随着超/特高压电网的发展,大容量电力变压器的应用越来越广泛,变压器所配置保护的动作可靠性至关重要。作为变压器主保护的差动保护,其正确动作率一直受到励磁涌流和电流互感器(CT)饱和等问题的影响。本文着眼于提高变压器差动保护的动作性能,开展了以下几方面的研究工作:对各种工况下变压器差流波形与正弦波形相似程度进行分析,利用变压器故障差流和励磁涌流波形正弦性的差异,提出了两种基于波形相似度的变压器差动保护新原理。第一种是基于巴氏系数的变压器差动保护新原理,该方法利用直方图技术对差流波形分布特征进行提取,采用巴氏系数表征差流与预测正弦波波形分布直方图的匹配程度,以区分故障差流和励磁涌流。第二种是基于Hausdorff距离算法的变压器差动保护新原理,该方法结合Hausdorff距离算法在计算图形相似度方面的优势,利用Hausdorff距离值来量化归一化后的差流序列和标准正弦波序列之间的相似程度,从而对涌流和故障进行有效判别。在PSCAD/EMTDC软件平台建立精确的双电源双绕组变压器仿真模型,对包括变压器空载合闸、区内接地故障、匝间故障、CT饱和等情况下两种新原理的有效性进行了验证。进一步地,在三峡大学交-直-柔混联电网动模实验室建立了800V双电源三绕组变压器动模试验系统,分别对基于巴氏系数算法和Hausdorff距离算法的变压器差动保护动作性能进行验证。仿真和动模试验结果均表明,针对各种故障情况,所提新原理都能快速正确做出判别,保护动作;对于单向涌流、对称性涌流、区外故障CT饱和等非故障情况,所提新原理均能可靠闭锁,防止保护误动,并且,两种新原理均具备良好的抗干扰能力。