变压器微机差动保护组成

    目前继电保护装置基本上都是实现了微机化。对于变压器微机差动保护来说，主要由差动元件、涌流判别元件和差动速断元件三部分构成。

    1．差动元件

    差动元件动作方程为

式中：Iop为动作电流；1、2、3分别为变压器某同名相的各侧电流；Ires为制动电流，取某同名相各侧电流中最大者；Kres为比率制动系数；Ig为拐点电流。

    由上式作出差动元件动作特性，如图8-2所示。该动作特性分为动作区、制动区、速断动作区。

    图8-2    变压器差动保护动作特性

    2．涌流判别元件

    下面主要介绍基于二次谐波制动原理和波形对称原理的励磁涌流判别。

   (1)二次谐波制动原理。二次谐波制动原理是比较各相差流中二次谐波分量对基波分量的百分比，当其大于整定值时，认为该相差流为励磁涌流，闭锁差动元件。判别方程为

   I2ω≥ηI1ω

式中：I2ω为某相差流中的二次谐波电流；I1ω为某相差流中的基波电流；η为整定的二次谐波制动比。

    谐波制动方式有分相制动式和或门制动式两种。所谓分相制动式是指某一相差流中的二次谐波电流，只对本相的差动元件有制动作用，而对其他相无作用。或门制动方式，是指在三相差流中，只要某一相差流中的二次谐波电流对基波电流之比大于整定值，便将三相差动元件闭锁。

   (2)波形对称原理。通常励磁涌流的波形是偏于时间轴一侧且有间断的波形，其正、负半周的波形相差很大。波形对称原理的实质是比较一个周波内电流正半波与负半波的波形是否与横轴对称，根据两个波形的差异程度来判断是内部故障还是励磁涌流，当判定差流是由励磁涌流产生时立即闭锁差动元件。其判别方法为：将差流微分，除去直流分量，然后比较微分后差流波形每个周期内的前半波和后半波。设微分后某个周波内前半波上的某一点电流值为Ij，后半波对应点的电流值为Ij+180，令K为不对称系数，如果

则认为波形是对称的，即差流是由短路故障形成的；否则，则认为差流是励磁涌流，将差动元件闭锁。上式的实质是偶次谐波与奇次谐波之比，因此仍然可以应用谐波的概念来整定。

    3．差动速断元件

    变压器差动速断元件是差动保护的辅助保护。由于变压器差动保护中设置有涌流判别元件，因此其受电流波形畸变及电流中谐波的影响很大。当区内故障电流很大时，差动电流互感器可能饱和，从而使差流中含有大量的谐波分量，并使差流波形发生畸变，可能导致差动保护拒动或延缓动作。差动速断元件只反应差流的有效值，不受差流中的谐波及波形畸变的影响。当某一相差流的有效值大于整定值时，立即动作出口。

    图8-3    或门制动式变压器差动保护逻辑框图

    图8-3所示为或门制动原理的差动保护逻辑框图，图8-4所示为分相制动原理的差动保护逻辑框图。A1、B1、C1及An、Bn、Cn分别为变压器各侧差动电流互感器二次各相电流。

    图8-4    分相制动式变压器差动保护逻辑框图