在电力系统中,大型变压器是重要而又昂贵的设备,所以变压器保护应尽可能满足不拒动、不误动以及快速动作的要求。本文在前人研究成果的基础上,针对电力系统中大型变压器不同的运行特性,从功率平衡的角度和比较变压器不同侧电流(电压)采样值变化的角度,提出变压器正序有功功率差动保护和比较采样电流(电压)突变量变化特征的保护新原理,从理论上对其进行了定性和定量的分析与论证,并给出了相应的判据。论文主要完成了如下几方面的工作:(1)详细研究了电力变压器励磁涌流的产生机理、本质特征,提出了适用于变压器非线性模型的“正序有功功率纵差保护原理”及其实现方案。运用理论分析和仿真等方法论证了采用该原理构成变压器保护能从根本上避免励磁涌流的影响,并在此基础上,对变压器“正序有功功率纵差保护”在不同运行方式下发生不同类型的故障时的动作行为给出了定量地评价,对如何将“正序有功功率纵差保护原理”应用于变压器保护中亦给出了明确的结论。(2)详细研究了变压器感受外部短路和内部故障时两侧短路电流相位的不同特征,提出了比较变压器两侧电流采样值在其绝对值正突变条件下的流向来区分外部短路和内部故障的新判据。运用理论分析和仿真等方法论证了变压器在不同运行方式下经历不同类型的外部短路时,应用该判据均能快速、可靠的做出正确判别。(3)详细研究了变压器两侧电流、电压采样值在不同运行方式下发生不同类型的内部故障时其绝对值突变量正(增大)负(减小)跃变的变化规律以及运行变压器在外部短路切除后电流、电压采样值的绝对值突变量的变化特征。在此基础上,同时在已确认变压器感受的不是外部短路的前提下,提出了鉴别变压器内部故障和外部短路切除后出现励磁涌流的新判据。通过理论分析和仿真论证了该判据均能快速、可靠地对运行中的变压器发生不同类型的内部故障做出正确判别。(4)设计了将快速主保护的故障处理软件模块嵌入到微机型变压器保护中断服务程序的软件流程,该流程采用独特的方法解决了变压器空载投入和变压器运行这两种不同情况下采用不同的故障处理判据的问题。给出了双绕组变压器正序有功功率差动保护程序流程和采样电流(电压)突变量综合比较保护程序流程,分析了该流程应用于多圈变压器可能存在的问题,并给出了相应的解决措施。本文提出的保护原理不以差流作为动作条件,具有原理简单、快速可靠等特点,可构成独立的快速主保护软件模块,并应用于微机型变压器成套保护装置中。