随着电力系统的规模不断扩大,保障变压器稳定运行对电力系统的安全将更为重要。变压器在绕组设计时一般采用纠结式绕制,极易在线圈匝间发生短路故障;由于线路绝缘问题在变压器出口接线处易发生接地故障;当变压器进行空载合闸操作,内部空间分布的电磁场间的相互耦合使得相关故障状态较为复杂,保护难以准确判别。因此需要对变压器保护的相关算法进行必要的改进。本文以纵向阻抗保护原理为基础,考虑传统变压器保护中电流差动易受不平衡电流干扰,提出了基于故障相分量纵向阻抗的变压器保护算法和基于故障序分量纵向阻抗的变压器保护算法,并搭建三相变压器仿真模型,进行保护算法验证。保护算法的核心是利用变压器两侧电压之差、两侧电流之和进行计算从而得到纵向阻抗,并与变压器等效串联阻抗进行比较。变压器在区外故障、空载合闸时纵向阻抗大于变压器等效串联阻抗;变压器在区内故障时纵向阻抗小于变压器等效串联阻抗。保护算法在变压器故障状态下依据稳定的电气三角关系可以抵御不平衡电流的干扰;当电流互感器出现深度饱和,保护算法仍具有理想的灵敏度;当变压器进行空载合闸时,保护依据背侧系统阻抗与变压器等效串联阻抗的数值转换关系来抵御励磁涌流对保护算法的影响,以上结论均经过理论分析与仿真验证,证实了分析结果的有效性。通过PSCAD/EMTDC软件搭建三相变压器仿真模型并在MATLAB软件中进行相关算法验证。仿真结果表明:基于故障分量纵向阻抗的保护算法能够准确识别区外、区内故障,不受电流互感器饱和与励磁涌流的影响。其中基于相分量的保护算法在内部匝间故障具有较高的灵敏度,可用来识别匝间短路;基于序分量的保护算法对各类故障的判别准确,灵敏度较稳定,可作为变压器的主保护算法。以上保护算法的原理简单、整定方便、不受采样频率的影响,具有一定的工程应用价值。图36幅,表9个,参考文献70篇。