变压器差动保护比率制动测试方法
以Yn ，Yn ，d11型自耦变为例，总结了几类变压器保护算法的特点，给出了相应的试验接线方法和一般性试验步骤。
1 几个基本概念
1.1 比率制动系数
采用比率差动能显著提高变压器保护的灵敏度，国产微机型变压器差动保护常采用具有两段折线形的动作特性曲线，如图1所示。
I op
I
I res
I res.min
图1 比率制动特性曲线图
比率制动曲线有两大决定因素，即动作电流和制动电流，按照预定的算法计算得到动作电流和制动电流，满足比率制动曲线即可动作。
1.2 变压器的Y ，d11接线组[1]
变压器组常采用Y ，d11接线组。需要指出的是，只要是Y ，d 型接线组，就有奇数次接线组别出现，按照我国电工技术规范，规定Y ，d11接线组为变压器标准接线组。如果出现Y ，d11接线组，在进行差流运算时就必须进行相位校正，这在下文的算法分析中将做详细讨论。
1.3 TA 极性端
按照惯例，保护TA 极性端位于母线侧。对于变压器差动保护，只要确立变压器各侧母线位置，就不难确定各侧TA 的极性端。而电工学上常采用减极性标注方法对TA 极性端进行标注，照此原则就能对流入保护装置电流的方向进行准确判断。这一点对于确定进行比率差动试验时所加电流的相位很有帮助。
1.4 平衡系数
对于正常运行变压器，不计励磁电流，各侧磁势平衡。这一平衡关系反映到微机保护中，各侧的二次电流应在微机保护的算法体系下平衡。
将各侧不同的电流值折算成作用相同的电流，相当于将某一侧或两侧的电流乘以修正系数，该系数叫做平衡系数。
以Yn ，Yn ，d11型自耦变为例，差动保护TA 二次侧采用星形接线，各侧额定电压及TA 变比分别为h h m m l l U n U n U n 、、、、、，若以高压侧为基准，则各侧流入差动保护某相的电流分别为
m l h I I I === （1）
式中N S 为变压器额定容量。
设以高压侧电流为基准，将其他两侧的电流折算到高压侧的平衡系数分别为bm bl K K 和。则
h m m bm m h h
I U n K I U n == （2） h l l bl l h h I U n K I U n == （3） 对于微机保护装置，可以理解为，在中压侧三相加入1A 正序电流，在高压侧只需要加入bm K 安培的正序电流即可使微机保护计算差流为零，低压侧同理。
1.5 动作电流与制动电流的计算
引入平衡系数以后动作电流的计算公式为
op h m bm l bl I I I K I K =++ （4） 对于三绕组变压器，制动电流有多种取法，有的取高、中、低压侧TA 二次电流幅值和的一半；有的取高、中、低压侧TA 二次电流幅值的最大值，具体取法要参看保护装置技术说明书。值得指出的是，所有动作电流、制动电流都要折算到同一侧计算比较才有意义。
2 两类相位校正算法
由于Y ，d11接线组的存在，Y ，d11两侧电流存在一定转角，在进行差流计算时需要将不同连接组别的电流转换至同一角度方可进行比较。
3.1 星形侧向三角形侧校正的算法
这种算法将各侧电流均折算到三角形侧进行计算比较。其校正算法如下：
星形侧222222222()()()A A B B B C C C A I I I I I I I I I ?'=-??'=-??'=-??
