（5）防止差动保护在出现励磁涌流时误动的措施： ①采用具有速饱和铁芯的差动继电器 ②采用涌流鉴别措施闭锁差动保护
逻辑简图：
差动元件 涌流鉴别元件
&
跳闸
(a)利用二次谐波鉴别 判据： I 2 ≥ KI1
I1 、2 I
： 差动电流中基波、二次谐波分量幅值
二次谐波制动比，躲过各种励磁涌流情况下最小 K： 二次谐波含量。（0.15～0.20） 不足：故障暂态电流二次谐波比较大时，保护延时较长； 带故障变压器空载合闸时，可能会闭锁保护 (b)利用间断角 判据： θ ≥ θ set
I set
Iunb
Iunb.max
Ik.m ax
I set
动作区 制动区
动作方程 Id > Krel f (Ires ) 特性上方为动作区； 特性下方为制动区。
I k . max
BCHBCH-1型差动继电器的制动特性即如上图所示 外部故障时，不平衡电流大，但是定值也大，不会误动 内部故障时，穿越电流小，定值也小，能灵敏动作。
· Iβ · IB1
∆
· Iγ · IC1
∆
&∆ I A2 & I∆
· IC2
∆
B2
&Υ &Υ I A2 − IB2 & & IΥ −IΥ
B2
C2
· IA2
∆
· IB2
∆
&∆ IC2
&Υ &Υ IC2 − I A2
n
TA1
· IA2
Y
· IB2
Y
· IC2
Y Y
&Y &Y &∆ I A1 − I B1 I A1 = nTA1 nTA 2
*
* I′′ & 1
& IJ I-I
nT
& & I′′ − I′′ 1 2
按相实现的变压器纵差动保 护，其电流互感器变比的选择原 则是：两侧电流互感器变比的比 值等于变压器的变比。
nTA2 I′ & 2
*
& 2 * I′′
内部故障时
nTA1
& I′ 1
* * I′′ & 1
& &" &" I d = I1 + I 2
3I kY. max
对Yd11接线的变压器 I k .max =
nTA1
或
I k∆.max
nTA2
I kY. max 为归算到Y侧的变压器最大外部短路电流
I k∆.max 为归算到△侧的变压器最大外部短路电流
②躲过TA二次断线时引起的最大差电流：
Iset = Krel I L.max Krel ：可靠系数，取1.3
· IA1
Y
·Y IB1
· IC1
Id Id Id
n · Iα · IA1
∆
T
Y ∆ 3I A1 I A1 = nTA1 nTA 2
· Iβ · IB1
∆
· Iγ · IC1
∆
n
TA2
· IA2
∆
· IB2
∆
· IC2
∆
nTA2 nT = nTA1 3
微机式保护：
n
TA1
· IA2
Y
· IB2
Y Y
& IJ I-I
nT
& & I′′ − I′′ 1 2
& & I '2 I '1 & = + = I k' nTA1 nTA2
nTA2 I′ & 2
*
& 2 * I′′
动作判据
I d ≥ I set = K rel I unb max
外部故障或正常时，差电流为不平衡电流，不动作 内部故障时，差电流为故障电流，动作
区内端部故障时， Ik min.r : 区内端部故障时，流过继电器的最小差动电流
Ksen : 要求大于2 要求大于2
不满足要求时，采用具有制动特性的差动继电器。 不满足要求时，采用具有制动特性的差动继电器。
三、具有制动特性的差动继电器
1、制动特性的提出
外部故障时穿越电流越大，不平衡电流越大。 Iunb = f (Ik ) 问题：为防止误动，定值 会比较大，内部故障时， 灵敏度比较低。 分析： 定值固定不变，防止误动 必然牺牲灵敏度。 解决办法： 对差动继电器引入一个制动电流，动作电流随制动电流增大而 增大。
θ set 一般取65°
并增加反应波宽的辅助判据
关键：间断角的测量。
6、变压器纵差动保护的整定计算原则
①躲过外部故障时候流过继电器的最大不平衡电流：
Iset = Krel (∆f za + ∆U + 0.1KnpKst )Ik.max
Krel :可靠系数，取1.3
Ik.max，外部短路时流过TA的最大短路电流（二次值）
· IC2
Y Y
两侧测量相电流，通过软件计算 消除相位差。
· IA1
