由图 1 中可以清晰地看到，变压器和母线最大的区别在于，变压器的高低两个支路是没有直接电的联系的，而母线的所有支路是由直接电联系的。这就意味不能简单地认为变压器比率差动保护基本原理为：变高侧流入变压器的电流等于变低侧流出变压器的电流。以变高试验仪加入电流 IA 为例。在仅考虑幅值的情况下，根据调试说明书的要求进行折算，保证低侧加入同样倍数 N 的额定电流，则保护装置差流为 0，因此有式（2）。

（2）

将 代入上式则有式（3）。其中，S 为高侧额定功率，nH 为高压侧变比。

（3）

令 S1 为故障电流为 IA 时的功率，则有式（4）。

（4）

可以明显看到，所谓倍数 N 就是变高故障功率与变压器额定功率的比值。同理变低侧也是一样的。说明书上的在变低侧加入同样倍数额定电流，即为在变低加入同样倍数与变低额定功率的乘积。因此比率差动的基本原理就是变高流侧入功率等于变低侧流出功率的功率差动保护。

3 变压器比率差动的斜率 K 原理

对于计算比率差动保护的斜率 K，可以从保护说明书上，比率差动保护的基本公式入手，重点关注式（5）和式（6）。

（5）

（6）

如下动作特性图的定义，即保证动作区域为于三折线上方的灰色部分，动作区域如图 2。

可见，平时在主变高低侧加入额定电流 Ie 后，根据公式，则 Id＝0。即为坐标轴 Ir 上的所有点。当调整其中一侧电流后，使 Id≠0。当保护正好动作时，可以得到临界动作的点。这个点将位于上图的三折线上。重复上述操作，得到两个点后就能计算出斜率 K。但这有一个前提，就是 Id 的指必须同时位于三折线的某一段上，否则无法计算出该段折线的斜率。

4 变压器比率差动保护调试说明

4.1 基本调试原理的解析

差动保护的调试说明书对主变比率差动保护的调试公式说明如下。对于主变比率差动保护的高压侧电流如式（7）所示。

（7）

同样，低压侧为式（8）。

（8）

这里公式中的电流和电压都是指的试验仪加入的电流和电压，因此均为向量。高压侧的公式很容易理解，其计算差流的数值为加入电流减零序电流。低压侧使用这样的公式是为了进行电流的相位转换。由于电流变压器为 Yd-11 接线，因此低压侧相电压相减可以得到与高压侧电流同向的电流，除以 幅值就使幅值等于原来的大小。

4.2 使用三相试验仪调试时的原理解析

因此在调试的时候就需要根据公式进行相应的调整。例如，当试验仪只能加入三相电流时，以从低侧 a 相加入单相电流为例，接线如下：高侧接线为保护 A 相输入接入试验仪 A 相，保护 A 相输出 A' 接入保护 B 相输入，试验仪 N 接入保护 B 相输出 B'，低侧为试验仪 a 相接入保护 a 相，试验仪 N 接入保护 a 相输出 a’。高侧为式（9），低侧为式（10）。

（9）

（10）

同样，以A相为例。由公式可以看到　IA、IB、IC、Ia、Ib、Ic 分别高低侧的加入量，高侧由于接法使 I0＝0，所以加入量后有式（11）。

I1A＝IA，I1B＝-IB，I1C＝0 （11）

对于低侧有式（12）。

I1a＝Ia/ ，I1b＝-Ib/ ，I1c＝0 （12）

所以在低侧加入量时需要乘以 用于补偿。

4.3 使用六相试验仪调试时的原理解析

当试验仪为六相试验仪时，可以将试验仪的六相电流输出分别接入保护装置的高侧和低压侧电流对应二次端子上加量如下：

高压侧：IA＝IB＝IC＝IeH，角度为 ∠0º、∠-120º、∠120º。低压侧 Ia＝Ib＝Ic＝IeL，角度分别为 ∠210º、∠90º、∠330º。对于 YYd-11 变压器中压侧三相则加入中压侧额定电流，角度为分别为 ∠180º、∠60º、∠300º。同理，需要将电流反向。由公式推导可以知道　I0＝0，且相电流经过公式处理后的数值确增大了 倍，所以不需要在加入时扩大 倍。低侧电流超前高侧 30º（这里折算公式并没有失效），所以要保证反向就必须再加 180º 的角度，中压侧则只需要加 180º 即可。

对比三相的加量可以看到，单相加量在角度上并没有考虑 Yd-11 的角度变化。因为只加单相量，因此会导致原来的角度折算公式失去作用。稳态比率差动为避免区外故障误动作，要流入电流等于流出。所以角度相反。只在低侧单相加入单相电流时，可以看到折算式（13）。

（13）

因为零向量加任意向量不改变其大小和方向，零向量减任意向量则大小不变方向反向。即变低校正公式失去了改变电流方向的作用。

5 结语

从 RCS-978 比率差动保护的基本原理出发，通过对该保护调试的原理方法进行分析，为现场运行、继保人员进行该保护的调试和学习提供了参考和建议。

参考文献

[1] RCS-978系列变压器成套保护装置调试大纲(ZL_TSDG1001)[M].

[2]RCS-978系列变压器成套保护装置220kV版技术说明书[M].

[3] 王睿博.CT安装位置错误引起主变差动保护动作原因分析[J].内蒙古石油化工,2011,37 (18):56-58.

[4] 王海洋,于承鑫,张锦标,王昕明.变压器差动比率制动试验方法研究[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2017,13(02):158-163.返回搜狐，查看更多