（5） 三角形侧222222a a b b c c I I I I I I '?=?'=??'=? （6） 式中2B2C2
A I I I 、、——星形侧TA 二次电流； 2B2C2
A I I I ''' 、、——星形侧校正后的各相电流； a2b2c2
I I I 、、——三角形侧TA 二次电流； a2b2c2
I I I ''' 、、——三角形侧校正后的各相电流。 采用此类算法的主要保护有国电南自的PST-1200、GSGT756，四方的CST31，南瑞继保的LFP-972，许继的WBZ-500H 等产品。
3.2 三角形侧向星形侧校正的算法
这种算法将各侧电流均折算到星角形侧进行计算比较。其校正算法如下：
星形侧220220220()()()A A B B C C I I I I I I I I I '?=-?'=-??'=-? （7） 三角形侧(
)(
)(
)
22c22b2a 22c2b2/a a b c I I I I I I I I I ?'=-??'=-??'=-?? （8） 式中0
I ——星形侧零序电流二次值；其余电流含义同3.1节。 采用此类算法的主要保护有南瑞继保的RCS-978，许继的WBH-800H 等产品。
经过上述变换，差动回路两侧电流之间的相位一致。上述转换均通过微机算法在保护装置内部
完成。这两种校正算法，被转换侧除以使两侧差动电流平衡。
3 比率制动系数一般性试验方法
3.1 接线方法
采用不同的试验仪时对不同接线组进行试验时接线方法各不相同。下面从突出概念的角度出发，选取三相试验仪进行说明。三相试验仪只能提供三路电流，每侧可以加入单相或两相电流进项分相测试。设均对A 相进行差动试验，Ⅰ侧为星形接线组，Ⅱ侧也为星形接线组，III 侧为三角形接线组。
1）如果采用往三角形侧校正的算法3.1，利用Ⅰ侧、Ⅱ侧进行比率差动试验。则两侧电流均从A 相流入，N 相流出。此时接线相当于同时对A 、C 两相进行试验。
2）如果采用往三角形侧校正的算法3.1，利用Ⅰ侧、III 侧进行比率差动试验。则Ⅰ侧电流从A 相流入，N 相流出。III 侧电流从A 相流入，C 相流出。此时接线也相当于同时对A 、C 两相进行试验。
3）如果采用往星形侧校正的算法3.2，利用Ⅰ侧、Ⅱ侧进行比率差动试验。则两侧电流均从A 相流入，B 相流出。此时接线相当于同时对A 、B 两相进行试验。
4）如果采用往星形侧校正的算法3.2，利用Ⅰ侧、III 侧进行比率差动试验。则Ⅰ侧电流从A 相流入，B 相流出。III 侧电流从A 相流入，N 相流出。此时接线也相当于同时对A 、B 两相进行试验。
其余相测试类比推导。值得注意的是，所加两相测试电流相位应相反，只有这样才会既有差流又有制动电流，达到测试比率制动系数的目的。
3.2 试验步骤
1）根据比率制动曲线选取两个试验点，求取这两个试验点的坐标，注意两个试验点间隔比较远，这样求取比率系数时误差较小；
2）、选取试验侧和相别，如选择Ⅰ侧、III 侧的A 相进行比率差动试验；
3）根据不同保护装置的算法列出动作电流计算式和制动电流计算式，计算时可以假设某侧电流较大，且两侧电流方向相反，将相量运算化为代数运算，得到一个二元一次方成组，求解可得到计算电流；
4）将第3步得到的结果换算至试验应加的电流。将第3步所得结果除以平衡系数，如果是需要转
换的一侧，如3.1算法中的星形侧和3.2算法中的三角形侧，需要将电流乘以转换系数需加的电流值；
5）按4.1分析接线完后，在第3步假定较大电流的一侧加入第4步计算所得试验电流值，并在另一侧加入比第4步计算电流略大的试验电流，逐步减小，直至差动保护动作，得到一组动作电流值；
6）重复上一步，得到两组动作电流后，利用第4步，将试验电流反算得到差动、制动电流；
7）利用两组临界动作电流值和计算公式，计算出动作电流和制动电流；
8）将第7步结果描点，计算得到比率制动系数。
4 算例
某500kV 自耦变的接线方式为Yn ，Yn ，d11，额定容量为750.0MVA ，高、中、低压侧额定电压分别为525.0kV 、230.0kV 、36.0kV ，高、中、低压侧TA 变比分别为3000/1、3000/1、4000/1，TA 二次负载均为星形接线。保护装置为国电南自GSGT756系列产品，差动定值倍数为0.4，一折段制动电流定值倍数为0.8，二折段制动电流定值倍数为3.0，一折段斜率为0.5。
用三相试验仪测试一折段斜率的方法步骤如下：
1）选取两个测试点，坐标分别为1r I =1A ，1d I =0.5A;2r I =1.5A ，2d I =0.75A 。
2）选取Ⅰ侧、III 侧的A 相进行比率差动试验；
3）列出差动电流和制动电流(GSGT756采用变压器三侧TA 二次电流幅值的最大值作为制动电流)
计算方程，求得计算电流值，以1r I =1A ，1d I =0.5A 为例，方程为：
???=='=='-'0
.15.011111r h d l h I I I I I ；求得0.11='h I ，5.01='l I 。 4）由装置计算电流求解试验电流。Ⅰ侧需要转换至三角形侧进行比较，故Ⅰ侧试验电流需用装置计算乘以1.732；III 侧需除以平衡系数（0.0914）得到试验电流值。
5）利用三相试验仪，在Ⅰ侧AN 间加入电流1.73A 0∠ ，在III 侧AC 间加入比电流5.47A 180∠
幅值稍大的电流，不断减小III 侧电流，记录动作边界动作电流值73.11=''h I A, 5.401=''l I A ；
60.22=''h
I A,8.202=''l I A 。 6）得到两组边界数据后，利用第3、4步，反算1r I 试验=0.9988，1d I 试验=0.5051，2r I 试验=1.5011，2d I 试验=0.7516，进一步求得比率制动系数为2121d d d r r I I K I I -=
=-试验试验试验试验试验
0.4907。
1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流：
在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流
