为了改进当前工程应用中变压器保护装置中存在的各种各样的不足,本论文对变压器保护装置的总体方案、比率制动式变压器差动保护原理、励磁涌流识别方法、TA饱和识别方法等作了详细的研究。首先,我们采用了新型三段式比率制动式差动保护原理。此原理将多侧差动等效为两侧差动,提高了内部故障时的灵敏度和区外故障大电流导致TA饱和时的制动能力。自适应不平衡电流补偿措施使得变压器正常运行时的不平衡电流为最小,增加了比率差动保护在内部故障时的灵敏度。其次,我们研究了励磁涌流的识别原理。二次谐波制动原理构成的差动保护,当系统带有长线路或用电缆作为联接线时,变压器外部短路时二次谐波含量很高,这将引起差动保护拒动或带长延时跳闸。此外,采用三相“或”的方式来规避变压器空载合闸时三相电流中的某相二次谐波含量过小的问题,所以它在空载合闸于故障变压器时会出现拒动或带长延时跳闸。波形对称原理构成的差动保护,采用了“分相”制动的方式,所以在空载合闸故障变压器时,差动保护不会受到非故障相励磁涌流的影响而拒动或带长延时跳闸。基于模糊原理的励磁涌流识别方案在波形对称原理的识别方案基础上进一步提高了变压器差动保护的可靠性。然后,我们研究了TA饱和的识别原理。TA饱和谐波制动法的优点是易于微机保护实现,不足之处在于变压器内部故障时也可能产生大量的三次谐波,从而导致变压器差动保护延迟动作。时差法的优点是体现了TA饱和的真实波形特征,不足之处在于差动保护启动与故障启动的时间差没有确定的整定原则。附加制动区法反应的是TA饱和时差动电流与制动电流的变化轨迹,也是不会产生误判别现象,不足之处在于该方法过于依赖于过零点时的故障电流,导致在某些情况下不能快速识别区外故障引起的TA饱和。TA饱和综合判据结合了此三种判据的优点,合理的避开了三种判据的缺点,可快速、可靠的识别区外故障引起的TA饱和,并且发生区外故障引起TA饱和后转换为区内故障时,可以快速解除TA饱和对差动保护的延时闭锁。最后,我们通过动模试验验证了比率差动保护原理、励磁涌流识别原理和TA饱和识别原理的各项性能。