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　　電力自動(dòng)化設(shè)備微機(jī)變壓器保護(hù)雙重化配置典型設(shè)計(jì)探討曹凱麗薛慧君2安徽省電力調(diào)度通信中心，安徽合肥230061；安徽省送變電工程公司，安徽合肥230063原則，并對(duì)變壓器失靈保護(hù)非電量保護(hù)反措以及變壓器保護(hù)壓板的簡(jiǎn)化方面做了進(jìn)步探討。

　　根據(jù)國(guó)家電力公司鈁止電力生產(chǎn)重大事故的十項(xiàng)重點(diǎn)要求中對(duì)于220讓主變壓器的微機(jī)保護(hù)必須采用雙重化的精神，安徽省就如何在安全可靠的基礎(chǔ)上使保護(hù)配置和整定運(yùn)行有個(gè)較為統(tǒng)合理實(shí)用的方案，組織召開(kāi)了由生產(chǎn)設(shè)計(jì)運(yùn)行各部門參加的研討會(huì)，結(jié)合反措的實(shí)施設(shè)計(jì)規(guī)范化以及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行安全性等方面進(jìn)行了充分的討論，制定出適合安徽省220kV系統(tǒng)降壓變壓器的微機(jī)變壓器保護(hù)雙重配置典型設(shè)計(jì)以下簡(jiǎn)稱典設(shè)，現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹其基本原則。

　　1保護(hù)組屏方式組屏方式的基本原則是相互獨(dú)立安全可靠，并兼顧投停檢修的靈活便利。主要考慮在套保護(hù)異常停役的情況下，另套保護(hù)仍能擔(dān)當(dāng)起保護(hù)變壓器的重任；其次考慮2塊屏之間的聯(lián)線盡量少，以減少因次回路接線復(fù)雜造成的保護(hù)誤動(dòng)。從全國(guó)近兩年主變壓器保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)分析看，次回路的復(fù)雜性是造成主變保護(hù)不正確動(dòng)作的主要原因之收稿日期2003.因此，典設(shè)采用主后，即套主保護(hù)和組后備保護(hù)完全相同的2塊屏設(shè)計(jì)。其中1塊屏上除設(shè)有主后備保護(hù)外，還設(shè)有非電量失靈與非全相保護(hù)及l(fā)lOkV側(cè)操作箱電壓切換箱及35kV域6側(cè)操作箱。另塊屏上除設(shè)有主后備保護(hù)外，還設(shè)有220側(cè)操作箱電壓切換箱。

　　2主保護(hù)配置典設(shè)選用次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)及波形對(duì)稱原理的變壓器差動(dòng)保護(hù)作主保護(hù)，其原因是利用各自的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行互補(bǔ)。現(xiàn)在較成熟的變壓器差動(dòng)保護(hù)都是利用次諧波制動(dòng)原理躲勵(lì)磁涌流的方式，但使用次諧波制動(dòng)原理，眾所周知，當(dāng)變壓器有涌流時(shí)發(fā)生單相或兩相內(nèi)部故障，差動(dòng)保護(hù)因涌流制動(dòng)而不動(dòng)作。大型變壓器時(shí)間常數(shù)都很長(zhǎng)，般涌流過(guò)程超過(guò)58，在發(fā)生上述故障時(shí)，主保護(hù)等到涌流消失才能出口，延誤動(dòng)作時(shí)間。而波形對(duì)稱原理的變壓器差動(dòng)保護(hù)是利用種波形對(duì)稱算法，將變壓器在空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流和故障電流區(qū)分開(kāi)，具體的方法是首先將流入繼電器的差流進(jìn)行微分，將微分后差流的前半波和后半波作對(duì)稱比較。當(dāng)變壓電力自動(dòng)化設(shè)備受健全相的影響，都有明顯的特征，能快速出口，即都能做到可靠動(dòng)作。另外，在華東華北地區(qū)進(jìn)行的動(dòng)模試驗(yàn)結(jié)果也說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)，在變壓器空載合閘合于5的匝間故障的試驗(yàn)時(shí)，次諧波制動(dòng)原理的差動(dòng)保護(hù)，出口時(shí)間般都在而波形對(duì)稱原理的變壓器差動(dòng)保護(hù)出口時(shí)間在25ms左右。零差保對(duì)變壓器故障，尤其是自耦變壓器的內(nèi)部故障有很高的靈敏度，且不受勵(lì)磁涌流的影響，但在現(xiàn)場(chǎng)，因其極性試驗(yàn)非常困難，以往零差保護(hù)誤動(dòng)情況很多，因此，對(duì)于零差保護(hù)的應(yīng)用原則是如果裝置中有自動(dòng)檢驗(yàn)零差保護(hù)極性功能的可以使用，如不具備上述功能的，建議不使用。

