PRS-778S微机变压器成套保护装置 及动作特性分别见图4-2和图4-1。Icdsd定值按躲过最大励磁涌流整定，返回系数取0.95。作为差动保护范围内严重故障的保护，CT断线不闭锁该保护。
差动速断元件动作差动软硬压板投入差动速断控制字投入差动启动元件&&差动速断跳闸
图4-2 差动速断逻辑框图
4.2.3 比率差动保护
比率差动保护的动作逻辑如图4-3所示，比率差动保护的动作特性采用三折线方式实现（见图4-1）。图4-1中Id为差动电流，Ir为制动电流；Icdqd为“比率差动启动电流定值”，Icdsd为“差动速断电流定值”。比率差动启动电流定值Icdqd用以躲过变压器正常运行时的不平衡电流，返回系数取0.95。
CT饱和闭锁元件励磁涌流闭锁元件 过激磁闭锁元件比率差动元件动作差动软硬压板投入比率差动控制字投入CT断线闭锁元件差动启动元件&&&比率差动保护跳闸
图4-3 比率差动逻辑框图
4.2.4 比率差动动作方程
比率差动保护的动作方程如下：
?Id?0.1*Ir?Icdqd,Ir?Ie?,Ie?Ir?6Ie?Id?0.5*(Ir?Ie)?0.1*Ie?Icdqd??Id?0.75*(Ir?6Ie)?0.5*(6Ie?Ie)?0.1*Ie?Icdqdn （4-1）
,Ir?6Ie1n???分别为差动各侧电?, … ,I式中 ：Id为差动电流，Id??Ii，Ir为制动电流，Ir??Ii（In12i?1i?1流）。
第 8 页 长园深瑞继保自动化有限公司 PRS-778S微机变压器成套保护装置 4.2.5 励磁涌流闭锁原理
装置的励磁涌流闭锁方式有以下两种，用户可通过 “二次谐波制动”控制字来选择使用，若整定为“1”，表示采用二次谐波复合制动原理；若整定为“0”，表示采用波形识别原理。若考虑保护的双重化配置，则比率差动保护其中一套采用二次谐波复合制动原理，另一套采用波形识别原理。
4.2.5.1 二次谐波
利用三相差电流中的二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据，其动作方程如下：
I2nd?K2xb?I1st （4-2）
式中：I2nd为每相差动电流中的二次谐波，I1st为对应相差动电流的基波，K2xb为二次谐波制动系数整定值。
对纵差保护本装置采用我公司独创的二次谐波复合逻辑制动原理，该原理已为大量的运行经验所证实。具体如下：
1) 对?/?接线变压器，差流反映?形接线侧两相电流相量差。变压器在?形接线侧空投时，单
相电流中较强的涌流特征（二次谐波含量或间断角）在两相电流相减后，差流中的涌流特征可能减弱。这种情况下，从差流提取二次谐波分量实现制动的传统方法可能失效。本装置变压器?侧的CT也按?形接入，故当差流二次谐波未能制动时，可进一步用原始两个相电流中的二次谐波进行制动，这就大大提高了涌流制动的可靠性。
2) 常规二次谐波涌流制动原理在任一相差流涌流制动时，闭锁全部三相比率差动保护，称为
“或”制动逻辑。若单纯用“或”逻辑进行制动，空投于故障变压器时，差动保护的动作速度有可能较慢。本装置则根据涌流和故障电流在三相差流中的反映，采用涌流复合制动逻辑：在变压器无故障时采用“或”逻辑制动方式可靠地避开涌流，空投于故障变压器时自动转换为分相制动方式，保证了空投于故障变压器时比率差动保护仍能快速灵敏动作。 对分相差动保护，由于本相差流只与本相有关与其他相无关，故采用本相涌流只制动本相差动的特征。由于现场二次谐波大多数整定为15~20%，随着变压器工作磁通密度的提高，励磁涌流中的二次谐波含量越来越小，可能制动失效。为了保证空投的可靠性，利用励磁涌流中含有的直流分量较为丰富的特征，采用直流助增制动特性，可靠性大大提高且不影响正常故障动作速度。
4.2.5.2 波形识别
故障时，差流基本上是工频正弦波，而励磁涌流时，有大量的谐波分量存在，波形发生畸变、间断和不对称。利用算法识别出这种畸变，即可识别出励磁涌流。
故障时，有如下表达式成立：
S??Kb*S? （4-3）
式中：S?为Ii??I?的半波积分值，S?为Ii??I?的半波积分值；kb为波形不对称系数。Ii?为差流
i?T2i?T2导数前半波某一点的数值，I'i?T2为差流导数后半波对应点的数值。
kb一般整定为0.1～0.2之间，装置内部固定取0.15。
长园深瑞继保自动化有限公司 第 9 页 PRS-778S微机变压器成套保护装置 4.2.6 过激磁闭锁原理
装置中采用差动电流的五次谐波与基波的比值作为过激磁闭锁判据来闭锁差动保护。判据如下：
I5th?K5xb?I1st （4-4）
式中：I5th为每相差动电流中的五次谐波，I1st为对应相差动电流的基波，K5xb为五次谐波制动系数（装置内固定，取为0.35）。
4.3 分侧差动、低压侧小区差动保护