变压器差动保护 一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）； 二：差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护 三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述： 1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高 =220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A, I1’：流过变压器高压侧的一次电流； I”：流过变压器低压侧的一次电流； I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； nh：高压侧电流互感器CT1变比； nl：低压侧电流互感器CT2变比； nB：变压器的变比； 各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2” I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB 2、区内：CT1到CT2的范围之内； 3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地） 单相接地故障以及匝间、层间短路故障；
四：差动的特性 1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图： 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性： o：图二的坐标原点； f：差动保护的最小制动电流； d：差动保护的最小动作电流； p：比率制动斜线上的任一点； e：p点的纵坐标； b：p点的横坐标； 动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时， 由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲 线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此， 图中阴影部分，即差动保护的动作区； 制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区； 比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。以p点为 例：计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of)；举例说明一下： 差动保护有关定值整定如下：最小动作电流Iopo=2,最小制动电流 Iopo=5,比率制动系数k=0.5；按照做差动保护比率制动系数的方法， 施加高压侧电流I1=6A,180度，低压侧电流I2=6A,0度，固定I1升 I2,当I2升到9.4A的时候保护动作，计算一下此时的比率制动系数。 由于两圈变差动的制动电流为（I1+I2）/2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52; 2、谐波制动：当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候，我们的装置就 判此电流为非故障电流，进行谐波闭锁。500kv一下等级的变压器之
变压器差动保护的比率制动特性曲线及现场测试方法 摘要：目前变压器都安装了差动保护，并引入比率制动式差动继电器继电器AL3 AL4 ，以保障电力系统的安全运行水平。为此，介绍变压器差动保护的制动特性曲线及现场测试方法。 关键词：变压器；差动保护；制动特性；测试方法 1前言 变压器是现代电力系统中的主要电气设备之一。由于变压器发生故障时造成的影响很大，故应加强对其继电保护装置功能的调试，以提高电力系统的安全运行水平。变压器保护装置中最重要一项配置——差动保护，就是为了防御变压器内部线圈及引出线的相间及匝间短路，以及在中性点直接接地系统侧的引出线和线圈上的接地短路。同时，由于差动保护选择性好，灵敏度高，因此，我们还应该考虑该保护能躲过励磁涌流和外部短路所产生的不平衡电流，同时应在变压器过励磁时能不误动。 2差动保护中引入比率制动特性曲线 变压器在正常负荷状态下，电流互感器电流互感器LDZ1 的误差很校这时，差动保护的差回路不平衡电流也很小，但随着外部短路电流的增大，电流互感器就可能饱和，误差也随之增大，这时的不平衡电流也随之增大。当电流超过保护动作电流时，差动保护就会误动，因此，为了防止变压器区外故障发生时差动保护误动作，我们希望引入一种继电器，其动作特性是：它的动作电流将随着不平衡电流的增大而按比例增大，并且比不平衡电流增大的还要快，这样误动就不会出现。因此，我们在差动保护中引入了比率制动式差动继电器，它除了以差动电流作为动作电流外，还引入了外部短路电流作为制动电流。当外部短路电流增大时，制动电流也随之增大，使继电器的动作电流也相应增大，从而有效地防止了变压器区外故障发生时差动保护误动作，制动特性曲线见图1。 由图1可知，该保护继电器能可靠地躲过外部故障时的不平衡电流，能有效地防止变压器区外故障发生时保护误动作，因此，差动保护的制动特性曲线的精确性是决定保护装置正确动作的关键，故制动特性曲线的测试是整套保护装置的调试重点。 3制动特性曲线的测试方法 以往在实际工作中，由于试验仪器所限，我们很容易忽略比率制动特性的测试，认为制动系数装置已固有，不用测试，结果往往造成保护装置因调试工作不细致而误动作。但随着现场
高压电动机差动保护原理及注意事项 差动保护是大型高压电气设备广泛采用的一种保护方式，2000KW以上的高压电动机一般采用差动保护，或2000kW(含2000kW)以下、具有六个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，也装设纵差保护作为机间短路的主保护。差动保护基于被保护设备的短路故障而设，快速反应于设备内部短路故障。对被保护范围区外故障引起区内电流变化的、电动机启动瞬间的暂态峰值差流、首尾端CT不平衡电流等容易引起保护误判的电流，对于不同的差动保护原理，有不同的消除这些电流的措施。 差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。微机保护一般采用分相比差流方式。 图1 电动机差动保护单线原理接线图 为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I·12与I·22之差。继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。图1所示为电动机纵差保护单线原理接线图。 在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置
