目前，西北330kV电网系统中，大容量的三绕组自耦变压器得到了广泛的应用。保护在配置方面根据自耦变压器的特点，设置了以高压侧零序电流、中压侧零序电流、中性点零序电流三侧电流差构成的零序差动保护。

　　1、三绕组自耦变压器的特点

　　与普通变压器相比，三绕组自耦变压器有以下特点：

　　1.1自耦变压器各侧的额定容量不同。

　　低压侧的额定容量由高压侧同中压侧的公共绕组容量决定，比高压侧或中压侧的额定容量要小。设自耦变压器高压侧与中压侧之间的变比为Khm(Khm=Nh/Nm，即高压绕组与中压绕组的匝数之比)，则高压侧、中压侧与低压侧的额定容量之比为1：1：(1-1/Khm)。因为Khm是大于1的，所以低压侧的额定容量要小于其他侧的容量。

　　1.2高压侧与中压侧有电的联系。

　　自耦变压器的高、中压侧公用一个绕组，称为公共绕组。因此，变压器的高压侧与中压侧之间除了磁耦合之外，还有电的联系。当高压侧系统或中压侧系统中发生接地故障时，故障电流可直接由非故障系统流入故障系统。

　　1.3自耦变压器运行时，变压器的中性点必须直接接地。

　　由于自耦变压器高、低压侧有电的联系，为了防止高压侧单相接地故障而引起低压侧过电压，应把自耦变压器的中性点可靠接地。

　　2、零序差动保护的基本原理

　　变压器零序差动保护回路由变压器中性点侧零序电流互感器和变压器星形侧电流互感器的零序回路组成，此保护对变压器绕组的接地故障反应较灵敏。零差保护不受变压器涌流及励磁电流的影响，不受变压器电流相移的影响，在变压器高压侧或中压侧发生接地故障时，能够快速动作。

　　2.1零序差动保护的电流二次回路接线

　　如图1所示，构成零序差动回路的高压侧、中压侧电流互感器的极性以母线侧为正、变压器侧为负，电流互感器正引出。公共绕组电流互感器的极性以大地为正、变压器侧为负，电流互感器正引出。

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　　图1 三绕组自耦变压器零差电流二次回路接线及各侧电流互感器极性标注示意图

　　用工作电压和负荷电流检验零序差动保护电流二次接线的正确性较困难。由于二次接线和电流互感器极性错误而造成变压器零序电流差动保护误动作的情况较多。目前，此保护在应用上只作用于发信，其可靠性有待于进一步证实。

　　保护装置各侧电流互感器A、B、C三相以星型方式引入，利用软件计算以合成零序电流，这样可以避免各侧零序电流互感器的极性校验问题，而且差动保护和零差保护的高、中压侧电流使用同一绕组，并用同一电流端子接入保护装置，接线简单，且保护采样值各侧各相电流都能显示，比较起来也非常方便和明显。

2.2 微机保护零序比率差动元件构成原理

　　以南自PST1200变压器保护装置为例，零序比率差动动作方程为：

　　I0cdd≥I0cd， I0zdd≤I0zd

　　I0cdd- I0cd≥K1*( I0zdd - I0zd)， 3 I0zd > I0zdd > I0zd

　　I0cdd - I0cd -K1*2 I0zd≥K2*( I0zdd -3 I0zd)，I0zdd >3 I0zd

　　其中，I0cdd=|I01+I02+I03|;I0zdd=max(|I01|,|I02|,|I03|);

　　I01为高压侧自产零序电流;

　　I02为中压侧自产零序电流;

　　I03为中性点自产零序电流;

　　I0cd为零差保护电流定值;

　　I0cdd为变压器零差电流;

　　I0zdd为变压器零差保护制动电流，

　　I0zd为零差保护比率制动拐点电流定值,软件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;

