近些年来,作为新能源代表的光伏发电通过集中式并网光伏电站得到了大规模的推广应用,为电力系统实现“碳达峰,碳中和”的目标贡献着重要力量。由于光伏出力的波动性以及系统调度的控制,站内主变压器经常在工作和停运两个状态之间切换,极易产生和应涌流及其零序分量构成的零序涌流。主变压器和应涌流的存在使得光伏电站相关保护受到严峻的考验,亟需厘清主变压器和应涌流特性及其对保护的影响机制,进而提出可靠的应对策略以保证光伏电站的安全运行。首先,本文根据和应涌流产生时的电路模型列写出磁链的微分方程,求解得到变压器铁芯磁链偏移是涌流产生的主要原因,而且涌流是经过一段上升时间后才达到峰值随后缓慢衰减。通过搭建运行变压器负载分别为普通电源与光伏电源时的电磁仿真模型,结合涌流的影响因素对比分析得出光伏电站和应涌流的特殊性,主要表现为峰值大、上升时间延后且衰减速率较慢,在电站低于额定功率运行时的和应涌流衰减更为稳定。其次,通过仿真分析得到和应涌流发生后主变压器差动电流二次谐波的变化情况,在考虑电流互感器饱和时低于定值无法闭锁保护;当考虑到和应涌流闭锁期间发生区内短路故障时,又高于谐波定值不能区分出故障状态使得保护无法及时开放。针对差动保护二次谐波制动存在的问题,在现有谐波方案的基础上构建了差动电流的附加相位差判据,并通过仿真验证了附加判据在不同情形下的可行性,进而实现了对光伏电站主变压器差动保护工作模式的优化。最后,针对零序涌流因满足主变压器与送出线路零序电流后备保护动作延时导致的保护误动,通过对其谐波特征提取设置了基于二三次谐波联合制动的零序涌流闭锁方案;针对和应涌流发生后以及由于区外短路故障引起的送出线路距离后备保护误动,可以根据涌流与短路故障时保护安装处测量阻抗变化率的快慢来区分出涌流状态,并根据变化率快慢存在的时间级差,设置了送出线路距离后备保护的和应涌流闭锁环节,并借助仿真验证了该方案的可行性。