(自动计算)变压器差动保护试验公式详解

差动保护特性试验数据计算WBZ-651A 微机变压器差动保护装置设置三段式差动保护，装置采集高压侧电流⋅⋅⋅C B A I I I ,,，低压侧电流⋅⋅b a I I ,，为实现高、低压侧之间的差动电流平衡，电流由低压侧向高压侧平衡，平衡关系为：对平衡变压器⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡'''⋅⋅⋅⋅⋅ba KPHc b a I I I I I 11366.1366.0366.0366.11 对Y/∆-11或V/V 变压器⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎭⎫ ⎝⎛+-='='='⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅b a KPHc b KPH b aKPHa I I I I I I I 111 对SCOTT 变压器⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡'''⋅⋅⨯⋅⋅⋅b a KPHc b a I I I I I 13201331 差动电流为：ICDA=|⋅⋅'-a A I I | ICDB=|⋅⋅'-b B I I | ICDC=|⋅⋅'-cC I I | 制动电流为：IZDA =|⋅⋅'+a A I I |/2 IZDB =|⋅⋅'+b B I I |/2 IZDC =|⋅⋅'+cC I I |/2 三段式差动保护动作判据：IDZ Icd ≥ 当1IZD Izd ≤ IDZ IZD Izd KZDIcd ≥--)1(1当21IZD Izd IZD ≤<IDZ IZD IZD KZD IZD Izd KZD Icd ≥----)12(1)2(2当2IZD Izd >差动保护特性曲线如下：设高压侧额定电流变换到装置侧I eH ’=3A ，差动特性试验测试时差动保护定值一般整定如下：KPH=1，IZD1=1×I eH ’ =3A ，IZD2=3×I eH ’ =9A ，IDZ=0.7×I eH ’ =2.1A ，KZD1=0.5，KZD2=0.7计算有IDZ2=IDZ+KZD1(IZD2-IZD1)=2.1+0.5(9-3)=5.1A 以下计算均以A 相为例，其它两相类似。