Y
· IB1
· IC1
Y ⇒∆
n · Iα · I n
∆ A1
T
&∆ I A2 & I∆
B2
&Υ &Υ I A2 − IB2 & & IΥ −IΥ
B2
C2
&∆ IC2
· Iβ ·∆ IB1 · IA2
∆
&Υ &Υ IC2 − I A2
二、变压器差动保护不平衡电流分析 1、三相变压器接线产生的不平衡电流
将对应相TA连接构成差动回路时：
&∆ I A2
30o
&Υ I A2
&∆ IB2
&Υ IC2
& Id.C
&Υ IB2
&∆ IC2
由于存在相位差，无论如何选择 TA变比，差电流不可能为零。
解决办法： 选择两侧同相位的电流量 构成差动回路。
n
TA1
· IA2
Y
· IB2
Y Y B1
· IC2
Y Y C1
&∆ I A2
30 &Υ & IC2 − IΥ2 A
o
&Υ I A2
& &Υ IΥ2 − IB2 A
· I
Y A1
· I
· I
&∆ IB2
&Υ IC2
n · Iα ·∆ IA1 n
TA2
T
&∆ IC2
&Υ &Υ IB2 − IC2
&Υ IB2
nTA1
& I′ 1
*
* I′′ & 1
′ ′′ I1′ = I2
& IJ I-I
' ' I1 I2 = nTA1 nTA2
nT
& & I′′ − I′′ 1 2
nTA2 I′ & 2
*
& I′′ * 2
nTA2 = nT nTA1
8.2 变压器纵差动保护
一、变压器纵差动保护的基本原理
nTA1
& I′ 1
8.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态 8.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态
二、变压器的不正常运行状态 – – – – – 外部相间短路引起的过电流 外部接地短路引起的过电流和中性点过电压 负荷超过额定容量引起的过负荷 漏油等原因引起的油面降低 大容量变压器的过励磁故障
8.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态 8.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态
3、由变压器带负荷调节分接头产生的不平衡电流
分接头位置改变之后，变压器变比改变，由于TA变比 不能随之调整，就会产生不平衡电流。
nTA2 nT ≠ nTA1 3
Iunb.max = ∆UIk.max
∆U : 电压调节范围的一半
Ik.max，外部短路时流过TA的最大短路电流（二次值）
4、由电流互感器变换误差产生的不平衡电流
三、变压器应装设的保护 – 主保护 瓦斯保护 • 防御变压器油箱内各种短路故障和油面降 低 纵差动保护或电流速断保护 • 防御变压器绕组、套管及引出线上的故障
8.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态 8.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态
三、变压器应装设的保护 – 外部相间短路的后备保护 • 过电流保护 • 低电压起动的过电流保护 • 复合电压起动的过电流保护 • 负序电流及单相式低电压起动的过电流保护 • 阻抗保护
&Υ I A2 & IΥ
· Iγ ·∆ IC1 · IB2
∆
∆ ⇒Y
· IC2
∆
&∆ &∆ I A2 − IC2 &∆ &∆ I B2 − I A2 & & I∆ −I∆
C2
B2
B2
&Υ IC2
TA2
2、TA计算变比与实际变比不同产生的不平衡电流
nTA2 nT nTA2 = = nT 或 nTA1 3 nTA1
I µ = (4 ~ 8) I N
称之为励磁涌流。
（2）励磁涌流产生的原因： 电压突然上升后，磁通不能突变，产生暂态磁通，可 能导致变压器严重饱和，产生很大的励磁电流。 设 u = U m sin(ωt + α )
dφ u= dt φ = −Φ m cos(ωt + α ) + Φ m cos α + Φ r
很难完全满足,会产生不平衡电流：