6.2.2 变压器纵差保护的不平衡电流
产生变压器纵差保护不平衡电流的主要原因有： （1）变压器两侧绕组接线方式不同； （2）变压器、电流互感器的计算变比与实际变比不同； （3）变压器带负荷调节分接头； （4）电流互感器传变误差的影响； （5）变压器励磁电流产生的不平衡电流； （6）变压器励磁涌流
1．变压器两侧绕组接线方式不同产生的不平衡电流
5P和TP型取 0.01×2 u ： 调压误差系数， 有载调压变压器取 0.05 fza TA匹配误差系数， 模拟型保护初取 0.05；微机型取0 工程中，一般取： Iset.min (0.2 ~ 0.5)IN
2）最小制动电流 Ires.g 的确定（拐点电流） Ires.g (0.6 ~ 1.1)I N
当变压器空载合闸或外部故障切除后 电压恢复过程中，由于变压器铁心中的 磁通急剧增大，使变压器铁心瞬时饱和， 出现数值很大的励磁涌流。励磁涌流可 达变压器额定电流的 6～8 倍，如不采取 措施变压器纵差保护将会误动。
涌流产生原因: 铁芯中的磁通不能突变
6.2.3 纵差保护的整定计算原则
1. 纵差保护的整定计算原则
制动电流值较小
2)
I res
1 2
(
I&1
I&2 )
制动电流值较大
3) Ires max I&1 , I&2 制动电流值最大
显然 ，三者灵敏性：
①>②>③
2. 比率制动特性的整定
1）最小动作电流 Iset.min 的确定 躲过额定负载时的最大不平衡电流
Iset.min K I rel unb.N Krel (Ker U f za )I N Krel ：可靠系数，取1.3～1.5 Ker ： TA 误差系数，10P型取 0.03×2 ；
Iunb.max Ker KnpKst I K.max
式中 Knp——非周期分量的影响系数， Knp取 1.5～2 在接入两级速饱和变流器时， Knp取1 ～ 1.3。
克服措施: 1.选用具有较好暂态传变特性的TA； 2. 减少二次负荷，加大电缆截面和nTA； 3. 增大动作电流门槛值.
综上所述，有：
7. 其它非电气量保护（油箱内温度、压力升高、冷却系统故障）
6.2 变压器差动保护
6.2.1 变压器纵差保护原理
必须适当选择两侧电流互感器的变比，使正常运行及外 部故障时，流过差动继电器的电流为0
nTA1
I1 I1'
nT
I2
I2'
nTA2
I-I
I&1
I&2
I&1 nTA1
I&2 nTA2
nTA1 nTA2
I&d (I&1' I&2' ) nI&1' 0
I&1 I&2
nT
nTA1 nTA2
数字式保护中，可按上式时行计算就能实现补偿，模拟型保护中， 经中间变流器后仍有较小的匹配误差，记为∆fza 。
3. 变压器调压分接头改变产生的不平衡电流
带负荷调压分接头变压器在运行中常常需要改变分接头来 调电压，这样就改变了nT，出现不平衡电流。
220kV 次数 % 11 30.56
1 2.78 8 22.22 12 33.33 4 11.11 36 100 50 86
3721 36 0.96
330kห้องสมุดไป่ตู้ 次数 %
1 100
1 100 1 2
161 1
0.62
500kV 次数 %
2 40
1 20 2 40 5 100 3 8
441 5
1.13
采用 电流相位补偿（纠正）！
变压器Y形侧 TA 角接； 变压器Δ形侧 TA 星形。
I&dA (I&YA I&YB ) I&A I&dB (I&YB I&YC ) I&B I&dC (I&YC I&YA ) I&C
I&YA
I&YB
I&YA I&YB nTA1
I& A
I&A nTA2
i'1
I-I
号不同，励磁特性差别较大
Lm
iμ1
nT
I&d I&1' I&2'
I&1 I&1 nTA1
I&2 I& 2 nTA2
( I&1 nTA1
I& 2 ) nTA2
I2
I2'
nTA2
通常用同型系数Kst来表示互感器型号对不平衡电流的影响：
Iunb 又有： I 1.max
Kst I1 Ker I K.max
3）比率制动特性的折线斜率 3.1）最大动作电流 Iset.max 按躲过区外故障最大不平衡电流计算。 （以双绕组变压器为例说明）
Iset.max K I rel unb.K.max Krel (0.1KnpKst U f za )I K.max
