2025年变压器零序差动原理及整定 .pdfVIP

饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》

变压器零序差动原理及整定

摘要：变压器零序差动保护是变压器保护中的一种重要的保护方式，主要是

针对变压器的零序故障进行保护。当变压器出现故障时，会产生零序电流，这些

电流会通过变压器的中性点流回到变压器的两端，形成一个环路。利用差动保护

装置可以检测这个环路中的电流，如果电流超过了设定值，就会触发保护动作，

切断故障电路，保护变压器。本文将介绍变压器的测量原理,并以西门子7UT变

压器保护装置为例分析零序差动保护动作特性，最后对零差保护的整定方法进行

总结。

关键词：变压器；零序：差动保护；原理；整定

引言

继电保护装置可以有效地识别和控制变压器的故障，从而大大降低故障发生

的概率，缩小故障范围，并且有效地保障设施的安全运行。具体地说，它既能够

保证发电机变压器安全运行，又能优化装置，使变压器的运行效率最大化，不但

能保障变压器始终可以正常运行，而且轻易不会发生安全事故。

一、变压器零差保护测量原理

变压器零序差动保护测量的原理是利用变压器的三相电流之和为零的特点，

通过比较变压器两侧的零序电流的差值来判断变压器是否发生了零序故障。当变

压器两侧的电流差超过一定的阈值时，就会触发零差保护动作，以保护变压器不

受损坏。在正常运行期间，中性点侧没有任何电流Isp流经地线，同时出口侧相

电流和3I0=IL1+IL2+IL3也约为零。

当区内接地故障时，零序电流Isp会从中性点地线上流过；根据电力系统的

接地状态，可能在出口侧相电流互感器中也流过零序电流（图1-1中虚线箭头表

示）。该电流与中性点零序电流基本上同相。所有流入被保护范围的零序电流定

义为正方向。

去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

图1变压器区内单相接地时电流分布示意图

当区外接地故障时（如图2），零序电流Isp从中性点地线上流过；此时出

口侧的电流互感器也会有相同幅值的零序电流3I0流过。由于所有流入被保护范

围的零序电流定义为正方向，因此该零序电流与中性点零序电流Isp相位相反。

图2变压器区外单相接地时电流分布示意图

我们注意到，在区域外非接地故障的情况下产生的穿越性大电流可能导致各

相电流变压器出现不同程度的饱和度，以此感应产生自产零序电流，这个零序电

流看似区内接地故障电流。因此，必须采取措施防止这种电流导致保护误跳。

零序差动保护采用了与传统纵联差动保护截然不同的制动方式，它不仅测量两侧

零序电流的幅值，同时还评估这两个零序电流的相位差。

二、变压器零差保护评估的测量值

零序差动保护比较流入中性点的基波电流，在以下用3I0’标明；比较相电

流之和，在以下用3I0标明。因而，提到如下公式：

3I0=ISP(1-1)

3I0=IL1+IL2+IL3(1-2)

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

仅用3I0作为跳闸判断量，在保护区内故障，此电流总是存在

跳闸电流：Id

=|3I0’|(1-3)