微机变压器保护双重化配置典型设计探讨-变压器产业网

　　根据国家电力公司钫止电力生产重大事故的十项重点要求中对于220让主变压器的微机保护必须采用双重化的精神，安徽省就如何在安全可靠的基础上使保护配置和整定运行有个较为统合理实用的方案，组织召开了由生产设计运行各部门参加的研讨会，结合反措的实施设计规范化以及现场运行安全性等方面进行了充分的讨论，制定出适合安徽省220kV系统降压变压器的微机变压器保护双重配置典型设计以下简称典设，现简要介绍其基本原则。

　　1保护组屏方式组屏方式的基本原则是相互独立安全可靠，并兼顾投停检修的灵活便利。主要考虑在套保护异常停役的情况下，另套保护仍能担当起保护变压器的重任；其次考虑2块屏之间的联线尽量少，以减少因次回路接线复杂造成的保护误动。从全国近两年主变压器保护动作统计分析看，次回路的复杂性是造成主变保护不正确动作的主要原因之收稿日期2003.因此，典设采用主后，即套主保护和组后备保护完全相同的2块屏设计。其中1块屏上除设有主后备保护外，还设有非电量失灵与非全相保护及llOkV侧操作箱电压切换箱及35kV域6侧操作箱。另块屏上除设有主后备保护外，还设有220侧操作箱电压切换箱。

　　2主保护配置典设选用次谐波制动的差动保护及波形对称原理的变压器差动保护作主保护，其原因是利用各自的优势，进行互补。现在较成熟的变压器差动保护都是利用次谐波制动原理躲励磁涌流的方式，但使用次谐波制动原理，众所周知，当变压器有涌流时发生单相或两相内部故障，差动保护因涌流制动而不动作。大型变压器时间常数都很长，般涌流过程超过58，在发生上述故障时，主保护等到涌流消失才能出口，延误动作时间。而波形对称原理的变压器差动保护是利用种波形对称算法，将变压器在空载合闸时产生的励磁涌流和故障电流区分开，具体的方法是首先将流入继电器的差流进行微分，将微分后差流的前半波和后半波作对称比较。当变压电力自动化设备受健全相的影响，都有明显的特征，能快速出口，即都能做到可靠动作。另外，在华东华北地区进行的动模试验结果也说明了这个问，在变压器空载合闸合于5的匝间故障的试验时，次谐波制动原理的差动保护，出口时间般都在而波形对称原理的变压器差动保护出口时间在25ms左右。零差保对变压器故障，尤其是自耦变压器的内部故障有很高的灵敏度，且不受励磁涌流的影响，但在现场，因其极性试验非常困难，以往零差保护误动情况很多，因此，对于零差保护的应用原则是如果装置中有自动检验零差保护极性功能的可以使用，如不具备上述功能的，建议不使用。

　　3后备保护的配置考虑有不同原理躲涌流的双重化的主保护做后盾，后备保护的配置考虑尽量简化，以减少误动的几率。但也应考虑在变压器中低压侧特别是低压侧母线故障，而保护或断路器拒动时，因高压侧后备保护灵敏度不够，无法切除故障的情况。为此应确保主变压器后备保护的配置，从主变压器高压侧独立电流互感器人到中低压母线的各个电气部位，都有能满足各种运行方式和检修方式下电网稳定要求的后备快速切除手段，并具备相邻电气设备的远后备功能。

　　220kV侧保护配置3.1.1复压闭锁过流和零序过流保护复压闭锁过流和零序过流保护为1段时限，保护动作跳开侧断路器，这样确保了主电源侧有套对侧都有足够灵敏度的保护段。为防止在低压侧发生故障高压母线电压低不下来的问，低电压闭锁功能的实现采用侧电压并列的方式，各侧电压可以随运行方式的变化通过压板而灵活投退各侧电压。该保护的主要作用是在中低压侧保护拒动时起后备作用。

　　差动保护误动的情况占全部差动保护不正确动作以往运行的变压器都只有套保护，旁路代路时只能切换套到旁路，以运行经验比较成熟的线路保护为例，也是采用在本线运行时双套配置，旁路开关也只有套保护的方式，根据以往运行经验，也没有由于套配置而造成旁路代路时保护拒动314中性点零序卷变中性点零序1段时限，保护动作延时跳开侧断路器。为简化接线，缩短变压器承受故障的时间，般不考虑1段时限跳母联，订段时限跳侧开关的方式。

　　315中性点间隙零序过流及零序过压保护卷变中性点间隙零序过流及零序过压保护1段时限，保护动作延时跳开侧断路器。

　　0侧保护配置中压侧保护配置同高压侧，只是方向元件均指向中压侧母线适合中压侧无电源或小电源情况。若中压侧有电源，方向元件可用控制字改变。

　　35kV侧保护配置配置两套相同的低压闭锁过流保护，每套设两个时限。第套第时限保护动作跳开本侧断路器，第时限保护动作跳开变压器侧断路器，定值整定与出线1段配合，实际作为低压侧母线保护。第套第时限保护动作跳开本侧断路器，第时限保护动作跳开变压器侧断路器，作为低压侧出线保护的总后备。这样配置既满足了系统稳定的要求，又可避免故障侧保护和断路器拒动，对主设备造成损坏。这也是事故教训的总结。