　　3后備保護(hù)的配置考慮有不同原理躲涌流的雙重化的主保護(hù)做后盾，后備保護(hù)的配置考慮盡量簡(jiǎn)化，以減少誤動(dòng)的幾率。但也應(yīng)考慮在變壓器中低壓側(cè)特別是低壓側(cè)母線故障，而保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，因高壓側(cè)后備保護(hù)靈敏度不夠，無(wú)法切除故障的情況。為此應(yīng)確保主變壓器后備保護(hù)的配置，從主變壓器高壓側(cè)獨(dú)立電流互感器人到中低壓母線的各個(gè)電氣部位，都有能滿足各種運(yùn)行方式和檢修方式下電網(wǎng)穩(wěn)定要求的后備快速切除手段，并具備相鄰電氣設(shè)備的遠(yuǎn)后備功能。

　　220kV側(cè)保護(hù)配置3.1.1復(fù)壓閉鎖過(guò)流和零序過(guò)流保護(hù)復(fù)壓閉鎖過(guò)流和零序過(guò)流保護(hù)為1段時(shí)限，保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)側(cè)斷路器，這樣確保了主電源側(cè)有套對(duì)側(cè)都有足夠靈敏度的保護(hù)段。為防止在低壓側(cè)發(fā)生故障高壓母線電壓低不下來(lái)的問(wèn)，低電壓閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)采用側(cè)電壓并列的方式，各側(cè)電壓可以隨運(yùn)行方式的變化通過(guò)壓板而靈活投退各側(cè)電壓。該保護(hù)的主要作用是在中低壓側(cè)保護(hù)拒動(dòng)時(shí)起后備作用。

　　差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的情況占全部差動(dòng)保護(hù)不正確動(dòng)作以往運(yùn)行的變壓器都只有套保護(hù)，旁路代路時(shí)只能切換套到旁路，以運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)比較成熟的線路保護(hù)為例，也是采用在本線運(yùn)行時(shí)雙套配置，旁路開(kāi)關(guān)也只有套保護(hù)的方式，根據(jù)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，也沒(méi)有由于套配置而造成旁路代路時(shí)保護(hù)拒動(dòng)314中性點(diǎn)零序卷變中性點(diǎn)零序1段時(shí)限，保護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳開(kāi)側(cè)斷路器。為簡(jiǎn)化接線，縮短變壓器承受故障的時(shí)間，般不考慮1段時(shí)限跳母聯(lián)，訂段時(shí)限跳側(cè)開(kāi)關(guān)的方式。

　　315中性點(diǎn)間隙零序過(guò)流及零序過(guò)壓保護(hù)卷變中性點(diǎn)間隙零序過(guò)流及零序過(guò)壓保護(hù)1段時(shí)限，保護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳開(kāi)側(cè)斷路器。

　　0側(cè)保護(hù)配置中壓側(cè)保護(hù)配置同高壓側(cè)，只是方向元件均指向中壓側(cè)母線適合中壓側(cè)無(wú)電源或小電源情況。若中壓側(cè)有電源，方向元件可用控制字改變。