主变比率制动式差动保 护 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
1.1.1. 主变比率制动式差动保护 比率制动式差动保护能反映主变内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，既要考虑励磁涌流和过励磁运行工况，同时也要考虑TA 断线、TA 饱和、TA 暂态特性不一致的情况。 由于变压器联结组不同和各侧TA 变比的不同，变压器各侧电流幅值相位也不同，差动保护首先要消除这些影响。本保护装置利用数字的方法对变比和相位进行补偿，以下说明均基于已消除变压器各侧电流幅值相位差异的基础之上。 1.1.1.1. 比率差动动作方程 ? ?? ??-+-+≥-+≥>)I 6I (6.0)I I 6(S I I ) I I (S I I I I e res 0.res e 0.op op 0.res res 0.op op 0.op op ) I 6I ()I 6I I ()I I (e res e res 0.res res.0res >≤<≤ (6-3-1) op I 为差动电流，0.op I 为差动最小动作电流整定值，res I 为制动电流，0.res I 为最小制动电流整定 值，S 为动作特性折线中间段比率制动系数。op.0I ，res.0I ，S 需用户整定。 对于两侧差动： 21I I I op += (6-3-2) 2I 21res I I -= (6-3-3) 1I ，2I 分别为变压器高、低压侧电流互感器二次侧的电流。各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。 1.1.1. 2. 比率差动动作特性 比率差动动作特性同图6-3-1所示： 图6-3-1 主变（厂变、励磁变）比率差动动作特性 注：只有主变比率差动保护动作特性才有速动区，厂变和励磁变均没有速动区。 1.1.1.3. 主比率差动启动条件 当三相最大差动电流大于倍最小动作电流时，比率制动式差动启动元件动作。 图6-3-2 主变增量差动保护动作特性图 1.1. 2. 主变差动保护逻辑图 主变差动保护逻辑如图6-3-3所示： 图6-3-3 主变（厂变、励磁变）差动保护逻辑图
1比率制动差动保护特性 随着计算机技术在继电保护领域日益广泛的应用，比率制动特性的差动保护作为双圈及三圈变压器的主保护具有动作可靠，实时数据采集、计算、比较、判断等较为方便简单等优点，得到用户的认可。 所谓比率制动特性差动保护简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率的提高。使制动电流在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用。而在内部故障时，制动作用最小。 图1 图1中曲线1为差动回路的不平衡电流，它随着短路电流的增大而增大。根据差动回路接线方法的不同，在整定时，通过调整不平衡比例系数使得计算机在实时计算时的Ibp最小。 曲线2是无制动时差动保护的整定电流，它是按躲过最大不平衡电流Ibpmax来整定的。曲线3为变压器差动保护区内短路时的差电流，它随短路电流的增大而线性的增大。 曲线4为具有制动特性的差动继电器的差动保护特性。 在无制动时，曲线3与曲线2相交于B点，这时保护的不动作区为0B,即保护区内短路时的短路电流必须大于0B所代表的电流值时，保护才能动作。 在有制动时，曲线3与曲线4相交于A点，短路电流只要大于0A所代表的电流值，保护即能动作。OA <0B这说明在同样的保护区内短路状态下，有制动特性的差动保护比无制动特性的差动保护灵敏度要高。 在实际的变压器差动保护装置中，其比率制动特性如下图2所示： 图2中平行于横坐标的AB段称为无制动段，它是由启动电流和最小制动电流构成的，动作值不随制动电流变化而变化。我们希望制动电流小于变压器额定电流时无制动作用，通常选取制动电流等于被保护变压器高压侧的额定电流的二次值。即：lzd=le/nLH 图2中斜线的斜率为基波制动斜率，当区外故障时短路电流中含有大量生产非周期分量，制动Izdo增大，当动作电流Idzo大于启动电流时，制动电流和动作电流的交点D必落在制动区内。当区内故障时，差电流即动作电流为全部短路电流，制动电流则为流过非电源侧的短路电流，数值较小，平行于纵、横轴的二直线交点必落在动作区内，差动保护可靠动作。 2比率制动式差动保护的整定在比率制动式差动保护的整定计算时，通常按以下原则选取： 2.1 Icdsd即差动速断电流 当变压器空载投入或变压器外部故障切除后电压恢复时，励磁涌流高达额定电流的6? 8 倍，当差动保护电流互感器选择合适时，变压器外部短路流过差动回路的不平衡电流小于
5.1发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： l op 3 I op.0 （ I res 兰 l res.0 时） l op > I op.O + S （l res — res.0） （ l res > l res.0 时） 式中：l op 为差动电流，l o P.O 为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I r es.O 为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发 电机为正方向，见 图 （根据工程需要，也可将 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下 列条件认为 TA 断线： a. c. 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情 况，可选择以下方案中的一种： 5.1.1。 差动电流: 1 op 制动电流: 1 res — 式中：I T ，I N 分别为机端、 见图5.1.1。 中性点电流互感器（TA ）二次侧的电流，TA 的极性 _L 氓 € % 5 TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 本侧三相电流中至少一相电流为零； b.本侧三相电流中至少一相电流不变； 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.1.1电流极性接线示意图