4.3.1 差动特性
Id动作区kIcdqdIr
图4-4 分侧、低压侧小区比率差动保护动作特性
该差动特性适用于分侧比差保护和低压侧小区差动保护，只是各差动保护的差流和制动电流计算不一样。差流和制动电流的计算见附录D。另外各差动保护的比率制动系数不相同。
制动区4.3.2 动作逻辑图
动作逻辑图以分侧差动为例，低压侧小区差动保护类同。
CT饱和闭锁元件分侧比差元件动作差动软硬压板投入差动控制字投入CT断线闭锁元件分侧差流启动元件&&&分侧比差保护跳闸
图4-5 分侧、低压侧小区比率差动逻辑框图
第 10 页 长园深瑞继保自动化有限公司 PRS-778S微机变压器成套保护装置 4.3.3 分侧差动作方程
分侧差动保护的动作方程如下：
??Ifd?Ifcdqd （4-5） ?I?0.6*I?fr?fd式中 ：Ifd??I?i?1ni?，?)，?分别为分侧差动各侧电流）?, … ,II，Ir为制动电流，Ir?max(I（I。1?，nn1比率制动系数（装置内固定，取为0.6）。
4.3.4 低压侧小区差动动作方程
适用于低压侧有绕组套管CT和开关CT的自耦变压器。 低压侧小区差动保护的动作方程如下：
?Ixd?0.4ILe （4-6） ?I?0.6*Ixr?xd式中 ：Ixd??I?i?1ni?分别为低压侧小区差动保?，?)，?, … ,II，Ixr为制动电流，Ixr?max(I（I1?，nn1护各侧电流）。ILe为变压器低压侧二次额定电流。
4.4 差动保护的其他相关元件
4.4.1 差流越限监视
为防止装置交流输入和数据采集系统故障，以及防止变压器运行时出现较大差流，当任一差动任一相差流大于对应“差动启动电流定值”0.5倍的时间超过8秒种时发出差流越限告警信号。差流元件对差动保护无任何影响。
装置有以下差流越限元件： ? ? ? ?
纵差差流越限元件 分相差流越限元件 低压侧小区差流越限元件 分侧差流越限元件
当某个差动保护退出，其对应的差流越限元件也相应退出。
4.4.2 CT断线告警及闭锁差动保护
此判据为差动保护CT断线判据。
首先，不考虑多侧CT断线和故障同时发生的可能性。在此前提下，可利用以下特征区分是CT断线还是故障，如果是CT断线，再具体识别断线相。
长园深瑞继保自动化有限公司 第 11 页 PRS-778S微机变压器成套保护装置 单相或两相断线：
电流变化情况 电流变化趋势 电流幅值情况 CT断线 仅断线侧电流突变 由大变小 ?0.5In 故障 多侧电流突变 由小变大 ?In 电流突变的标准是突变量是否大于5～10%IN。
CT断线达8秒钟发告警信号，通过整定控制是否瞬时闭锁相关的差动保护；CT断线返回条件是本侧无负序电流，即本侧负序电流小于CT断线负序电流门槛（固定值）。
CT断线闭锁比率差动按下面原则：
1) 当“CT断线闭锁差动保护”整定为“1”时，CT断线或短路闭锁比率差动保护（对于纵差
比率差动和分相比率差动保护，当差流小于1.2Ie时闭锁差动保护，大于1.2Ie时不闭锁差动保护；对于小区差动保护，当差流小于1.2ILe时闭锁差动保护，大于1.2ILe时不闭锁差动保护。此处Ie指变压器高压侧二次额定电流，ILe指变压器低压侧二次额定电流）； 2) 当“CT断线闭锁差动保护”整定为“0”时，CT断线或短路不闭锁比率差动保护； 3) CT断线或短路始终闭锁分侧差。
注：“CT断线闭锁差动保护”针对所有差动保护都有效（纵差速断保护、分相差速断保护除外）。 需要说明的是CT断线闭锁功能主要是为了防止CT断线而引起差动保护误动，它遵循以下几点原则：一是不考虑多侧CT断线和故障同时发生；二是故障与CT断线同时发生允许差动保护跳闸；三是先CT断线后发生故障闭锁相关保护；四是先发生故障后CT断线保护应出口跳闸。
4.4.3 CT饱和闭锁
为防止在区外故障时，由于CT饱和原因造成差动保护发生误动，装置有CT饱和检测元件判别CT是否饱和，并确定是否闭锁相关差动保护。
在区内故障时会有：
??I?i?i?1n??I?i?1ni （4-7）
式中：n为变压器共有的侧数。
上式左边相当于制动电流，右边相当于差动电流，在区外故障或区外故障且CT饱和时上式都不成立。实际上若差流是由于CT饱和产生，差流都是在CT饱和后一段时间产生，所以装置中利用制动电流与差动电流表现的时序一致性来判别是否饱和，若饱和则自动抬高比率差动制动系数，保证差动的可靠性，同时能保证区外故障饱和转区内故障时快速动作。
4.5 过激磁保护
装置设有定时限过激磁告警和反时限过激磁保护。过激磁保护逻辑如图4-8所示。 ? 过激磁保护只配置在高压侧。 以下叙述中的过激磁倍数为：n?率的标幺值。
U，其中U和f分别为变压器高压侧母线电压的标幺值和频f第 12 页 长园深瑞继保自动化有限公司
