差动保护的功能及定值计算1 微机变压器差动保护功能1.1比率制动式差动保护比率制动式差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障，高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。
当突变量大于0.25倍差动定值时投入，动作判据为; ｛Icd≥Icdset 当Izd≤Izdset时，Icd≥Icdset+K1(Izd-Izdset) 当Izd〉Izdset时,电流方向以实际的功率方向为准。
其中Icd为差电流:Icdset为差动保护整定计算值;Icdset为差动保护门槛计算值；Izd为保护制动电流K1为比率制动系数（0.4～0.7）可选;H为变压器35kV侧流进差动保护实际电流;L为变压器10kV侧流进差动保护实际电流;１. 2二次谐波闭锁功能变压器投入时，励磁涌值为变压器额定电流的5~8倍，励磁涌中含有63％比率的二次谐波电流Im2。
微机差动保护设置了二次谐波闭锁差动保护功能，来防止变压器空载投入时励磁涌流导致差动保护误动作。
二次谐波制动功能的判据如下:Icd2≥K2Icd式中，Icd为差动电流的基波分量;Icd2为差动电流中的二次谐波分量;K2为二次谐波制动系数（０.１～０.４）可选;１.３差动速断保护当变压器内部发生严重短路时，短路电流很大，由于铁芯饱和输出电压波形将发生畸变，为提高保护的可靠性和动作速度，差速断保护不受二次谐波闭锁条件限制直接动作，此功能由软件控制投入或退出。
１.４差流过大告警动作判据为: Icd≥Icdset/2式中，Icd为任一相的差动电流;Icdset为差动保护最小定值;任一相差动电流大于差动电流定值一半时，运行超过３Ｓ后，发出差流过大告警信号。
此功能由软件控制投入或退出。
１.５电流互感器二次回路断线监视功能微机差动保护与传统常规差动保护在接线不同之处是: 为了判断电流互感器ＴＡ二次断线，差保高压侧ＴＡ必须接成星形接线，保护装置给出以下判据为: | a+ b+ c|>0.5A时,保护会发出断线警告信号，并由微机软件控制是否闭锁差动保护。
此项功能均由自适应的门槛值控制，无需整定定值。
1.6变压器高压侧相位差与平衡补偿Y，d——11组双绕组变压器，Y侧电流相位需要校正相位，常规接线高压侧TA的二次侧接成d型接线，而微机差动保护具有软件校正功能，只要投入Y/d功能即可，就校正了相位，相当于把二次接成了d型接线，TA二次输出线电流。
1.7变压器低压侧电流平衡系数差保接线，变压器低压侧TA与高压侧TA二次电流平衡补偿，常规差保接线靠适当选择变压器两侧TA变比来实现，而微机差动保护是靠软件功能来完成，以高压侧二次电流为基准，投入平衡系数KL其计算方法:UNLNCL KNLNCLKL = √3 = √3UNHNCH KNHNCH式中: UNH、NNL分别为高低压侧额定电压;NCH、NCL分别为高低压侧TA变比;KNH、KNL分别为高低压侧电压互感器变比;实际运行中，由于TA变比、相位误差，还要根据实际情况做出适当调整KL，以保证差流最小（近似为0）。
H√3 LIcd= - KL = 0NCH NCL式中，Icd为实际差电流;H、L分别为变压器高、低压侧一次电流;NCH、NCL分别为变压器两侧TA变比;1.8突变量启动故障录波功能保护的突变量启动元件动作判据为: | (t)- (t-N)|-| (t-N)- (t-2N)|≥0.25Icdset式中，N=32为一个周波的采样点数, i(t)为第七个采样点的采样值。
任一相差动电流的突变量大于整定值时，启动故障录波功能，按照每周波32点记录三相差动电流在故障时刻前8周波、后56周波的采样值。
装置按照时间顺序只保留最新两次故障的录波数据，以备分析。
2、微机变压器差动保护整定计算微机比率式差动保护整定计算，主要是为实现差动保护功能，计算确定差动保护最小动作电流、制动电流门槛值、制动比率系数、二次谐波制定系数、变压器低压侧电流平衡系数、灵敏度校验等。
2.1计算实例某35kV变电站，主变为SZq-5000/35，额定电压比为35/10.5kV。
35kV侧额定电流I1e=82.5A，10.5kV侧额定电流I2e=275A。
经计算系统最小运行方式下35kV母线三相短路电流I(3)D1min=970A，两相短路电流I(2)D1min=840A。
10kV母线三相短路电流I(3)D2max=460A，主变35kV变流器变比NCH=30，10kV侧TA变NCL=60，试计算保护定值。
2.1.1差动保护最小动作电流和突变量电流在最大负荷下，差动保护不应误动作，应大于最大负荷时差动回路不平衡电流，不平衡二次电流按下式计算:√3KK[Ktxfwc+△U+△fpn]Ie1IPDfh=NCH1.73×1.5(0.1+0.05+0.1)82.5= = 1.8 （A）30式中，KK—可靠系数，取1.5;Ktx—电流互感器同型号系数，不同取1;Fwc—电流互感器允许误差，取0.1;△U—变压器调压误差，取0.05;△fpn—电流互感器变比相对误差，取01;NCH—35kV侧TA变比;差动保护二次最小动作电流，按变压器额定电流的0.5倍来整定: 当突变量大于0.25倍Icdset 时投入故障录波功能:Icd=0.25×Icdset=0.25×2.4=1（A）2.1.2制动电流门槛值当保护达到电流门槛值时，保护开始产生制动作用。
