主变比率制动式差动保
护
Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
1.1.1. 主变比率制动式差动保护
比率制动式差动保护能反映主变内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，既要考虑励磁涌流和过励磁运行工况，同时也要考虑TA 断线、TA 饱和、TA 暂态特性不一致的情况。
由于变压器联结组不同和各侧TA 变比的不同，变压器各侧电流幅值相位也不同，差动保护首先要消除这些影响。
本保护装置利用数字的方法对变比和相位进行补偿，以下说明均基于已消除变压器各侧电流幅值相位差异的基础之上。
1.1.1.1. 比率差动动作方程
⎪
⎩⎪
⎨⎧-+-+≥-+≥>)I 6I (6.0)I I 6(S I I )
I I (S I I I I e res 0.res e 0.op op 0.res res 0.op op 0.op op )
I 6I ()I 6I I ()I I (e res e res 0.res res.0res >≤<≤ (6-3-1) op I 为差动电流，0.op I 为差动最小动作电流整定值，res I 为制动电流，0.res I 为最小制动电流整定
值，S 为动作特性折线中间段比率制动系数。
op.0I ，res.0I ，S 需用户整定。
对于两侧差动：
21I I
I op += (6-3-2) 2I 21res I I
-= (6-3-3)
1I
，2I 分别为变压器高、低压侧电流互感器二次侧的电流。
各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
1.1.1.
2. 比率差动动作特性
比率差动动作特性同图6-3-1所示：
图6-3-1 主变（厂变、励磁变）比率差动动作特性
注：只有主变比率差动保护动作特性才有速动区，厂变和励磁变均没有速动区。
1.1.1.3. 主比率差动启动条件
当三相最大差动电流大于倍最小动作电流时，比率制动式差动启动元件动作。
图6-3-2 主变增量差动保护动作特性图
1.1.
2. 主变差动保护逻辑图
主变差动保护逻辑如图6-3-3所示：
图6-3-3 主变（厂变、励磁变）差动保护逻辑图
1.1.3. 差流速断保护
由于比率差动保护需要识别主变（高厂变、励磁变）的励磁涌流和过励磁运行状态，当变压器（厂变、励磁变）内部发生严重故障时，不能够快速切除故障，对电力系统的稳定带来严重危害，所以配置差流速保护，用来快速切除主变（厂变、励磁变）的严重的内部故障。
当任一相差流电流大于差动速断整定值时差流速断保护瞬时动作，跳开各侧断路器。
速断启动条件：采用三相最大差流大于倍速断定值，差流速断启动元件动作。
1.1.4. 差流越限保护
当任一相差动电流满足差流越限动作条件时差流越限保护延时动作，报差流越限信号。
1.2. 主变差动保护整定
1.2.1. 平衡系数的计算
对上述表格的说明：
a. n S 为计算平衡系数的基准容量。
对于两圈变压器n S 为变压器的容量。
b. h U 、l U 分别为变压器高压侧、低压侧的额定线电压。
c. ha N 、la N 分别为高压侧、低压侧的TA 变比。
d. TA 的二次侧均接成“Y ”型
e. b I 为计算平衡系数的二次侧基准电流，一般可取变压器额定容量下高压侧的二次电流。
如果按上述的基准电流计算的平衡系数大于4或小于，那么要更换基准电流b I ，直到平衡系数满足<K<4。
f. 差动保护的最小动作电流0.op I 和最小制动电流0.res I 的定值是标么值（以基准电流b I 为基准）。
基准电流变化或调整时，0.op I 、0.res I 定值也要相应改变。
1.2.2. 比率差动保护各侧电流相位差的补偿
变压器各侧TA 二次采用星形接线，二次电流直接接入本保护装置。
各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
各TA 二次电流相位由软件自动调整，装置采用“Y →△”方式，调整差流平衡。
例如对于“Y/△-11”的接线，校正方法如下：
对Y 侧电流：
Y a I 、Y b I 、Y c I 为Y 侧TA 二次电流， 'I a 、'I b 、'I c
为校正后的各相电流。
1.2.3. 最小动作电流0.op I
0.op I 为差动保护的最小动作电流，应按躲过变压器额定负载运行时的最大不平衡电流整定，
即：
式中：
b I 为变压器基准侧的额定电流归算到TA 二次侧的值；
rel K 为可靠系数，5.1~3.1K rel =；
)n (i f 为电流互感器在额定电流下的变比误差。
)10P (203.0f )n (i *=，)5P (201.0f )n (i *=
U ∆为变压器分接头调节引起的误差（相对于额定电压的百分数）；
m ∆为TA 和TAA 变比经平衡系数平衡后尚未完全匹配产生的误差，微机保护m ∆一般取。
最小动作电流，需要躲过厂变低压侧最大短路故障电流，一般情况下0.op I 可取：b I )5.0~4.0(。
1.2.4. 最小制动电流的整定
b 0.res I )8.0~6.0(I =。
1.2.5. 比率制动系数S 的整定
两圈变压器最大不平衡电流的计算： 式中：
st K 为TA 的同型系数，0.1K st =
aper K 为TA 的非周期系数，0.2~5.1K aper =（5P 或10P 型TA ）或0.1K aper =（TP 型TA ）
i f 为TA 的比值误差，1.0f i =；
max .s I 为流过靠近故障侧的TA 的最大外部短路周期分量电流；
H.max .s I 、M.max .s I 分别为在所计算的外部短路时，流过调压侧（H 、M ）TA 的最大周期分量电流；
I 、I 分别为在所计算的外部短路时，流过非靠近故障点的另两侧的最大周期分量电流；
1m ∆、2m ∆为由于1侧和2侧的TA （包括TAA ）变比经平衡系数平衡后尚未完全匹配而产生的误差，初选可取05.0m m 21==∆∆；
比率制动系数S 为：
根据上式计算来整定的S 值，一般取。
1.2.6. 差流速断
为了加速切除变压器严重的内部故障，增设差流速断保护，其动作电流按照躲过初始励磁涌流或外部短路最大不平衡电流来整定，即：
TA n op n /KI I =或max .unb rel op I K I =
式中： n I 为变压器额定电流，TA n 为电流互感器变比； rel K 为可靠系数，max .unb I 为外部短路最大不平衡电流二次值；
K 为倍数，视变压器容量和系统电抗大小。
动作电流大小一般取4～8倍额定电流值。
动作电流
定值需折算为基准侧电流
I的标么值。
b
差流速断保护灵敏度系数应按正常运行方式下保护安装处两相金属性短路计算，要求灵敏度系数不。