正常运行发生对称故障时，故障初期电压可能不对称，会短时出现很小的零序和负序电压，同时正序电压降低。当变压器空投或过激磁时，端电压会发生畸变，由不对称逐渐变化到对称，另一台变压器端电压的变化情况为：故障时零序和负序电压升高，故障切除后零序和负序电压降低到最小；故障时正序电压降低，故障切除后正序电压升高到一个稳定值。

差流和制动电流的异步关系以及保护启动条件变压器的差流Id、制动电流Ir以及区内外故障时的保护动作约束条件为故障时电压和电流发生突变，可以由式（2）确定故障启动时刻，并作为保护的启动条件。T为采样周期；X代表电压和电流，φ代表A、B、C三相；K为比例系数，通常取1.1～1.3；ΔX是突变量，取半波有效值；X0是固定门槛值。采用这种浮动门槛启动方式可以有效克服负荷变化、系统振荡、频率偏移等引起的误启动。

区外发生故障时，在保护启动初始一段时间内差流很小，然后受不平衡因素的影响会有所增加，而制动电流在保护启动后即变得很大，因此制动电流和差流的增加存在时间差，呈异步关系。区内发生故障时，保护启动后差流变得很大，同时制动电流也变得很大，呈同步变化。

当区外发生故障且CT饱和时，即使短路电流达到额定电流的100倍，CT仍有2ms左右的线性传变时间，差流和制动电流不同时增大，亦呈异步变化。总之，区内外故障时，保护突变启动后，若发现差流和制动电流有异步现象，则自动投入比率差动保护。

快速比率差动保护算法介绍的端电压1闭锁方法，根据端电压序分量的大小和变化趋势闭锁比率差动，同时采用1／4周波小矢量算法或半波递归算法计算相关变化量，利用异步法辅助快速识别区内外故障，保护的动作时间可以提高到1015ms。以半周波数据窗为例计算相关电压值（也可以选用更小的数据窗），快速比率差动保护逻辑引入电压闭锁条件，结合差流和制动电流的异步关系，可得对称序电压闭锁的异步法快速比率制动。

仿真试验采用220kV原型系统的缩小模型分析保护的动作特性，具体参数，变压器短路阻抗13.5％，高压侧匝间短路1％10％可调。模拟高、中、低压侧区内外故障以及高阻抗接地故障等情况，选取具有代表性的试验数据验证新算法的可靠性。为空投变压器高压侧时励磁涌流和端电压变化情况，正序、负序、零序电压的变化规律满足闭锁条件，保护没有误动。

变压器空投于略微严重的匝间故障时，保护动作时间不超过2个周波，与设定的负序、零序低值门槛有关。短路匝比小到3％左右仍可以快速动作，但短路匝比很小的情况下，保护会延缓动作。根据对称等值网络可知，区内外相间故障、三相故障、单相或两相接地故障等情况下的正序、负序、零序电压变化非常明显，均不满足闭锁条件。