1變壓器差動保護簡介變壓器差動保護的動作特性如所示，它是一個帶比例制動的差動保護。

　　在此特性圖上：折線上方為動作區，下方為制動區。

　　由圖可知，隨著流過的制動電流增大，其要求的動作電流也進一步變大，下面來詳細分析這個問題。

　　差動保護動作方程如下：其中：在此保護特性中，根據短路電流的不同，動作電流共分為三段。其中一段和二段為比例差動制動。

　　方程式（1）、（2）中，Ico為差動動作電流，Ires為差動制動電流，TA的極性取母線側為正極性。Kbl為比例制動系數，在工程實際中，許多公司如國電南瑞（NARI）、國電南自（NAEF）、許繼四方和ABB等多家廠家建議，根據具體變壓器的不同，可以取在0.2到0.75之間。

　　IcdSD為差動速斷保護為差動保護第三段，它無制動約束，可以快速切除嚴重的內部故障，和帶制動差動互為補充，防止由于電流互感器飽和而引起的差動保護延時動作，其整定值應按躲過變壓器的勵磁涌流來整定：IcdSD=K*Ie，其中K為倍數，40~120MVA的變壓器K值可取3.0~6.0，可以視變壓器容量和系統阻抗的大小而定。

　　2變壓器差動保護動作行為分析2.1變壓器區內故障2.1.1單側電源供電時發生變壓器區內故障由于單側供電，因此低壓側電流為0.變壓器發生內部短路時Im要遠大于Ie，其ICO/Ires的值約為2由此可以滿足判據（1），差動保護能夠可靠動作。

　　2.1.2雙側電源供電時發生變壓器區內故障由于雙側供電，因此高低壓側同為從母線側向變壓器流入故障電流，Im和In是同相位。

　　發生內部短路時Im要遠大于Ie，因此ICD的值很大，而此時制動電流為0，即使考慮到TA飽和的影響其制動電流也很小，由此也可以滿足判據（1），差動保護能夠可靠動作。

　　2.2變壓器發生區外故障變壓器區外故障系統示意圖如，當變壓器低壓側發生區外短路故障（K1）時，變壓器流過穿越電流，此時Im和In兩側電流互為反相位，在此情況下變壓器差動保護不應該誤動，而應該由相應的線路保護動作去切除故障。

　　考慮到在巨大的短路電流作用下，電流TA將會發生飽和，變壓器的差動回路要承受很大的不平衡電流，這對差動保護的安全性是個考驗。一般TA的選型上已經保證TA的比較大誤差不超過10 %，由此考慮到比較嚴重的情況：在外部比較大故障電流Idmax的情況下，低壓側的CT由于容量較小而In發生飽和，另一側高壓側TA而Im不飽和的情況下：此時的In也就是Idmax已經很大，差動回路的差流亦會很大，因此在工程中必須選取適當的差動制動比例系數Kb/，使其ICD/Ires的值小于動作值，讓差動保護能夠可靠閉鎖保護不動作，保證保護的安全性。

　　2.3變壓器區外故障的同時發生變壓器內部故障2.3.1流出電流對差動保護靈敏度的影響如所示，當系統發生變壓器區外線路（K1）故障時，或者在低壓側帶很重的負荷這兩種情況下，同時變壓器內部發生匝間短路故障（K2），這時由于變壓器流過大量的穿越電流，將會有制動電流Ires出現，在此情況下變壓器差動保護不應該被閉鎖制動，而應該能夠解除閉鎖，可靠出口動作，下面就對這種流出電流對差動保護靈敏度影響的情況進行重點分析。將動作方程（1）進行處理，從而得出在區外線路故障的同時發生變壓器內部故障，在保護正確動作的情況下，來研究與允許流出的比較大電流之間的關系D Q為低壓側流出電流In與高壓側電流Im的比值：其中K=im/le；也就是高壓側故障電流對額定電流的比值倍數。在本研究課題中選擇一個如上圖所示電力系統，選取變壓器容量40 ~120MVA的變壓器進行數字仿真分析，模擬系統發生區外故障，而在同時變壓器內部也發生了內部短路故障，分析此時的差動保護的動作行為。工程實際，在仿真中取Is1二0.5Ie，Is2=6Ie.并且分別選取多組差動起動電流icdqd二0.2Ie，0.體仿真結果如下。（其中Q由可知，在變壓器區外故障的同時也發生區內故障的情況下，隨著差動制動比例系數Kb/的增大，其流出電流Q值也越來越小；同時發現，隨著差動起動電流icdqd的增大，其流出電流Q值也會變小；即在保證差動保護正確動作的前提下，其允許的低壓側流出電流也會變小，如果低壓側流出電流超過此Q值就會導致保護閉鎖不動作。

