同时计算差流中的二次谐波与基波幅值之比K21=Id2/Id1是否大于整定值，若不小于整定值则对差动保护进行制动，K21一般不大于20%，通常取15%。二次谐波制动相量差动保护采用全周富氏算法，数据窗为一个周波，加上重复判别，因此发跳闸令时间为启动后22ms。
（5）故障分量虚拟三次谐波制动相量差动保护
故障分量的差动保护与常规相量差动保护相比，其突出特点是可提高保护灵敏度，并可较好地解决重负荷下变压器轻微匝间短路差动保护所存在的缺陷。
故障分量虚拟三次谐波闭锁相量差动保护判据为
护动作。故障分量差动保护在启动后2个周期判据退出，其发跳闸令时间为启动后12~40ms。
（6）故障分量采样值比例差动保护
故障分量采样值差动保护同样可在重负荷下提高变压器内部轻微匝间故障的灵敏度，其判据为
式中 K1为制动系数；n为支路数；id0为最小动作电流。启动后40ms判据退出，其发跳闸令时间为13~40ms。
（8）过激磁闭锁
大型变压器工作磁密接近饱和，在电压升高或频率降低时会出现过激磁，可能引起差动保护的误动作，防止过激磁引起差动保护误动，有2种方法可供选取，一是计算差流中5次谐波与基波的幅值之比K51=I5/I1是否大于整定值，如大于则闭锁差动保护，二是在(U/Un)/(f/fn)大于定值时闭锁差动保护。
2.3 多判据综合变压器差动保护协同工作原则
采用合理安排各保护整定值的配合，在充分保证各个判据可靠性的前提下，根据各判据的特点，综合判断保护是否应该出口。其主要原则如下：
（1）各保护的协同工作是在合理安排各判据定值，充分保证保护可靠性前提下。也就是说在任何情况下的区外故障保证保护不应误动。
（2）根据各判据特点，采用分时段安排各保护工作。采样值差流速断保护只在保护启动后6ms投用（对于20点采样就是6个采样点）。6ms以后差速断退出以防CT严重饱和引起差速断误动。虚拟三次谐波和故障分量虚拟三次谐波在半个周期左右的数据窗就能识别励磁涌流，因此其主要工作时段为启动后的12ms左右。故障分量采样值差动保护根据故障分量保护的特点，保护启动两个周波后退出。
（3）在同一时段共同工作的各保护，在合理安排定值配合的前提下，采用“或门”出口。
（4）各时段工作的保护，以最早动作的保护，作为发跳闸令时间（保护出口时间）。
（5）过激磁闭锁（五次谐波闭锁或U/f闭锁）、CT断线闭锁判据不闭锁差速断保护。
3 多判据综合变压器差动保护装置研制
葛洲坝大江电厂主接线采用联合扩大单元接线方式，两台300MVA变压器的高压侧经约1km的架空线接入大江500kV开关站，开关站侧为3/2断路器接线，每台变压器的低压侧接有2台发电机和1台厂用变压器（或制动电阻分支）。整个系统的保护包括 ① 变压器主保护； ② 变压器后备保护； ③ 架空线路保护； ④ 变压器组和短线组成的大差保护。原保护系统采用的是阿城继电器厂生产的集成电路型保护装置，装置从投运至今已多年，元件老化，给运行和维护带来很大困难，严重影响着供电的可靠性，为此葛洲坝能达电器公司与华中科技大学联合开发新型微机保护装置。新型保护装置的变压器主保护和变压器后备保护为两个独立机箱，并与管理机一起组合成1号屏，变压器组短线组成的大差保护与架空线路保护及其管理系统组合成2号屏，本文以下主要介绍基于多判据综合思想的变压器主保护装置研制[5]。
变压器主保护的硬件平台，采用的是北京康拓公司与华中科技大学、葛洲坝能达电器公司联合开发的APCI5000系列工业控制机。其基本配置如图3所示。
交流输入板设有16个模拟量的输入变换器，包括变压器高压侧的三相电流，变压器中性点的零序电流，变压器低压侧三相电压，低压侧2台发电机分支三相电流和厂用变压器分支（或制动电阻分支）三相电流，这16个模拟量经变换器变换后通过交流滤波板上的RC滤波电路输出至DSP（APCI5469）板，DSP板为装置的核心，完成数据采集（采样率为1kHz，每周期20点采样），装置自检，保护启动计算与判断，保护判据的实现，告警和跳闸信号的发出等功能。V40（APCI5087）板用于与486板（APCI5094）通信，实现DSP板和486板的信息交互，并与信号转接板、信号板和跳闸板配合，完成告警信号和跳闸信号的开出。486板为高性能的工控PC，作为上层机管理系统核心，变压器主保护和后备保护共用一个管理系统，相互之间采用RS485进行通信，显示部分采用液晶式触摸屏，可以对下层机进行实时监控，完成定值的整定与修改、保护的投退、故障波形的分析、故障报告的打印等功能。
正是因为有32位浮点的DSP和高性能的工控PC机构成硬件平台，才使多判据综合思想得以在大型变压器差动保护中实现。
图4中6号发电机机端所接变压器为被保护变压器，主要试验内容包括：1）高压侧外部故障；2）短线内部故障；3）变压器高压侧内部故障；4）变压器低压侧内部故障；5）变压器低压侧外部故障；6）低压负荷侧外部故障；7）高压侧长线路故障；8）变压器匝间短路；9）空投变压器（包括正常空投、串联长线空投、并联长线空投和带故障空投）；10）CT饱和试验；11）CT断线试验；12）振荡试验（包括振荡过程中故障）；13）外部故障切除；14）转移性故障（区外转区内，区内转区外）。
图5~8给出几个波形。数据均取自下层机记录的启动报告（启动前3个周期和启动后8个周期数据）和故障报告（保护出口前3个周期和出口后5个周期），波形由上层管理机通过对下层机上传上来的数据进行分析而生成。装置自身录的波形与另一套电力系统故障录波器所录波形一致。
图5为并联长线空投变压器中压匝间短路故障（短路点位于B相，短路匝比为2.3%）时差流波形。采样值比例差动保护动作，发跳闸令时间为22ms。因为变压器高压侧为Y0接线，高压侧电流为两相电流之差。故障电流中含有非故障相的励磁涌流，虚拟三次谐波、二次谐波都将闭锁差动保护，根据采样数据分析二次谐波制动差动会在73ms动作。而采样值差动判据，没有谐波制动，能在启动后22ms发跳闸令。
图6是空投变压器时产生的励磁涌流差流波形，在启动后第12点，虚拟三次谐波含量为25.93%，20点的二次谐波含量为26.27%，均能闭锁差动。采样值差动满足动作条件的点数为10个点，满足不了16取13的动作条件。所以空载合闸时，各种判据均不会动作。
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