　　35kV側(cè)保護(hù)配置配置兩套相同的低壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，每套設(shè)兩個(gè)時(shí)限。第套第時(shí)限保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)本側(cè)斷路器，第時(shí)限保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)變壓器側(cè)斷路器，定值整定與出線1段配合，實(shí)際作為低壓側(cè)母線保護(hù)。第套第時(shí)限保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)本側(cè)斷路器，第時(shí)限保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)變壓器側(cè)斷路器，作為低壓側(cè)出線保護(hù)的總后備。這樣配置既滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，又可避免故障側(cè)保護(hù)和斷路器拒動(dòng)，對(duì)主設(shè)備造成損壞。這也是事故教訓(xùn)的總結(jié)。

　　4保護(hù)投退方式常規(guī)保護(hù)的保護(hù)投退般均由壓板實(shí)現(xiàn)。壓板斷開(kāi)后，造成電路聯(lián)系上明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。而微機(jī)保護(hù)優(yōu)于常規(guī)保護(hù)，微機(jī)保護(hù)除由壓板投退外，還可以3.1.2復(fù)壓閉鎖方向過(guò)流和零序方向過(guò)流保護(hù)復(fù)壓閉鎖方向過(guò)流和零序方向過(guò)流保護(hù)都為1段兩時(shí)限，第時(shí)限跳本側(cè)斷路器，第時(shí)限跳側(cè)斷路器，方向指向變壓器，保護(hù)范圍是開(kāi)關(guān)獨(dú)立工人至變壓器引線及變壓器高壓繞組部分，其第時(shí)限的整定可只與中壓側(cè)復(fù)壓閉鎖方向過(guò)流和零序方向過(guò)流保護(hù)1段配合，因此，時(shí)間可以整定得較短。

　　3.1.3旁路代路旁路代路時(shí)，只切換套主后備保護(hù)到旁路。

　　主要考慮以下幾個(gè)原因3.旁路代路幾率不大，時(shí)間不長(zhǎng)切換壓板過(guò)多運(yùn)行不安全，據(jù)安徽省多年來(lái)用功能控制字的方法投退保護(hù)，但它必須由繼電保護(hù)專業(yè)人員進(jìn)行。變壓器保護(hù)要跳側(cè)開(kāi)關(guān)，且各側(cè)都有數(shù)套保護(hù)，每套保護(hù)又分?jǐn)?shù)段。如每個(gè)時(shí)限段均經(jīng)壓板投退，則壓板數(shù)量非常多，給運(yùn)行帶來(lái)極大不便，很容易誤操作。根據(jù)歷年來(lái)變壓器保護(hù)動(dòng)作情況分析，運(yùn)行人員誤操作占了變壓器保護(hù)誤動(dòng)總次數(shù)的近13.因此典設(shè)在壓板設(shè)置上以簡(jiǎn)化安全為原則，具體做法如下也將后備保護(hù)的零序過(guò)流與零序方向過(guò)流合并為塊壓板，過(guò)流保護(hù)與方向過(guò)流合并為塊；1.旁路代路時(shí)只切換套主后備保護(hù)到旁路，又可減少幾塊壓板；5失靈保護(hù)的考慮考慮失靈保護(hù)誤動(dòng)情況較多，如主變壓器中低壓側(cè)保護(hù)都啟動(dòng)失靈，必定使接線復(fù)雜，增加了失靈保護(hù)誤動(dòng)的幾率，因此典設(shè)只要求220kV側(cè)電氣量快速返回的保護(hù)可以啟動(dòng)失靈保護(hù)，非電量保護(hù)不啟動(dòng)失靈保護(hù)。失靈保護(hù)采用保護(hù)動(dòng)作+電流判別+開(kāi)關(guān)跳閘位置與合閘位置串聯(lián)啟動(dòng)的方式，保證開(kāi)關(guān)確有失靈情況發(fā)生。保護(hù)啟動(dòng)后首先發(fā)解除電壓閉鎖信號(hào)，然后經(jīng)延時(shí)跳閘的邏輯保證在變壓器低壓側(cè)故障時(shí)，220側(cè)母線電壓低不下來(lái)的問(wèn)。