　　4保护投退方式常规保护的保护投退般均由压板实现。压板断开后，造成电路联系上明显的断开点。而微机保护优于常规保护，微机保护除由压板投退外，还可以3.1.2复压闭锁方向过流和零序方向过流保护复压闭锁方向过流和零序方向过流保护都为1段两时限，第时限跳本侧断路器，第时限跳侧断路器，方向指向变压器，保护范围是开关独立工人至变压器引线及变压器高压绕组部分，其第时限的整定可只与中压侧复压闭锁方向过流和零序方向过流保护1段配合，因此，时间可以整定得较短。

　　3.1.3旁路代路旁路代路时，只切换套主后备保护到旁路。

　　主要考虑以下几个原因3.旁路代路几率不大，时间不长切换压板过多运行不安全，据安徽省多年来用功能控制字的方法投退保护，但它必须由继电保护专业人员进行。变压器保护要跳侧开关，且各侧都有数套保护，每套保护又分数段。如每个时限段均经压板投退，则压板数量非常多，给运行带来极大不便，很容易误操作。根据历年来变压器保护动作情况分析，运行人员误操作占了变压器保护误动总次数的近13.因此典设在压板设置上以简化安全为原则，具体做法如下也将后备保护的零序过流与零序方向过流合并为块压板，过流保护与方向过流合并为块；1.旁路代路时只切换套主后备保护到旁路，又可减少几块压板；5失灵保护的考虑考虑失灵保护误动情况较多，如主变压器中低压侧保护都启动失灵，必定使接线复杂，增加了失灵保护误动的几率，因此典设只要求220kV侧电气量快速返回的保护可以启动失灵保护，非电量保护不启动失灵保护。失灵保护采用保护动作+电流判别+开关跳闸位置与合闸位置串联启动的方式，保证开关确有失灵情况发生。保护启动后首先发解除电压闭锁信号，然后经延时跳闸的逻辑保证在变压器低压侧故障时，220侧母线电压低不下来的问。

　　失灵保护电流判别元件使用高压侧相电流或零序或负序电流，电流取自高压侧独立1入。旁路代路运行时，为简化接线，失灵保护不考虑切换，届时只将变压器保护动作接点切换至旁路，使用旁路开关的失灵电流启动回路。

　　6非电量保护的改进在微机变压器保护中，非电量保护的实现是将非电量保护的接点引到变压器保护屏上，并通过变压器保护屏上的重动继电器，启动出口继电器。非电量保护的动作行为通过重动继电器记录在微机装置中，以便分析保护的动作行为。因为非电量保护大都安装在户外，阴雨天气，电缆受潮绝缘降低，易造成保护误动。安徽省曾多次发生变压器冷却器全停保护误动的问。典设将变压器冷却器全停保护缆受潮绝缘降低造成变压器冷却器全停保护启动，但因时间继电器在户内不会误动，可以有效防止因电缆受潮绝缘降低造成的保护误动。

　　7交直流电源分配7.1交流配置札2套差动主保护分别接于各侧开关的2组独立丁人上，其目的是使主保护的范围大。

　　各侧后备保护电流与差动主保护相同，分别取自变压器各侧开关独立了人，保护的复压闭锁经压板引入侧电压。

　　中性点零序过流保护电流取自变压器中性点丁。

　　山中性点间隙零序过流及零序过压保护的电流取自高压侧中性点放电间隙了人，电压取高压侧母线电压互感器怎开口角电压。

　　7.2直流配置每面屏中的主保护与各侧后备保护装置各配1组熔断器；非全相及失灵电流启动配置1组熔断器；非电量保护1组熔断器；2201操作回路设2组熔断器；UOkV侧开关和低压侧开关操作回路各设l组熔断器。

　　8结束语从微机变压器保护的实际发展情况看，微机变压器保护选择主后主后体的配置，即保护功能由独立的不同的0口插件实现，出口跳闸回路分开，这种结构和原则突出体现了微机保护构成的特点及优越性，即多，口并行处理，整体结构紧凑，数据共享，装置对外连线简单，组屏相对简单，回路清晰投退方便独立性强，因此它是今后主变压器微机保护发展的方向。

　　5王维俭。侯炳蕴。大型机组继电保护理论基础时。第2版。北京中国电力出版社，1997.

　　泛毛锦庆，赵自，马杰，等。电力调度技术标准汇编。北京中国电力出版社，1999.

　　责任编辑李玲曹凯丽1959，女，湖南长沙人，工程师，从事继电保护运行管理工作仙310300131.00，0；薛慧君1957，男，上海人，工程师，从事电力基建管理工作。