5.2.1故障分量负序方向（△ P2）匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。
故障分量负序方向（△ P2）保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障 时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的A U2和A I2分别取自机端TV、TA，其TA极性图见图5.2.1.1,则故障分量负序功率A P2为： △ P2 =3艮〔厶『2心?2心也21 2L J A ? 式中i I2为也I2的共轭相量，申sen。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏 角。一般取60。~80。（也|2滞后A U2的角度）。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为: > E-p △》2=血e^S n 实际应用动作判据综合为: A P2 = A U2r』I ' + A U2i ”也I ' > ￡P （S S i、年为动作门槛） 保护逻辑框图见图521.2。 枣力， “ r ‘ 1 1 Um： I 1卄TA 图521.1故障分量负序方向保护极性图
8.2 母线差动保护原理 ——单母线完全电流差动保护 ——高阻抗母线差动保护 ——具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护
为了满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。实现母线差动保护必须考虑在母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、变压器、发电机等），因此就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加以实现。但不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。
（1）在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等。 （2）当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的符合电流。 （3）从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中德电流相位是相反的。 根据原则（1）和原则（2）可构造电流差动保护，根据原则（3）可以构造电流比相式差动保护。
负荷1 电源 负荷2 1 I 2 I 3 I 3 21I I I +=负荷1 电源 负荷2 1 I 2 I 3 I 03 21=++I I I 若支路1、2、3上均安装相同变比的电流互感器，则三个电流互感器的电流之和应等于0（理想情况）。 =∑I
母线故障时的电流特征 若支路1、2、3上都安装有相同变比的电流互感器，则母线故障时，三个电流互感器的电流之和应等于短路电流（二次值）。 电源 1 I 2I 3 I 0321=+++k I I I I k I 依KCL ： 即： k I I I I -=++321
8.2.1 单母线完全电流差动保护 KD 1p I 2p I 3 p I pn I 1 s I 2 s I 3s I sn I KA I 0 11 TA 1 ===∑∑==n i pi n i si KA I n I I 正常工作时
比率制动式差动保护 变压器差动保护 :这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简 称差动）； 二：差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护 :下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述：
1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高=220KV,主变低压侧电压U低=110KV，变压器容量Sn=240000KVA, 11'流过变压器高压侧的一次电流； I ” :流过变压器低压侧的一次电流； 12'流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； I2 ”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； nh:高压侧电流互感器CT1变比； nl:低压侧电流互感器CT2变比； nB:变压器的变比； 各参数之间的关系：11'12 ' nh I”/12 ”= nl I2 ' I2 ” I1'/l”= nh/ n 1=1/ nB 2、区内：CT1到CT2的范围之内； 3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）
单相接地故障以及匝间、层间短路故障; 四：差动的特性 1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图: 动作电流lop 4 d Iopo 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性： o：图二的坐标原点； f：差动保护的最小制动电流； d：差动保护的最小动作电流； P：比率制动斜线上的任一点； e： p点的纵坐标； b： p点的横坐标； 动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo,差动保护动作；当电流大于f点时, 由于 电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲线抬 高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此，图中阴 影部分，即差动保护的动作区； 制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区；比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算岀此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。