3.2） Ires.max 与不同的制动原理有关，对双绕组变压器可取
对于不正常工作状态，变压器保护也必须能够反应。发 告警信号，或延时跳闸。
三、变压器的保护配置
1. 瓦斯保护：轻瓦斯（信号）和重瓦斯（跳闸）
针对：油箱内的各种故障及油面降低。
主
优点：油箱内部所有故障，有较高灵敏性。
保
缺点：动作时间较长；
护
不能反应油箱外部的故障。
2. 纵差保护或电流速断保护（根据变压器容量选择） 反应绕组、套管及引出线上的相间短路，在一定程度上反 应绕组内部匝间短路及中性点接地侧的接地短路。 特点：瞬时动作切除故障
I&1 I&2
nT
nT
W WY
（变压器两侧绕组匝数之比）
在正常运行及保护范围外部短路时，有很多因素使 得互感器二次电流不相等，从而使差动回路电流不为0， 该电流称为不平衡电流，继电器的动作电流应按躲过最 大不平衡电流来整定，不平衡电流增大，继电器的动作 电流越大，保护的灵敏度越低，因此，减小不平衡电流 及对保护的影响是差动保护的主要问题
设电源电压为正弦波 :
us Um sin(wt )
忽略电阻及漏抗压降，根据 Faraday ‘s Law，则有：
d
dt
Um sin(wt )
（2）油箱外部故障
a、绝缘套管的相间短路与接地短路； b、引出线上的发生的相间短路和接地短路；
2004年全国220kV及以上大型变压器故障统计
电压等级
匝间故障 铁芯故障 本 体 相间接地故障 内 套管故障 部 故 分接开关故障 障 小计
外部故障 合计 变压器总台数 本体故障变压器台数 故障率（次/百台·年）
I res
1 2
..
I1I 2
2) Ires max I&1 , I&2
3)
I res
1 2
(
I&1
I&2 )
上述三种制动电流的计算方法，在正常运行和外部故障情 况下，制动效果一致，但在内部故障情况下，三者灵敏度有 一定差别。
以单相变发生内部故障为例 ，
1. . 1)Ires 2 I 1I 2
绕组的断线
变压器故障
引出线相间短路
油箱外部故障 过电流
引出线因绝缘套管闪络或 破碎通过箱壳发生单相接 地短路
变压器的不正常状态
油面降低 过励磁 中性点过电压
一、变压器故障类型
（1）油箱内部故障
a、变压器绕组 相间短路 ；
b、变压器绕组 匝间短路 ；
c、变压器绕组 接地短路
变压器油箱内部故障产 生较大的短路电流，不仅会 烧坏变压器绕组和铁心，而 且由于绝缘油汽化，可能引 起变压器爆炸。
1. 两折线比率制动特性（目前广泛应用的数字式变压
器纵差动保护，普遍使用）
动作判据（方程）：
Id Isetmin , Ires Ires.g
Id Isetmin K (Ires Iresg ) , Ires Ires.g
动作电流： .. Iret I 1 I 2
制动电流（3种取法）：
第6章 电力变压器的继电保护
电力变压器是电力系统中的重要电气设备。大容量 变压器造价十分昂贵，其故障会对供电可靠性和系统的 安全稳定运行带来严重的影响。因此应根据变压器容量 和重要程度装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。
6.1 电力变压器的故障类型和不正常 运行状态和应加装的保护
绕组的相间，匝间，与铁芯间， 油箱内部故障 与外壳间的短路
I&AY I&BY I&CY
I&A I&a I&B I&b I&C
I&c
IIBA
Ia Ib (IYA IBY ) Ib Ic (IBY ICY )
nT nT
IC
Ic Ia (ICY
IYA )
nT
二次电流由于相位不同，会有一个差电流流入继电器。 如何消除这种不平衡电流的影响？
Krel 取1.3 Ｋsen=Ik.min.r/Iset
要求大于2
6.2.4 具有制动特性的差动保护
流入差动继电器的不平衡电流与变压器外部故障 时的穿越电流有关，穿越电流越大，不平衡电流越大。 比率制动差动保护，利用反应变压器穿越电流大小的 制动电流，使保护动作电流随制动电流而变化，当外 部短路穿越电流增大，制动电流随之增加，增强了外 部故障时的制动作用，有效地防止了不平衡电流引起 的误动，同时提高了内部故障时的灵敏度。
克服措施: 整定时增大动作电流门槛值。