摘要：随着电力科技的发展，电力系统已经成为一个国家的生命线，而变压器是电力系统中的重要电气设备，可以说是电力系统的心脏。变压器是否能够安全、稳定运行，是电力系统正常供电的决定性因素，变压器保护的重要性可想而知。此外，随着电力技术的发展，需要投入运行的变压器容量越来越大，这也对变压器的保护提出了更高的技术要求。本文主要介绍了变压器差动保护的原理和保护范围，以及通过总结变压器的常见故障类型，介绍了变压器差动保护的应用。
　　关键词：变压器；差动保护；原理；应用
　　中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：1009-0118（2012）12-0259-02
　　一、引言
　　电是现代社会发展的主要能源动力，人类的日常生活以及工业的发展，处处都离不开电力资源，并且人们对于电的依赖性随着社会的发展也日益增加。电力系统能否正常运行已经上升到影响国计民生的层面。变压器则是电力系统的心脏，如果变压器出现故障，轻则造成区域性的断电停电，重则可使变电站瘫痪，引起大面积的停电事故，严重影响居民的日常生活和工业企业的正常生产，有时候故障甚至还有可能使变压器的内部的绝缘材料和油发生高温分解和热化学反应引起变压器的爆炸，出现安全事故。随着现代电力科技的发展，人们对于电力的要求也有了很大的提高，相应的变电站所需投入运行的变压器的数量和容量都需要大量增加，这就对变压器的保护和检修维护工作提出了更高的要求。长久以来，电力研究人员对变压器的保护装置进行了大量研究工作，继电器保護装置基本上经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式和微处理机式这几个发展阶段，我国在20世纪80年代末期开始对数字微波电流差动微波保护的研究。直到现在，电力系统的保护研究工作仍在不断发展和完善，差动保护就是在微处理机的基础上研究出来的变压器的保护方式，是目前广泛使用的变压器主保护。文章主要总结介绍了差动保护的动作原理及其在电网中的应用。
　　二、变压器差动保护的原理及保护范围
　　变压器的差动保护主要是根据基尔霍夫电流定律中任一时刻电路节点中流经电流的代数和恒为零这一理论，为了解决变压器常用的过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护的短处而设计的，是目前变压器的主保护。差动保护可以分为纵联差动保护和横联差动保护两种方式，变压器使用的差动保护为单回路的纵联形式，其可以利用变压器故障时所产生的不平衡电流做出相应的保护动作，微处理机式的应用使变压器差动保护装置具有相当高的灵敏度且保护动作迅速。
　　简单的说，变压器差动保护就是比较变压器始端和末端的电流大小以及相位差来实现保护动作的。由于变压器由各侧的电压大小不同，其差动保护装置也有一定的特点，但其原理与电网的纵联差动保护还是一样的。变压器差动保护的原理如图1所示。为保证差动保护的正常工作，应使正常运行和外部故障时两个二次电流的值相等（此为理想状态），即I′2=I″2=I′112nTA1=I″212nTA2电流值相等，差动不会动作；当变压器内部故障时，图中的值为短路电流，此时差动将跳开变压器主变两侧的开关，实施保护动作。但实际应用中，变压器正常运行和外部故障时也会有不平衡电流进入差动保护回路，从而对差动保护装置灵敏度和动作的准确率产生影响。另外，由于差动保护是通过变压器两端电流的数值大小和相位来判断是否实施保护动作的，因此当变压器主变两侧开关的电感发生故障时，差动保护装置都会实施保护动作。
　　三、典型的变压器故障类型
　　（一）相间短路，主要包括变压器绕组及其引出线的相间短路，变压器外部相间短路以及绕组的匝间短路；（二）接地故障，主要是在中性点直接接地时或经过小电阻接地时发生的接地短路，以及中性点不非直接接地的单相侧发生接地故障；（三）过负荷和过励磁，主要是变压器外部接地短路时引起的过电流以及中性点处的过电压；（四）变压器温度和油箱压力故障，变压器冷却系统发生故障时会引起变压器温度的升高，进而导致变压器绝缘材料的热分解和油的热化学反应，严重是还会导致变压器发生爆炸，出现安全事故。而在这些故障当中，以变压器的匝间短路故障最为常见。当变压器出现匝间短路故障时，绕组故障会产生电弧烧坏绕组的绝缘材料和铁芯，还可能引起油的热化学反应而引起变压器爆炸；当变压器发生短路故障时，产生的短路电流将使变压器严重过热，严重时甚至会烧坏变压器的绕组和铁芯，尤其是油箱内短路故障时会产生带电弧的短路电流，从而引起变压器着火。此外，变压器的过电流等异常运行也会影响变压器的安全运行。因此，差动保护装置的灵敏度对确保变压器的安全经济运行至关重要。
　　四、变压器差动保护的应用
　　变压器的差动保护要做到能够及时切断故障电流的电源，准确断开变压器与故障部分的连接，以及对变压器过负荷、油温异常等故障类型的及时报警。然而，在变压器的实际应用中，常常会因为各种各样的原因在差动回路中产生不平衡电流，严重影响差动保护装置的工作性能。