y
△
● I4
*
*
●
I2
*
●
I3
▪ 装置采用三折线比率差动原理，其动作方程如下：
I d I cdqd
I r 0.5I e
I d I cdqd Kbl (I r 0.5I e ) I d I cdqd Kbl 2.5I e I r 3I e
差动速断保护不经过滤波，直接利用差电流的全 波幅值作为动作量，没有制动量，可在内部严重故障 时快速动作。
动作方程： Id Iop.set
I op.se t
躲过最大励磁涌流； 躲过外部短路时最大不平衡电流； 通常为正常运行负荷电流的5~6倍。
&3.3.5 电流互感器断线监视
不同装置的判据有很大不同。
一类集成变压器保护单元（变压器差动、高低压 侧后备、非电量保护及三相操作回路等） 一类保护单元仅完成一部分变压器保护任务。
▪ RCS9000系列变压器保护测控装置是适用于110KV及以下 电压等级的变压器成套保护装置。成套保护由差动保护、 后备保护和非电量保护组成。
▪ 对于35KV或66KV变压器，一般可用RCS-9679变压器保护 装置，本装置中有差动保护，高、低压侧后备保护，非电 量保护及三相操作回路等功能，如要对变压器进行测控则 需另加单元测控装置。
▪ RCS－9661为变压器的非电量保护装置。 装置对从变压器本体来的非电量接点(如瓦 斯等)重动后发出中央信号、远动信号，并 送给本装置的CPU作为事件记录，其中中央 信号磁保持。需要直接跳闸的则另外起动 本装置的跳闸继电器。同时装置还有四路 不按相操作断路器的独立的跳合闸操作回 路及两个电压切换回路。RCS-9661A与9661 的区别是有两个电压并列回路而无电压切 换回路。
此时励磁电流是对称性的电流，二次谐波制动不起作用 ，采用五次谐波制动。
Id5 KI d1 例：K 35%
电压达到115%~120%时，五次谐波含量最大，之后其 含量降低，电压达到140%，降低到35%，但此时可以允许 差动保护跳闸。
&3.3.4 差动速断保护
差动保护原理复杂，用到各种滤波环节，使得保 护动作速度较慢。
J8C
03远并 YB 04远分 YF
RCS-9661A 电压并列回路
J6A
J7A
+-
+-
J1A
J2A
+-
+-
06 电源+
J3A
J4A
J5A
+-
+-
+-
J8A
SET+SET-
RST+RST-
07 1UA 09 1UB 11 1UC 13 1UN 15 1UMA 17 1UMB 19 1UMC 21 BY1+ 23 BY2+
▪ 本装置包括差动速断保护，比率差动 保护，中、低侧过流保护，CT断线判别。 RCS-9671装置中的比率差动保护采用二 次谐波制动，RCS-9673装置中的比率差 动保护采用偶次谐波判别原理。
采样中断
采样
计算
保护启动 Y
差动判别
涌流判别
N 比率差动动作 Y CT断线判别
N CT断线
Y
DXBS=1
过软件进行Y／Δ转换及平衡系数调整。平衡系数的内部算
法如下：以Kmode=1为例
对于变压器Y接线侧
K
ph1
U1n
CT11 S
K ph2
U2n
CT21 S
K ph3
U 3n
CT31 S
对于变压器Δ接线侧
K ph4
3 U 4n CT41 S
若报“平衡系数错”，这说明平衡系数太大，最好改变 CT变比以满足要求。这样更能保证差动保护的性能。
B相二次谐波制动
≥1
C相二次谐波制动
五次谐波制动
TA断线检测
断线信号
差流越限告警
越限信号
&4 变压器后备保护
变压器必须装设的相间短路的、反映外部接 地的及中性点过电压保护装置，作为相邻元件以 及变压器内部故障的后备保护。
后备保护组成：
▪ 根据变压器容量和保护灵敏度要求，后 备保护的方式主要有复合电压启动的 （方向）过电流保护、负序电流和单相 低电压启动的过流保护、阻抗保护。
▪ 最小动作电流Iop.min定值大于额定负载 时的不平衡电流计算：
Iop.min Iunb Kk (Ktx fwc U f ph )Ieb / ni
&3.3.3 变压器励磁涌流的判断及 二次谐波系数
过激磁时，励磁电流急剧增大，波形严重畸变。
电压达到120%~140%时，励磁电流可达10%~43% ， 可能使差动保护误动作。
TWJ2
说明：虚线框内电路表示在标准装置中未焊元件
+-
+-
+-
TWJ3
TWJ2
TWJ1
TBJV
TBJ
+-
TBJV
HBJ
TBJV
+-
HYJ
HBJ
+-
KKJ
+-
TYJ TBJ
+-
TBJ
+-
HWJ2
+-
HWJ1
+-
TYJ
+-
HYJ
02 04 控制电源+
03 跳位监视
TYJ
HYJ
06 控制电源-
KKJ
01 合闸线圈
0.5I e I r 3Ie I r 3I e
Id i1 i2 i3 i4
Ir 0.5 I1 I2 I3 I4
Id
1
Icdqd
Kbl
0.5Ie
3Ie
Ir
▪ 在RCS-9671保护中，比率差动保护利用三相差动 电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。其动作 方程如下：
I d 2 K xb I d
举例： (1)发生突变后电流减小（而不是增大）； (2)本侧三相电流中有一相或两相无电流，且对
侧三相电流无变化。 满足以上条件时判为TA 二次回路断线。
三、微机型变压器差动保护的逻辑
逻辑示意图
A相差动速断
B相差动速断
≥1
C相差动速断
差动速断出口
A相比率差动
B相比率差动
≥1
C相比率差动
&
差动出口
A相二次谐波制动
&3.3.1 比率制动差动保护基本概念
▪ 制动电流：一般按最大差电流相的三侧电流 之最大者
1：不平衡电流； 2：无制动时整定电 流； 3：差动保护区内 短路时的差电流； 4：制动特性差动 继电器保护特性
&3.3.2 和差式比率制动的差动保 护原理
▪ 差动短路电流： Id Ih Il
▪ 制动电流：Ires Ih Il
▪ 对于110KV变压器，一般配置为RCS-9671/3（差动保护） +RCS-9681（高压侧后备保护测控）+RCS-9682（低压侧后 备保护测控）+RCS-9661（非电量保护+操作回路+压切回路）
▪ +RCS9603(直流量、变压器挡位控制)构成对变压器的全 部保护和测控功能。
▪ 装置为由多微机实现的变压器差动保 护，适用于110KV及以下电压等级的双圈、 三圈变压器，满足四侧差动的要求。
Ⅰ母刀闸 01
Ⅱ母刀闸 03
06 1UA1
1YQ
07 1UB1
1YQ
12 1UC1
1YQ
13 1UN1
1YQ
05 1UA2
2YQ
10 1UB2
2YQ
11 1UC2
2YQ
16 1UN2