变压器差动保护整定计算一、差动保护原理差动保护是利用变压器的输入和输出电流之间的差值进行保护的一种方式。

在正常情况下，变压器的输入电流和输出电流相等，而在发生故障时，输入电流和输出电流之间产生差值。

差动保护通过检测输入电流和输出电流之间的差值来判断是否存在故障，并通过动作切断故障电流，以保护变压器。

二、差动保护整定计算步骤1.确定保护范围首先需要确定差动保护的保护范围，即需要保护的主变和辅助设备。

通常，主变的正常工作情况下输入电流和输出电流是相等的，所以主变是差动保护的主体。

而辅助设备，如电压互感器和电流互感器，用于测量输入和输出电流，提供差动保护的输入信号。

2.确定定值差动保护的定值包括整定电流和判别电流。

整定电流是在正常工作状态下主变的输入电流和输出电流之间的差值。

判别电流是设置的比整定电流更高的一个阈值，用于判断是否存在故障。

3.确定相位和极性相位是差动保护中的重要参数，需要确保主辅助设备的相位匹配。

极性是用于检测输入和输出电流方向是否相同，相同则为正极性，不同则为负极性。

4.计算误动作概率误动作概率是差动保护的重要指标之一，衡量了保护的准确性和可靠性。

误动作概率越低，说明差动保护越准确和可靠。

计算误动作概率需要考虑到不完美互感器和其它影响因素。

5.调整整定值根据误动作概率和实际工作情况，可以对整定值进行调整。

通常，较低的误动作概率需要更高的整定电流和判别电流，但也会增加保护的动作时间，所以需要权衡。

三、差动保护整定计算相关公式1.整定电流计算公式整定电流一般使用主变额定电流的一个百分比来表示，通常为主变额定电流的10-30%。

整定电流计算公式如下：I整定=K*I主变其中，I整定为整定电流，K为整定系数，I主变为主变额定电流。

2.判别电流计算公式判别电流一般取整定电流的2-3倍。

判别电流计算公式如下：I判别=n*I整定其中，I判别为判别电流，n为判别系数，I整定为整定电流。

3.误动作概率计算公式误动作概率计算公式较为复杂，可以根据具体情况选择不同的公式。

差动保护（DCAP3040、DCAP3041）定值整定说明说明：三圈变的整定计算原理与二圈变的整定计算原理相同，现以三圈变为例来说明差动保护的整定计算。

1、计算变压器各侧额定一次电流n n n U S i 3/=式中 S n —变压器额定容量（kV A ）（注意：与各侧功率分配无关）U n —该侧额定电压（kV ）2、计算变压器各侧额定二次电流ln /n i K I n jx n ⋅='式中 K jx —该侧CT 接线系数（二次三角形接线K jx =3，星形接线K jx =1）n ln —该侧CT 变比3、计算平衡系数设变压器三侧的平衡系数分别为Kh 、Km 和Kl ，则：（a ）降压变压器：选取高压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为''=''==nlnh nm nh m h I I K I I K K //11（b ）升压变压器：选取低压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为1//1=''=''=K I I K I I K nm nl m nhnl h4、保护内部计算用变压器各侧额定二次电流经平衡折算后，保护内部计算用变压器各侧二次电流分别为'='='=ll m m m h h I K I I K I Ih K I 1保护内部计算用各侧额定二次电流分别为：对降压变压器： '='='='='='=nhnl l nl nh nm m nm nhnh h nh I I K I I I K I I I K I对升压变压器： '='='='='='=nlnl l nl nl nm m nm nlnh h nh I I K I I I K I I I K I可见经平衡折算后I nh =I nm =I nl ,即保护内部计算用变压器各侧额定二次电流完全相等，都等于所选的基本侧的额定二次电流。

变压器差动保护定值计算变压器差动保护是变压器保护中最重要和最常用的保护之一，其主要目的是保护变压器的主绕组免受内部故障的损害。

差动保护的主要功能是检测并迅速断开变压器的故障电流，以防止损坏变压器。

差动保护的定值计算是确保差动保护能够在故障发生时正确动作的重要步骤。

1.差动保护的基本原理差动保护是根据变压器主绕组和中性点两端的电流之差来判断变压器是否发生故障。

当变压器内部发生故障时，主绕组电流和中性点两端电流的差值会发生变化，差动保护通过比较变压器主绕组电流和中性点两端电流的差值来判断是否发生故障，并采取保护动作。

2.差动保护定值计算的基本公式差动保护的定值计算主要包括相位选择的确定和整定电流的确定两部分。

差动保护的相位选择是指选取主绕组电流和中性点两端电流在相位上的差值，一般为30度或60度。

整定电流是指差动保护的动作电流，一般选择主绕组额定电流的百分比作为整定电流。

3.差动保护定值计算的步骤（1）确定相位选择：根据变压器的接线方式和额定电流，选择合适的相位选择角度。

一般情况下，变压器采用星形中性点接地，采用30度的相位选择。

（2）确定整定电流系数：整定电流系数是指差动保护整定电流与主绕组额定电流之比。

一般情况下，变压器差动保护选择主绕组额定电流的20%作为整定电流。

4.差动保护定值计算的实例假设一个500kVA变压器，接线方式为Y/△，主绕组额定电流为800A，相位选择角度为30度。

根据上述的定值计算步骤，可以得到差动保护的定值计算如下：（1）相位选择角度：30度；（2）整定电流系数：20%；（3）整定电流=主绕组额定电流×整定电流系数=800A×0.2=160A。

因此，在这个实例中，差动保护的定值为相位选择角度为30度，整定电流为160A。

总结：差动保护的定值计算对于保护变压器的安全运行至关重要。

通过确定相位选择角度和整定电流系数，可以得到差动保护的整定电流。

差动保护的整定电流应根据变压器的额定电流进行选择，并根据变压器的接线方式选择合适的相位选择角度。

变压器差动保护整定计算变压器差动保护整定计算1.⽐率差动1.1装置中的平衡系数的计算1）．计算变压器各侧⼀次额定电流：式中n S 为变压器最⼤额定容量，n U 1为变压器计算侧额定电压。