为了提高对变压器内部匝间短路时不受制动作用提高灵敏度（一般匝间短路故障电流小于变压器额定电流），因此制动电流门槛值取变压器一次额定电流Ie1，其二次制动电流门槛值按下式计算:式中，Ie1—变压器额定电流;NCH—变压器35kV侧TA变比;2.1.3比率制动系数K1为了防止外部故障时差动保护误动作，必须合理地选择比率制动系数K1。
当系统在最大运行方式下，10kV母线三相短路电流I(3)D2max即为区外故障时的保护制动电流:| H + L |zd= = I(3)D2max2区外故障时，变压器差动保护只流过不平衡电流，也是差动保护动作电流Icd，即:Icd=Ipb=(Ktx•fwc+ΔU+Δfpn)I(3)D2max考虑一定的可靠裕度，取可靠系数后计算比率制动系数为:KK(Ktxfwc+ΔU+Δfpn)•I(3)D2maxK1′= I(3)D2max=KK(Ktxfwc+ΔU+Δfpn)式中，KK—可靠系数取1.5;Ktx—电流互感器同型系数，不同取1;Fwc—电流互感器允许误差取0.05;Δfpn—电流互感器变比使差动臂电流未完全平衡所产生的相对误差取0.1;将以上数据代入上式得:K1′=KK(Ktxfwc+ΔU+Δfpn)=1.5（0.1+0.05+0.1）=0.375计算比率制动系数K1′，是保护避越区外故障不平衡电流的制动特性曲线在制动电流门槛值Izdset转折点的斜率, 即K1′=tgψ1′0.375，ψ1′= 22.8°。
一般选择K1> K1′，本例K1选0.5，K1=tgψ1′=0.5，ψ1′= 29.5°比率制动系数K1与差动保护动作电流、制动电流门槛值的关系为:Icdset=K1Izdset，当Izd≤Izdset时，Icd≥Icdset+K1（Izd-Izdset），当Izd>Izdset时2.1.4二次谐波制动系数为了防止变压器空载投入时，励磁涌流导致差动保护误动作，要适当选择二次谐波制动系数K2、K2一般在(0.1~0.4)范围内选，本例K2选0.15。
2.1.5差动速断保护差速断保护不受比率制动限制，差速断保护定值应避越变压器投入时的励磁涌，根据经验一般按变压器额定电流的5~8倍选择，本例按5.5Ie1选择，差速断保护二次定值:√3×5.5Ie1 1.73×5.5×82.5Icsdset= = = 26 （A）NCH 30差速断保护定值应避越区外故障时流进保护最大的不平衡电流IpbIpb=KK(Ktxfwc+ΔU+Δfpn)•I(3)D2max=1.5(0.1+0.05+0.1)460=172(A)Icds〉Ipb, 5.5Ie1〉IPb，457〉172 (A)2.1.6变压器低压侧电流平衡系数KL当变压器满载运行时，差电流Icd2.1.7比率系数K1的校验根据K1′和ψ1′角画出制动特性曲线1，根据计算出的K1和角ψ1、Icdset、Izdset画出制动特性曲线2如图所示。
从制动特性图分析，因K1〉K1′制动特性曲线2各点值都在制动特性曲线运动1各点值的上方，说明在保护区外发生短路时，差动保护就能避越不平衡电流Ipb，保护就不会发生误动作，所以选择K1=0.5。
但是如果差动保护定值为I′cdset、制动电流门槛值为I′zdset时，虽K1〉K1′但在制动特性曲线3的a′b′段范围内，区外部故障时不平衡电流将大于差动保护定值I’cdset 差动保护将发生误动作。
因此，为了兼顾灵敏度和选择性要求，必须合理选择Icdset和Izdset，选用的保护制动特性曲线2的转折点α，必须在曲线运动1α点的上方。
2.1.8保护灵敏度校验(1)差动速断电流保护灵敏度校验差动速断电流保护灵敏度KLM应按系统最小运行方式下，变压器35kV侧套管外三相短路电流ID1min=970（A）来校验:用35kV侧套管外两相短路电流ID1min 来校验:(2)比率制动式差动保护灵敏度校验变压器微机比率制动式差动保护的灵敏度KLM，应按系统最小运行方式下变压器35kV 套管处发生两相短路电流ID1min=840(A)来校验。
变压器35kV侧套管处两相短路时，因保护制动电流I″zd = ，又因I′H =ID1min，I′L=0,所以I″zd= = 420(A)。
此时，流进差动保护的电流:I″cds=Icds+K1（I″zd-Izd）式中: Icds=41.3(A)为差动保护一次定值;Izds=82.5(A)为差动保护一次电流门槛值;K1比率制动系数K1=0.5;则差动保护的灵敏度KLmI(2)D1min I(2)D1minKLm = =Icds Icds+K 1 (I″zd-Izd)840 840= = =4〉2合格41.3+0.50(420-82.5) 2102.1.9微机变压器差动保护定值单根据以上计算结果，微机变压器差动保护定值见表1:。