以p点为例：计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of)；举例说明一下: 差动保护有关定值整定如下：最小动作电流Iopo=2撮小制动电流Iopo=5,比率制动系数k=0.5；按照做差动保护比率制动系数的方法, 施加高压侧电流Il=6A,180度，低压侧电流I2=6A,0度，固定II升12,当12升到9.4A的时候保护动作，计算一下此时的比率制动系数。 由于两圈变差动的制动电流为(11+12) /2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)= 1.4/2.7=0.52; 2、谐波制动：当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候，我们的装置就 f Ires, o 图二 b 制动电流Ires
变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使
8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样
经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流
变压器差动保护整定计 算 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
变压器差动保护整定计算 1. 比率差动 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 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，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。 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，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。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。 差动电流起动定值 cdqd I 为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定，即： 式中：e I 为变压器二次额定电流；rel K 为可靠系数（一般取～）；er K 为电流互感器的比误差（10P 型取×2，5P 型和TP 型取×2）；△U 为变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值）；△m 为由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，可取为。在工程实用整定计算中可选取e cdqd I I )5.0~2.0(=，并应实测最大负载时差回路中的不平衡电流。 拐点电流的选取 对于稳态比率差动的两个拐点电流，装置分别取为和6Ie 。 斜率的整定
差动保护是许多电气设备的必备保护，变压器的差动保护由于有变比误差和星角变换问题，相对其他电气设备的差动保护较为复杂，常规的变压器差动保护为了保证星角接线方式的变压器保护差流的平衡，一般将星侧的CT接角形，而将角侧的CT接成星形。而现代的微机变压器差动保护已开始采用将变压器两侧CT均接成星形进入装置，由装置内部软件完成星角转换。做常规变压器差动保护制动特性时，可用一个三相试验台通过调整角度输出两相电流，模拟区内或区外故障两侧CT的同名相的电流加入装置，分别做每相的制动特性。如何用一个三相试验台做微机变压器差动保护比率制动曲线呢？下面以 Y/△-11接线的两卷变压器为例进行说明。 假定变压器星侧二次电流为IH，角侧二次电流为IL。确定输入装置的CT电流极性为: 当一次电流流入变压器时，装置的感应电流都为正极性电流流入装置（如图1），这样在正常运行或区外故障时，星侧流入装置的电流与一次同向，角侧流入装置的电流与一次反向，但又由于星角变换而使一次星侧电流滞后角侧30度，所以最后流入装置的二次电流为星侧超前角侧150度，向量如图2，进入装置后，软件通过以下计算完成转角:
图2 图3 即星侧电流 通过以上转换之后，两侧电流大小未变，方向相反，但由于变压器变比和CT变比问题，进入装置的两侧电流大小不相等，所以还要加上平衡系数，最后计算差电流的算法为: 经过以上运算，可以得出，在区外故障和正常运行时，装置算得的差流为零。这就是国内微机变压器差动保护的算法。 由于星角变换由软件进行，所以在做单相比率制动特性时就不一样了。可以看到，如果在星侧加入A相电流I，而软件却计算出星侧: 这时，要做A相比率制动特性，首先要在角侧加入C相电流，方向与星侧所加A相电流相同，大小适当，平衡掉C相差流，否则C相总能使差动保护先动作。之后，在角侧A相加入与星侧A相方向相反的电流，调整电流大小，就可以作出差动保护的比率制动特性曲线。B相和C相做法与此相同。以此类推，也可以得出其他星角接线方式的变压器的微机差动保护比率制动特性曲线的做法。
比率差动保护实验方法 汉川供电公司石巍 主题词比率差动实验方法 随着综合自动化装置的普遍推广使用，变压器比率差动保护得到了广泛的使用，但是由于厂家众多，计算方法和保护原理略有差异，而且没有统一的实验方法，尤其是比率制动中制动特性实验不准确，给运行和维护带来了不便，下面介绍两种比较简单和实用的，用微机继电保护测试装置测试差动保护的实验方法。 一、比率差动原理简介： 差动动作方程如下： Id>Icd (Ir