　　失靈保護(hù)電流判別元件使用高壓側(cè)相電流或零序或負(fù)序電流，電流取自高壓側(cè)獨(dú)立1入。旁路代路運(yùn)行時(shí)，為簡(jiǎn)化接線，失靈保護(hù)不考慮切換，屆時(shí)只將變壓器保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)切換至旁路，使用旁路開(kāi)關(guān)的失靈電流啟動(dòng)回路。

　　6非電量保護(hù)的改進(jìn)在微機(jī)變壓器保護(hù)中，非電量保護(hù)的實(shí)現(xiàn)是將非電量保護(hù)的接點(diǎn)引到變壓器保護(hù)屏上，并通過(guò)變壓器保護(hù)屏上的重動(dòng)繼電器，啟動(dòng)出口繼電器。非電量保護(hù)的動(dòng)作行為通過(guò)重動(dòng)繼電器記錄在微機(jī)裝置中，以便分析保護(hù)的動(dòng)作行為。因?yàn)榉请娏勘Ｗo(hù)大都安裝在戶外，陰雨天氣，電纜受潮絕緣降低，易造成保護(hù)誤動(dòng)。安徽省曾多次發(fā)生變壓器冷卻器全停保護(hù)誤動(dòng)的問(wèn)。典設(shè)將變壓器冷卻器全停保護(hù)纜受潮絕緣降低造成變壓器冷卻器全停保護(hù)啟動(dòng)，但因時(shí)間繼電器在戶內(nèi)不會(huì)誤動(dòng)，可以有效防止因電纜受潮絕緣降低造成的保護(hù)誤動(dòng)。

　　7交直流電源分配7.1交流配置札2套差動(dòng)主保護(hù)分別接于各側(cè)開(kāi)關(guān)的2組獨(dú)立丁人上，其目的是使主保護(hù)的范圍大。

　　各側(cè)后備保護(hù)電流與差動(dòng)主保護(hù)相同，分別取自變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)獨(dú)立了人，保護(hù)的復(fù)壓閉鎖經(jīng)壓板引入側(cè)電壓。

　　中性點(diǎn)零序過(guò)流保護(hù)電流取自變壓器中性點(diǎn)丁。

　　山中性點(diǎn)間隙零序過(guò)流及零序過(guò)壓保護(hù)的電流取自高壓側(cè)中性點(diǎn)放電間隙了人，電壓取高壓側(cè)母線電壓互感器怎開(kāi)口角電壓。

　　7.2直流配置每面屏中的主保護(hù)與各側(cè)后備保護(hù)裝置各配1組熔斷器；非全相及失靈電流啟動(dòng)配置1組熔斷器；非電量保護(hù)1組熔斷器；2201操作回路設(shè)2組熔斷器；UOkV側(cè)開(kāi)關(guān)和低壓側(cè)開(kāi)關(guān)操作回路各設(shè)l組熔斷器。

　　8結(jié)束語(yǔ)從微機(jī)變壓器保護(hù)的實(shí)際發(fā)展情況看，微機(jī)變壓器保護(hù)選擇主后主后體的配置，即保護(hù)功能由獨(dú)立的不同的0口插件實(shí)現(xiàn)，出口跳閘回路分開(kāi)，這種結(jié)構(gòu)和原則突出體現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)構(gòu)成的特點(diǎn)及優(yōu)越性，即多，口并行處理，整體結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)據(jù)共享，裝置對(duì)外連線簡(jiǎn)單，組屏相對(duì)簡(jiǎn)單，回路清晰投退方便獨(dú)立性強(qiáng)，因此它是今后主變壓器微機(jī)保護(hù)發(fā)展的方向。

　　5王維儉。侯炳蘊(yùn)。大型機(jī)組繼電保護(hù)理論基礎(chǔ)時(shí)。第2版。北京中國(guó)電力出版社，1997.

　　泛毛錦慶，趙自，馬杰，等。電力調(diào)度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編。北京中國(guó)電力出版社，1999.

　　責(zé)任編輯李玲曹凱麗1959，女，湖南長(zhǎng)沙人，工程師，從事繼電保護(hù)運(yùn)行管理工作仙310300131.00，0；薛慧君1957，男，上海人，工程師，從事電力基建管理工作。