变压器差动保护原理图解

这里介绍的差动保护包括灵敏的比例制动差动元件和二次谐波制动原理和波形鉴别的涌流判别元件，另设有不灵敏的差动速断及闭锁元件，其原理逻辑框图如图7.5所示。

图7.5　差动保护逻辑框图

1）比率差动保护

比率差动保护是变压器的主保护。它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，保护采用二次谐波制动或波形制动两种不同原理，用以躲过变压器空投时励磁涌流造成的保护误动。

差动保护动作方程为：

式中　——动作电流；

——差动保护最小动作电流整定值；

——制动电流；

——最小制动电流；

K1——比率制动系数。

同时满足上述两个方程差动元件各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。

对于双绕组变压器差动电流、制动电流的计算公式为：

对于三绕组变压器差动电流、制动电流的计算公式为：

式中　——高压侧、中压侧、低压侧电流。

2）二次谐波制动

保护利用三相差动电流中的二次谐波分量作为励磁涌流闭锁判据。动作方程为：

式中　Id2——A、B、C三相差电流中二次谐波电流；(www.xing528.com)

ID——对应三相差动电流；

K2——二次谐波制动系数。

闭锁方式为“或”门出口，即任一相涌流满足条件，同时闭锁三相保护。

3）波形比较制动

采用波形比较技术将变压器的涌流和故障电流分开来。闭锁方式采用分相闭锁，即任一相波形比较判据满足条件，闭锁本相差动。

4）差动速断保护

当任一相差动电流大于差动速断整定值瞬时，动作于出口。

5）差流越限告警

在正常情况下监视各相差流，如果任一相差流大于越限启动门槛（一般设为最小动作电流的1/2），发告警信号。

6）TA断线判别（要求主变各侧TA采用全星形接线）

当任一相差动电流大于0.1IN时，启动TA断线判别程序。满足下列条件，认为是TA断线。

①本侧三相电流中一相无电流。

②其他两相与启动前电流相等。

7）五次谐波制动

当系统过电压时，变压器将过激磁，这时激磁电流突增，差动保护可能误动作；当端电压达到额定电压的1.3倍时，激磁电流将达到额定电流的0.2～0.3倍，继电器可能误动作。为了防止在变压器允许的短时工频过电压范围（小于140%）内差动继电器误动，利用继电器在五次谐波时制动电压较高而动作电压很低，使继电器制动。