制动电流的公式较多，有以下几种： Ir=︱?h-?l︱/2 (2) Ir=︱?h-?l︱(3) Ir=max｛︱?1︱，︱?2︱，︱?3︱…︱?n︱｝(4) 为方便起见，以下就采用比较简单常用的公式（3）。 由于变压器差动保护二次CT为全星形接线，对于一次绕组为Y/?，Y/Y/?，Y/?/?，Y形接线的二次电流与?形接线的二次电流有30度相位差,需要软件对所有一次绕组为Y形接线的二次电流进行相位和幅值补偿，补偿的方式为：?A=（?A’—?B’）/1.732/K hp ?B=（?B’—?C’）/1.732/K hp ?C=（?C’—?A’）/1.732/K hp 其中?A、?B、?C为补偿后的二次电流（即保护装置实时显示的电流），?A’、?B’、?C’为未经补偿的二次电流，相当与由CT输入保护装置的实际的电流。K hp为高压的平衡系数（有的保护装置采用的是乘上平衡系数），一般设定为1。 这样经过软件补偿后，在一次绕组为Y形的一侧加入单相电流时，保护会同时测到两相电流，加入A相电流，则保护同时测到A、C两相电流；加入B相电流，则保护同时测到B、A两相电流；加入C相电流，则保护同时测到C、B两相电流。 对于绕组为?形接线的二次电流就不需要软件补偿相位，只要对由于CT变比不同引起的二次电流系数进行补偿了，电流计算公式为： ?a=?a’ /K lp ?a’为未经补偿的二次电流，相当与由CT输入保护装置的实际的电流；?a为补偿后的二次电流（即保护装置实时显示的电流）。唯一要注意的是保护装置要求低压侧电流与高压侧电流反相位输入，高压侧的A相与低压侧的A相间应相差150度。K lp为低压的平衡系数（有的保护装置采用的是乘上平衡系数），与保护用的CT
CSC326变压器保护比率差动试验方法 1．比率差动保护特性： 采用常规的三段式折线，如下图： I sd I cd I 2．平衡系数的计算： 计算变压器各侧一次额定电流：n n n U S I 113= 式中，n S 为变压器最大额定容量，n U 1为变压器各侧额定电压（应以运行的实际电压为准）。 以高压侧为基准，计算变压器中、低压侧平衡系数： 1 111TAH TAM U U K nH nM phM ?= ； 1 111TAH TAL U U K nH nL phL ?= ； TAH1、TAM1、TAL1分别为高压侧TA 、中压侧TA 和低压侧TA 的原边值。 3．变压器绕组接线方式的影响： 若使用软件做TA 星三角变换，则装置对星型接线侧做变换，对三角接线侧不作变换。以11点接线为例，软件对星型侧做以下变换： 3/)('B A A I I I ???-= 3/)('C B B I I I ???-=
3/)('A C C I I I ??? -= 式中，A I ?、B I ?、C I ?为Y 侧TA 二次电流，A I ?'、B I ?'、C I ? '为Y 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”控制字以及“接线方式钟点数”定值来选择接线方式。 差动电流与制动电流的相关计算，都是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行。 4．动作电流和制动电流的计算方法 动作电流和制动电流的计算方法如下： ??? ????-==∑∑-=??=?11max 121N i i zd N i i dz I I I I I 式中：m ax I 为所有侧中最大的相电流， ∑-=?11N i i I 为其它侧（除最大相电流侧）相电流之和。 5．动作判据 比率差动保护的动作判据如下： ?? ???<+?+-+-≥≤<+?+-≥≤+≥zd e cd e b e e e zd b dz e zd e cd e b e zd dz e zd cd zd b dz I I I I K I I KID I I K I I I I I I K I I KID I I I I I K I 56.0)6.05()5(56.06.0)6.0(6.01311 其中： cd I 为差动保护电流定值，dz I 为动作电流，zd I 为制动电流，1b K 为第一段折线的斜率（固定取0.2），KID 为第二段折线的斜率其值等于比例制动系数定值，3b K 为第三段折线的斜率（固定取0.7）。 程序中按相判别，任一相满足以上条件时，比率差动保护动作。比率差动保护经过励磁涌流判别、TA 断线判别(可选择)后出口。 6．试验方法 注意：以下各电流量全部是向量，为了计算的方便，把各电流的相位都设置为0度或180度。这样就可以以正负号来表示和计算。 整体思想是选取若干个制动电流Izd ，然后计算出对应比率曲线上的动作电流Idz 。找初始点，(Izd, Idz-M),然后通过控制外接的电流，固定制动电流Izd ，逐渐增加动作电流，直至保护动作，记录数据，并在图纸上描点。鉴于大多数实验仪只能提供三路电流，所以选取装置的A 相一侧作为实验侧，通过改变高压侧A 相电流IHA （或中压侧IMA ）和低压侧A 相电流ILA 的大小来控制差动电流Icd 和制动电流Izd 的大小。另外，若软件做TA 星三角
故障分量差动保护 摘要深入地研究了基于故障分量的数字式差动保护的基本原理，并与传统的比率制动差动保护作了详细比较，讨论了故障分量差动保护的动作判据，最后介绍了基于该原理的保护在实际中的应用。 关键词故障分量差动保护微机保护发电机变压器 0 引言 基于故障分量(也称增量)来实现保护的原理最早可以追溯到突变 量原理的保护，但真正受到人们普遍关注和广泛研究则是出现微机保护技术之后。微机具有长记忆功能和强大的数据处理能力，可以获取稳定的故障分量，从而促进了故障分量原理保护的发展［1］。近20年来，陆续提出了基于故障分量的差动保护、方向保护、距离保护、故障选相等许多新原理，并在元件保护、线路保护各个领域得到了成功的应用。本文针对在发电机、变压器中广泛使用的比率制动式差动保护，讨论故障分量保护的基本原理、判据和应用中的一些问题。 1 故障分量比率差动保护原理 故障分量电流是由从故障后电流中减去负荷分量而得到的，可以由它来构成比率差动保护。习惯上常用“Δ”表示故障分量，故也有人称之为“Δ差动继电器”［2］。以两侧纵联差动保护为例，若两侧电流假定正向均取为流入被保护设备，故障分量比率差动保护的动作方程可表示为： (1) 式中;下标L表示正常负荷分量；下 标Ⅰ，Ⅱ则分别表示被保护设备两侧的电量。 在故障分量比率差动保护中，令,分别表示动作量(差动量)和制动量，即
