瓦斯保护的动作原理图
为提高瓦斯保护的可靠性，XHJ和CKJ的动作电压有所不同。XHJ的动作电压较低，为额定电压的55%~60%；CKJ的动作电压较高，为额定电压的65%~70%；XHJ的动作时间为10ms，CKJ的动作时间为20ms。（规程规定继电器的动作时间>10ms。本设计方案能有效的防止因绝缘破坏和直流单点接地引起保护误动作。
2、比率制动式差动保护
采用这一原理既能在外部短路时可靠的制动，又能在内部短路时有较高的灵敏度，但对内部短路时流出电流的适应能力较差。对励磁涌流和过励磁也要有特殊方式。比率制动式差动保护的方法较多，现介绍PST-1200采取的方式 2.1 启动元件
保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。各保护CPU的启动元件相互独立，且基本相同。
启动元件包括差流突变量启动元件、差流越限启动元件。任一启动元件动作则保护启动。
a) 差电流突变量启动元件的判据为：
| iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T) |>0.5Icd ； 其中：φ为a,b,c三种相别；
Icd为差动保护动作定值；
当任一差电流突变量连续三次大于启动门坎时，保护启动。
b) 差流越限启动元件是为了防止经大电阻故障时相电流突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。该元件在差动电流大于差流越限启动门坎并持续5ms后启动。差流越限启动门坎为差动动作定值的80%。 2.2 差动电流速断保护元件
本元件是为了在变压器区内严重性故障时快速跳开变压器各侧开关，其动作判据为：
Id >Isd
其中：Id为变压器差动电流
Isd为差动电流速断保护定值
2.4 五次谐波制动元件
本元件是为了在变压器过励磁时防止差动保护误动, 其动作判据为：
I ⑸>Id *XBB 5
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其中：I⑸为差动电流中的五次谐波含量；
Id为变压器差动电流
XBB5为差动保护五次谐波制动系数,软件设定为0.38；
2.5 比率制动元件
本元件是为了在变压器区外故障时差动保护有可靠的制动作用,同时在内部故障时有较高的灵敏度，其动作判据为：
两侧差动：Icdd =|I1+I2|； Izdd =max(|I1|,|I2|)； 三侧差动：Icdd =|I1+I2+I3|； Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|)； 四侧差动：Icdd =|I1+I2+I3+I4|；
Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|,|I4|)；
（1）Icdd≥Icd （2）Izdd<=Izd
或3Izd>Izdd>Izd Icdd-Icd≥K1*(Izdd-Izd)
或Izdd>3Izd Icdd-Icd- K1*2Izd≥K2*(Izdd-3Izd) 其中： I1为I侧电流； I2为II侧电流； I3为III侧电流； I4为IV侧电流；
Icd为差动保护电流定值； Icdd为变压器差动电流；
Izdd为变压器差动保护制动电流，
Izd为差动保护比率制动拐点电流定值,设定为高压侧额定电流值；
K1,K2为比率制动的制动系数，软件设定为K1=0.5,K2=0.7；
IdIsd K1=0.5Icd Izd K2=0.7 3IzdIz
关于k1=0.5，k2=0.7选取的考虑：
1）变压器匝间故障时，差动电流较小，制动电流也较小。这时，保护的TA
工作在线性范围，能够准确的传变故障电流，同时保证差动保护的动作灵敏度。这种情况下，考虑负荷电流的影响，差动保护应工作在k3和k1段；
2）当变压器引线故障时，故障电流较大，负荷电流的影响可忽略；
3）区外故障时，故障电流较大，会造成TA饱和等，造成流入变压器差动保护的差流较大，因此提高比例制动特性；在转换性故障时，TA不能准确的传变故障电流，造成差动保护误动作，国内已有实例应采取其他方法解决。
2.6 TA回路异常判别元件
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本元件是为了变压器在正常运行时判别TA回路状况，发现异常情况发告警信号，并可由控制字投退来决定是否闭锁差动保护。其动作判据为：
(1) |⊿iφ|≥0.1In且|IH|<|IQ|； (2) 相电流≤IWI且ID≥IWI ；
(3) 本侧|Ia+Ib+Ic|≥IWI （仅对TA为Y形接线方式）； (4) max(Ida,Idb,Idc)> IWI
(5) max(Ida,Idb,Idc)>0.577Icd
其中：⊿iφ为相电流突变量 Ida,Idb,Idc为A,B,C三相差流值；
Icd 为差动保护电流定值 In 为额定电流 IQ 前一次测量电流 IH 当前测量电流
ID 无流相的差动电流 IWI无电流门槛值，取0.04倍的TA额定电流；
以上条件同时满足(1)、（2）、（3）、（4）判TA断线，仅条件（5）满足，判为差流越限。
2.7 变压器各侧电流相位补偿
（1）变压器接线组别对差动保护的影响
对于Y/Y0接线的变压器，由于一二次绕组对应的电压相位相同，故一二次两侧对应相电流的相位几乎完全相同，而常用的Y/d11接线的变压器，由于三角形侧的线电压与星形侧相应相的线电压相位相差30°。由于变压器中平衡绕组（△形绕组）的存在，当Y形绕组中性点接地运行，系统发生接地故障时，Y形侧各相电流中含有零序电流，△形绕组或不接地的Y形绕组中无零序电流，因此必须对Y形绕组各相电流进行处理，以消除零序电流对差动保护的影响。 （2）常规补偿措施