　　其动作特性如图2所示。

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　　图2 零序差动保护动作特性

　　其中，I0sd为零序差速电流定值。

　　3零序差动保护的调试方法

　　3.1 PST1200变压器保护装置零序差动保护动作原理图如图3所示。

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　　图3 零序差动保护动作原理图

　　通过选择控制字可整定保护是否受TA断线闭锁，并且中性点有零序电流也是零序比率差动元件动作出口的一个必要条件。

　　3.2 各侧TA二次额定电流不同对零序差动保护的影响

　　西北330kV电网系统中，对于330kV/110kV/35kV的三绕组自耦变压器，高压侧和中性点的TA二次额定电流采用的是1A制，而中压侧TA二次额定电流采用的是5A制，而且各侧的TA变比也是不同的，保护装置需要对由三侧TA变比引起的零序回路不平衡进行调整。PST1200变压器保护装置是以高压侧零序电流为基准，其他两侧的零序电流折合到高压侧，平衡系数的计算方法为：

高压侧平衡系数为1;

　　中压侧平衡系数为MTA/HTA(即中压侧的TA变比与高压侧TA变比的比值);

　　中性点平衡系数为LTA/HTA(即中性点TA变比与高压侧TA变比的比值);

　　3.3 零序差动保护调试步骤

　　3.3.1 电流通道采样精度的校验

　　3.3.1.1分别从保护装置各侧电流端子处通入三相对称电流，校验装置三相电流及零序电流的采样精度。

　　3.3.2.2分别从保护装置各侧电流端子处通入单相电流，察看零序电流显示是否精确。

　　3.3.2 差动电流定值及差速电流定值的校验

　　3.3.2.1从保护装置高压侧电流端子处通入单相电流，电流大小为1.05倍的I0cd(I0sd)以及0.95倍的I0cd(I0sd)，校验1.05倍定值可靠动作，0.95倍的定值可靠不动作。

　　3.3.2.2从保护装置中压侧电流端子处通入单相电流，电流大小为1.05倍的I0cd*中压侧平衡系数(I0sd*中压侧平衡系数)以及0.95倍的I0cd*中压侧平衡系数(I0sd*中压侧平衡系数)，校验1.05倍定值可靠动作，0.95倍的定值可靠不动作。

　　3.3.2.3从保护装置中性点电流端子处通入单相电流，电流大小为1.05倍的I0cd*中性点平衡系数(I0sd*中性点平衡系数)以及0.95倍的I0cd*中性点平衡系数(I0sd*中性点平衡系数)，校验1.05倍定值可靠动作，0.95倍的定值可靠不动作。

　　3.3.3 零序比率制动元件的校验

　　分别以高压侧对中压侧、高压侧对中性点、中压侧对中性点两侧比率制动校验比率制动特性曲线。

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　　图4 特性曲线标注

　　3.3.3.1如图4所示，在横坐标上(制动电流)分别取几个点例如取Ir1= I0zd，Ir2=2 I0zd，Ir3=3 I0zd，Ir4=3.2 I0zd，根据曲线特性计算相对应的Id1，Id2，Id3，Id4，由Id=|I01+ I02 |;Ir=max(|I01|,|I02|)，已知Id 、Ir，可求出I01 和I02。

　　3.3.3.2将求出的一组值加入装置，校验正确性。例如，若校验中压侧制动高压侧时，当I01 >I02时，将I01加入中压侧电流通道中(此电流加入前需乘以中压侧平衡系数)，在高压侧电流通道中加入比I02小的一个电流值，此时，零序差动保护不动作，将此值设为变量并逐渐抬高，当抬高到I02附近值时，零序差动保护动作，证明这组值是正确的。

　　3.3.3.3按照上述方法校验其他几组值，通过这几组值可以确定曲线，进而校验比率特性的正确性。

　　以上在校验差动定值时，中性点应保证始终有流，所以在做中压侧零序电流制动高压侧零序电流时，应考虑中性点电流的影响。

4结论

　　(1)零序差动保护不反应相间故障，不反应低压侧故障，但对于在星形绕组发生的单相接地故障反应比较灵敏。

　　(2)零序差动保护不用考虑变压器绕组接线方式的影响，只须考虑各侧TA变比的影响，令现场调试较差动保护简单。