(2) 因正常运行时有，故传统比率差动保护的动作量 d 可表示为： 和制动量 r (3) 比较式(2)与式(3)可见，忽略变压器两侧负荷电流的误差之后，两种差动保护原理的动作量相同，主要不同之处表现在制动量上。发生内部轻微故障(如单相高阻接地或小匝数匝间短路)时，可能出现 L决定，从 ，这时式(3)中制动量主要由2I Ⅰ 而使得传统比率差动保护方案因制动量太大而降低了灵敏度。利用降低K值来改善灵敏度是有限的。因为必须保证外部严重故障时有足够的制动量不使保护误动，发生外部严重故障时，一般有 ，因此两种原理差 ，制动量主要决定于Δ r 动保护的制动量相当，不会引起误动。由以下进一步的分析可更清楚地看到这一点。 设一单相变压器发生对地高阻抗接地故障，现用一简化的具有两端电源的T形网络来表征，如图1所示。 图1 单相变压器内部故障简化等值电路 Fig.1 The simplified equivalent circuit of single-phase transformer with internal fault 短路阻抗为Z 。按照叠加原理，可将图1所示电路分解为正常网络 f 和故障附加网络。由故障附加网络推导出式(1)的另一种形式为：
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： n n n U S I 113= 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： LH n n n I I 12= 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 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： )0('I I I A A ? ??-= )0('I I I B B ???-= )0('I I I C C ? ??-= Δ侧： 3/ )('c a a I I I ???-= 3/)('a b b I I I ???-= 3/ )('b c c I I I ???-= 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，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。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。 1.3 差动电流起动定值 cdqd I 为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定，即： e er rel cdqd I m U K K I )(?+?+= 式中：e I 为变压器二次额定电流；rel K 为可靠系数（一般取1.3～1.5）；
1 比率制动差动保护特性 随着计算机技术在继电保护领域日益广泛的应用，比率制动特性的差动保护作为双圈及三圈变压器的 主保护具有动作可靠，实时数据采集、计算、比较、判断等较为方便简单等优点，得到用户的认可。 所谓比率制动特性差动保护简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率的提高。使制 动电流在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用。而在内部故障时，制动作用最小。 图1 图1中曲线1为差动回路的不平衡电流，它随着短路电流的增大而增大。根据差动回路接线方法的不同，在整定时，通过调整不平衡比例系数使得计算机在实时计算时的Ibp最小。 曲线2是无制动时差动保护的整定电流，它是按躲过最大不平衡电流Ibpmax来整定的。 曲线3为变压器差动保护区内短路时的差电流，它随短路电流的增大而线性的增大。 曲线4为具有制动特性的差动继电器的差动保护特性。 在无制动时，曲线3与曲线2相交于B点，这时保护的不动作区为OB′，即保护区内短路时的短路电流必须大于OB′所代表的电流值时，保护才能动作。 在有制动时，曲线3与曲线4相交于A点，短路电流只要大于OA′所代表的电流值，保护即能动作。OA′ 发电机差动保护原理 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT 发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： I op ? ( I res ? 时) I op ? + S(I res – ( I res > 时) 式中：I op 为差动电流，为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。 差动电流： N T op I I I ? ?+= 制动电流： 2 N T res I I I ??-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图 5.1.1。 图5.1.1 电流极性接线示意图 （根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线： a. 本侧三相电流中至少一相电流为零； b. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于倍的额定电流。 发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种： 5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。 故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的2.U ?和2. I ?分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为： 式中2Λ?I 为2??I 的共轭相量，?sen 。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。一般取60?~80?(2.I ?滞后2.U ?的角度)。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为： 实际应用动作判据综合为： ? P 2 = ? U 2r ? ? I ’2r + ? U 2i ? ? I ’2i > ?P (?u 、?i 、?P 为动作门槛) 保护逻辑框图见图5.2.1.2。 图5.2.1.1 故障分量负序方向保护极性图 图5.2.1.2 故障分量负序方向保护逻辑框图 5.2.2发电机纵向零序过电压及故障分量负序方向型匝间保护 本保护不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及发电机差动保护原理
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