　　為了爭取變壓器在匝間短路時差動保護有足夠大的靈敏度，應該適當的選取差動保護的差動制動比例系數Kb/和差動起動電流Icdqd系數，使之在區外故障時可靠制動，內部短路可靠動作并允許更大的流出電流Q在保證不誤動的前提下提高它的靈敏度。

　　3變壓器差動保護的建議從以上數據圖表分析可知，在保證變壓器內部故障時可靠動作的前提下，如果要允許低壓側穿越電流增大，以及區外故障的同時發生變壓器內部故障的情況時也能靈敏動作，必須減小Kb/和I./，這樣一來又增大了區外故障時有可能躲不過差動不平衡電流而誤動的可能性。對變壓器保護而言，要兼顧安全性和靈敏性的前提下來選擇一個合適的Kb/的值。

　　在廣泛研究了國電南瑞公司、國電南自、許繼四方和ABB的保護后，發現Kb/設在0.5是個比較好的選擇，Ic/qd可選取在（0.2/e~0.5/e），建議在實際工程中，根據比較大負荷時的實際差動回路中的不平衡電流而定。

　　3.1保護安全性校驗當變壓器低壓側發生區外短路故障時，如高壓側電流Im為8，考慮到在巨大的短路電流作用下，電流CT將會發生飽和的影響，此時保護的差動回路要承受很大的不平衡電流，由（7）、（8）式得：11，當取Kbl為0.5時能夠保證保護區外故障不誤動，保護的安全性能夠得到保證。

　　3.2保護動作靈敏性校驗本課題選取的系統（系統參數同上）來進行數字模擬仿真研究，結果如下：表1區外故障數字仿真分析比例制動高壓側故障電流值差動可靠動作，允許低壓流出的比較大電流Q=/*/系數表1為差動保護取比例系數Kbi為0.5時的數字仿真結果，結論如下：當變壓器低壓側正常帶負荷運行時，高壓側電流/m為/<，低壓側電流/n達到0. 4/，時，又發生變壓器輕微區內匝間短路的情況下，保護可以正確動作出口跳閘；當變壓器低壓側發生一般區外短路故障，高壓側電流/m為2.5/<，低壓側電流/n達到1.3/，時，又發生變壓器輕微區內匝間短路的情況下，保護依然可以正確動作出口跳閘；當變壓器低壓側發生嚴重區外短路故障，高壓側電流/m為8/<，低壓側電流/n達到4. 5/e時，又發生變壓器區內匝間短路的情況下，保護依然可以正確動作出口跳閘。因此保護的靈敏性是可以得到保證的。

　　4結束語變壓器是電力系統中重要的主設備，變壓器保護必須在區內故障時能夠可靠動作切除故障，在區外故障時能夠可靠不誤動，因此在變壓器差動保護的參數設置時要考慮到多重因素，設置參數是個相互協調和制約的過程。在工程中可以通過減小差動起動電流/，dqd和差動比例系數Kbi的方法來提高保護在區內外復合故障的靈敏度；但同時必須要兼顧到保護區外故障不誤動的安全性，這二者必須綜合考慮。