2）．计算变压器各侧⼆次额定电流：式中n I 1为变压器计算侧⼀次额定电流，LH n 为变压器计算侧TA 变⽐。

3）．计算变压器各侧平衡系数：b n n PH K I I K ?=-2min 2，其中)4,min(min2max 2--=n n b I I K 式中n I 2为变压器计算侧⼆次额定电流，min 2-n I 为变压器各侧⼆次额定电流值中最⼩值，max 2-n I 为变压器各侧⼆次额定电流值中最⼤值。

平衡系数的计算⽅法即以变压器各侧中⼆次额定电流为最⼩的⼀侧为基准，其它侧依次放⼤。

若最⼤⼆次额定电流与最⼩⼆次额定电流的⽐值⼤于4，则取放⼤倍数最⼤的⼀侧倍数为4，其它侧依次减⼩；若最⼤⼆次额定电流与最⼩⼆次额定电流的⽐值⼩于4，则取放⼤倍数最⼩的⼀侧倍数为1，其它侧依次放⼤。

装置为了保证精度，所能接受的最⼩系数ph K 为0.25，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最⼤可达16倍。

1.2差动各侧电流相位差的补偿变压器各侧电流互感器采⽤星形接线，⼆次电流直接接⼊本装置。

电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。

变压器各侧TA ⼆次电流相位由软件调整，装置采⽤Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，⼤⼤加快保护的动作速度。

对于Yo/Δ-11的接线，其校正⽅法如下：Yo 侧：Δ侧：式中：a I ?、b I ?、c I ?为Δ侧TA ⼆次电流，a I '?、b I '?、cI '?为Δ侧校正后的各相电流；A I ?、B I ?、C I ?为Yo 侧TA ⼆次电流，a I '?、b I '?、c I '?为Yo 侧校正后的各相电流。

其它接线⽅式可以类推。

变压器差动保护整定计算1.比率差动1.1装置中的平衡系数的计算1）．计算变压器各侧一次额定电流：式中n S 为变压器最大额定容量，n U 1为变压器计算侧额定电压。

2）．计算变压器各侧二次额定电流：式中n I 1为变压器计算侧一次额定电流，LH n 为变压器计算侧TA 变比。

3）．计算变压器各侧平衡系数：b n n PH K I I K 2min 2，其中)4,min(min 2max 2n n b I I K 式中n I 2为变压器计算侧二次额定电流，min 2n I 为变压器各侧二次额定电流值中最小值，max 2n I 为变压器各侧二次额定电流值中最大值。

平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。

若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于4，则取放大倍数最大的一侧倍数为4，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。

装置为了保证精度，所能接受的最小系数ph K 为0.25，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。

1.2差动各侧电流相位差的补偿变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。

电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。

变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。

对于Yo/Δ-11的接线，其校正方法如下：Yo 侧：Δ侧：式中：a I 、b I 、c I 为Δ侧TA 二次电流，a I '、b I '、c I '为Δ侧校正后的各相电流；A I 、B I 、C I 为Yo 侧TA 二次电流，aI '、b I '、c I '为Yo 侧校正后的各相电流。

其它接线方式可以类推。

装置中可通过变压器接线方式整定控制字（参见装置系统参数定值）选择接线方式。

变压器容量6.3MVA Y/△-11一次侧电压(UAB)110kV 二次侧电压(Uab)10kV一次侧电流值(IA )33.07A 二次侧电流值(Ia)363.73A 一次侧CT变比50二次侧CT变比800一次侧CT电流(IA')0.661A TAP1高压侧基准值二次侧CT电流(Ia')0.455A TAP2低压侧基准值比率制动启动值0.23门槛值高压侧CT电流0.263A 低压侧CT电流0.105A计算方法：绕组1=比率制动差动保护启动值*H侧电流基准值*1.732绕组2=比率制动差动保护启动值*L侧电流基准值比率斜率0.40制动系数选取试验点 Ires1.00制动电流Iop0.40差动电流IH'1.20IL'0.80高压侧CT电流(IA)1.375A 低压侧CT电流(Ia)0.364A 与IA反相补偿电流(Ic)0.546A 与IA同相计算方法：差动电流：Ih-IL=0.4，制动电流：绕组1=制动元件动作电流启动值* H侧电流基绕组2=制动元件动作电流启动值* L侧电流基补偿电流=绕组1制动元件动作电流启动值* L 差动速断试验差动速断值7.00Iop.max 高压侧CT电流8.018A比率制动折线1百分比试验差动保护整定保护起动门槛值试验变压器差动保护计算模型额定运行情况低压侧CT电流 3.183A计算方法：绕组1=差动速断值*H侧电流基准值*1.732绕组2=差动速断值*L侧电流基准值备注：I'H,I'L均为变压器运行时的标幺值，且相差180度。