为了消除由于变压器接线引起的不平衡电流的影响，可采用相位补偿法，即将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，而将变压器形侧的电流互感器接成Y形，从而把二次电流的相位校正过来这就是所谓的相位补偿。
IAY、IBY、ICY表示变压器Y形侧三相电流
IA△、IB△、IC△表示经转角后变压器Y形侧电流 Ia△、Ib△、Ic△表示变压器形侧三相电流
流入差动继电器的电流为IA△、IB△、IC△，Ia△、Ib△、Ic△这两组电流幅值相同，相位相同。
（3）PST-1200对变压器接线组别的补偿
在本装置内，变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校验，变压器各侧均采用CT星形接线。各侧的CT极性均指向母线，用软件进行相位校正时，PST-1200选用变压器Y→△形侧校正的原理，且差动保护的所有计算均以高压侧为基准。对于Y0/△—11的接线，其校正方法如下：
Y0侧：
Ia’=(IA-IB)/3；Ib’=(IB-IC)/3；Ic’=(IC-IA)/3 △侧：
Ia＇=Ia Ib＇=Ib Ic＇=Ic
目前有的厂家采用△→Y的模式（南瑞RCS-978）
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对变压器绕组为Y
IA＇=IA－（IA+IB+IC）/3=（IA－IB）/3－（IC－IA）/3 IB＇=IB－（IA+IB+IC）/3=（IB－IC）/3－（IA－IB）/3 IC＇=IC－（IA+IB+IC）/3=（IC－IA）/3－（IB－IC）/3 对变压器绕组为△形
Ia＇=Ia －Ic Ib＇=Ib－Ia Ic＇=Ic－Ib
两种方法在本质上没有区别，但在不同的故障条件下，差流的大小有所不同。
2.8 过负荷监测元件
本保护反应变压器的负荷情况，仅监测变压器各侧的三相电流。 动作判据为：
max(Ia,Ib,Ic)>Igfh；
其中: Ia、Ib、Ic为变压器各侧三相电流； Igfh为变压器过负荷电流定值； 2.9 过负荷启动冷却器元件
本保护反应变压器的负荷情况，监测变压器高压侧三相电流。 动作判据为： max(Iah，Ibh，Ich)>ITFH；
其中: Iah、Ibh、Ich为变压器高压侧三相电流；
ITFH为变压器过负荷启动冷却器元件电流定值； 2.10 过负荷闭锁调压元件
本保护反应变压器的负荷情况，仅监测变压器高压侧三相电流。 动作判据为：
max(Ia，Ib，Ic)>ITY；
其中: Ia，Ib，Ic为变压器高压侧三相电流； ITY为变压器过负荷闭锁调压元件电流定值。
B、差动保护的难点
1）分接头的影响
2）匝间短路，环中电流大，流入差动保护的电流小 3）负荷电流的影响 4）励磁涌流的闭锁 5）TA的特性
6）暂态励磁电流的影响 三相变压器的励磁涌流特点
1）三相涌流的I2/I1均可能小于20%，对于剩磁为±1.9Bm的情况下，三
相涌流的间断角θ，均可能小于60°；
2）B=±0.9Bm时，三相涌流的I2/I1均可能小于15%；
3）B=±0.7Bm时，三相涌流的I2/I1有一相可能小于15%，但另两相中至
少有一相大于15%；
4）B=±0.6Bm时，三相涌流中的I2/I1有一相可能小于20%，但另两相中
至少有一相大于20%；
5）B=±0.5Bm时，三相涌流中的I2/I1均大于15%；
6）大量现场实测资料所提供的励磁电流情况，I2/I1的特征量比理论分析
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结果乐观；
7）经保护TA变换后，涌流特征基本不变；
8）计及铁心磁滞和局部磁滞的影响，三相励磁涌流的二次谐波成分普遍增
加。
C．变压器内部短路时流出电流对差动保护的影响 1、负荷电流
2、制动电流的选取 3、制动曲线的选取
D．变压器差动保护注意的问题
1）变压器差动保护不平衡电流大，较易误动； 2）流出电流对变压器匝间短路灵敏度的影响；
3）空载合闸时励磁涌流对变压器差动保护的影响； 4）过励磁工况下变压器差动保护动作行为；
5）系统中带长线路或有电缆出线（线路对地电容较大）时，对二次谐波闭
锁元件的影响。
6）对大型变压器，变压器的工作磁痛与铁心饱和磁痛比值较大时，将降低
变压器励磁涌流中的二次谐波含量。
E、防止励磁涌流时差动保护误动的技术措施
变压器的高低压侧是通过电磁联系的，故仅在电源的一侧存在励磁电流，这励磁电流将全部流入差动回路。在正常运行情况下，其值很小，小于变压器额定电流的3%。当变压器空载合闸时，会出现励磁涌流，在电压为0时刻合闸时，变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱和，这时出现数值很大的冲击励磁电流（可达5~10倍）。实际情况下，现场遇到这么大的涌流机会较小。
单相变压器励磁涌流的分析
为考虑空载合闸的最严重条件，同时有利于简化分析工作，假设电源内阻抗为0，不计合闸回路电阻。
u1 Isd Lm u2
合闸大电源电压为 =mSin(ωt+α) 当二次侧开路的空载变压器突然合到电压为器漏抗压降，设变压器的变比为1：1，则有
uu
u的无穷大系统上，忽略变压
umSin(ωt+α)
即 φ=－umumωCos(ωt+α) /ω+C
=um/ωL[Cosα－Cos(ωt+α) －(Bs－Br)/Bm]≥0
dφ/dt=
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