An optimal transformer differential protection method based on zero-sequence differential current characteristics

SUN Zhongmin; ZHANG Xiaoyu; LIN Jinjiao; GU Qiaogen; LI Peng; MO Pinhao; ZHENG Chao

doi:10.19585/j.zjdl.202604008

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An optimal transformer differential protection method based on zero-sequence differential current characteristics

Power Grid Operation | 更新时间：2026-07-31

- An optimal transformer differential protection method based on zero-sequence differential current characteristics
- ZHEJIANG ELECTRIC POWER Vol. 45, Issue 4, Pages: 82-92(2026)
- 作者机构：
  
  1.南京南瑞继保电气有限公司，南京 211102
  2.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，南京 211103
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19585/j.zjdl.202604008
  CLC：
- Received：14 July 2025，
  
  Revised：2025-08-18，
  
  Online First：24 April 2026，
  
  Published：25 April 2026
- 稿件说明：
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孙仲民,张晓宇,林金娇等.基于零序差流特征的变压器差动保护优化方法[J].浙江电力,2026,45(04):82-92.

SUN Zhongmin,ZHANG Xiaoyu,LIN Jinjiao,et al.An optimal transformer differential protection method based on zero-sequence differential current characteristics[J].ZHEJIANG ELECTRIC POWER,2026,45(04):82-92.
孙仲民,张晓宇,林金娇等.基于零序差流特征的变压器差动保护优化方法[J].浙江电力,2026,45(04):82-92. DOI： 10.19585/j.zjdl.202604008.

SUN Zhongmin,ZHANG Xiaoyu,LIN Jinjiao,et al.An optimal transformer differential protection method based on zero-sequence differential current characteristics[J].ZHEJIANG ELECTRIC POWER,2026,45(04):82-92. DOI： 10.19585/j.zjdl.202604008.

摘要

当Yd接线变压器的角侧绕组未配置电流互感器时，差动保护需利用角侧环外电流进行差动电流计算。针对此工况下变压器发生单相故障时差动保护灵敏度降低的问题，提出一种基于零序差流特征的变压器差动保护优化方法。首先，采用星侧不减零序分量的方法计算各侧校正电流，进而得到三相差动电流。其次，根据单相故障时差动电流的特征，得出真实零序差流的估计值，以消除零序分量的影响，获得校正后的差动电流。随后，结合校正后的差动电流与比率差动特性判断保护是否动作，并依据动作相别实现故障选相。最后，通过仿真与实际波形验证了所提方法的有效性，该方法在单相故障时能够增大故障相差动电流，消除零序分量对非故障相的影响，提高了差动保护的灵敏度与故障选相准确率。

Abstract

When current transformers are not installed on the delta winding of a wye-delta transformer， the differential protection must utilize currents measured outside the delta winding to calculate the differential current. To address the issue of reduced differential protection sensitivity during single-phase faults under this configuration， this paper proposes an optimal transformer differential protection method based on zero-sequence differential current characteristics. Firstly， the corrected currents on each side are calculated using a method that does not subtract the zero-sequence component from the delta side currents， from which the three-phase differential currents are derived. Secondly， based on the characteristics of the differential current during single-phase faults， an estimated value of the zero-sequence differential current is obtained. This is used to eliminate the influence of the zero-sequence component， yielding a corrected differential current. Subsequently， the protection operation decision is made by combining this corrected differential current with the percentage differential characteristic， and fault phase selection is achieved based on the operated phase. Finally， simulations and actual waveform tests verify the effectiveness of the proposed method. The results demonstrate that the method increases the differential current in the faulted phase during single-phase faults while eliminating the impact of the zero-sequence component on the healthy phases， thereby improving both the sensitivity of the differential protection and the accuracy of fault phase selection.

关键词

Keywords

references

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