变压器差动保护定值计算差动保护的定值计算是十分重要的，只有将保护装置的定值设置正确，才能正确地判断差动电流是否超过了允许范围，从而准确地进行故障判断和保护动作。

下面将以一个示例进行详细的说明。

假设有一个10kV/400V的变压器，额定容量为1000kVA。

根据国家标准，变压器小差流比为10%。

首先需要计算出合理的定值范围（IΔn）。

差动电流计算公式为：IΔ=√((I1^2)+(I2^2)+(I3^2)+(I4^2)+...+(In^2))其中，I1、I2、I3...为变压器一次侧（高压侧）和二次侧（低压侧）的电流，n为变压器绕组数。

假设变压器一次侧电流为I1=100A，则二次侧电流为：I2=I1*(一次侧电压/二次侧电压)*(一次侧绕组数/二次侧绕组数)假设一次侧电压为10kV，二次侧电压为400V，一次侧绕组数为1000，二次侧绕组数为10，则二次侧电流为：根据变压器小差流比为10%，则合理的定值范围为：通常情况下，差动保护装置会设置一个定值范围，当差动电流超过这个范围时，保护装置会进行保护动作。

IΔn=I2*10%=2500AIΔM=3*I1=3*100A=300A可见，差动保护装置的定值范围为2500A～300A。

在进行差动保护定值计算时，还需要考虑故障电流的影响。

差动保护装置通常设置一个时间延迟，以防止瞬时故障或过电流引起误动作。

例如，当变压器出现短路时，可能会出现较大的故障电流瞬时通过保护装置，但这只是暂时的，保护装置应该能够识别这种情况并延迟动作。

差动保护装置通常还有其他功能，如CT（电流互感器）故障判据、自校准功能、阻抗判据等，不同装置的定值计算可能略有不同，因此在实际应用中还需要根据实际情况灵活调整。

总之，变压器差动保护定值计算是一项复杂而重要的任务，需要根据变压器的具体参数、差动保护装置的特性以及其它保护要求进行详细的计算和分析，最终确定合理的定值范围，以确保变压器在发生故障时能够及时切断电源，保护设备和人员的安全。

变压器差动保护试验公式详解
一、电流差动保护试验公式：
ΔI=∑(I送-I回)
其中，ΔI表示差动电流，I送表示变压器的输入电流，I回表示变
压器的输出电流，∑表示对各相电流取和。

如果ΔI较大，则说明差动保
护动作。

二、电压差动保护试验公式：
电压差动保护试验主要是检测变压器两侧的电压差，从而判断差动保
护是否正常。

电压差动保护试验公式如下：
ΔU=∑(U送-U回)
其中，ΔU表示差动电压，U送表示变压器的输入电压，U回表示变
压器的输出电压，∑表示对各相电压取和。

如果ΔU较大，则说明差动保
护动作。

在实际试验中，为了提高试验的准确性，还需要考虑变压器的额定参
数和试验条件。

变压器的额定电压、额定电流、变比等参数可以在试验前
通过变压器的技术资料得知。

试验条件主要包括试验时刻和试验传动功率。

需要注意的是，电流差动保护试验和电压差动保护试验都是在正常工
作条件下进行，通常是在变压器负载满足额定容量的情况下进行。

而在试
验过程中，还需要对比实测的差动电流或差动电压与设定的差动保护灵敏度，以判断差动保护是否正常工作。

总之，变压器差动保护试验公式是根据变压器的电流和电压变化来判
断差动保护是否正常工作的一种方法。

通过实测的差动电流和差动电压与
设定的差动保护灵敏度进行对比，可以判断差动保护是否动作，保证变压器的正常运行。