淺談變壓器保護的若干問題

【摘 要】變壓器在電力系統是一項十分重要的供電設備，如果變壓器發生故障會在一定程度上影響到供電的可靠性，以及影響到系統的正常運行過程。本文針對變壓器在運行過程中的相關的保護問題進行了簡要的分析和闡述。

【關鍵詞】變壓器；后備保護；主變保護；電流互感器；斷路器

1.相間故障的后備保護過程中存在的相關問題以及有效的解決途徑

近些年來，變壓器由于中、低壓側出現母線故障時，而斷路器沒有能夠及時發生斷弧或拒動等動作，同時高壓側保護針對這種情況沒有足夠的靈敏度，這樣極易造成變壓器損壞的事故。例如，某220kV變電站由于主變10kV母線側刀閘短路，10kV開關沒有能夠及時斷弧，進而造成主變燒毀等現象。事故發生的原因是主變220kV側的相間后備保護—復合電壓閉鎖過流保護在選擇復合電壓時候沒有選用10kV側，同時220kV、110kV側的電壓閉鎖元件不能對10kV側短路產生足夠的靈敏度，進而致使高、中壓側后備保護不能發生相應的動作，10kV側短路的故障沒有得到及時的排除，從而擴大了事故的范圍。因此，在加強變壓器的主保護的同時外，同時還應該對相間后備保護所存在的相關問題進行詳細的分析，及時采取相關的措施進行改善。

1.1電壓閉鎖元件的靈敏度不夠

當過電流保護不能達到相關的靈敏度要求時，通常會選擇使用復合電壓閉鎖過的電流保護方式，當低壓側母線或者出口出現三相故障時，高、中壓側會有種較高的電壓，不能夠及時啟動低電壓元件。為此進行解決高、中壓側電壓元件相關靈敏度的途徑是采用三側電壓閉鎖并聯的相關方式，低壓側可以采用本側的電壓。這種方式需要注意在電流相關靈敏度提高之后，在低壓側相關的故障切除時候，可能由于啟動電流過大產生相應的誤差。

1.2電流元件沒有足夠的靈敏度

（1）一些110kV雙繞組主變的低壓側沒有裝設相應的過流保護，要通過高壓側相應的過流保護作為低壓側的母線以及線路發生故障的后備保護，電源側線路的保護對于主變低壓側故障沒有足夠的靈敏度。在這種情況下，當出現高壓側后備保護拒動或者斷路器拒動等現象時，低壓側的故障就失去了相應的第二重保護。因此，110kV雙繞組主變的低壓側應該裝設相應的過流保護。為了防止低壓側斷路器拒動，相應的過流保護應該做成兩個時間段，在第一時限跳低壓側，在第二時限跳各側，進而充分彌補高壓側出現的后備保護電流靈敏度失靈的相關問題。

（2）對于220kV大容量主變，在低壓側加裝了相關的限流電抗器，能夠使低壓母線的短路電流在一定程度上下降，因此可能造成相關的高壓側過流保護的電流元件不能夠對低壓母線的短路故障及時進行反應。如果兩臺變壓器在中壓側進行并聯運行，靈敏度就會更加差。因此，相應的運行方式要合理進行安排，保護的合理配置能夠充分保障整個電力系統的安全穩定運行，同時還能夠防止出現大面積停電等現象。

合理進行變電站主變運行方式的安排。目前，110kV配電網主要以遠后備設計，而110kV及以下電網盡可能采用輻射狀網絡的方式進行運行，對電網運行接線進行簡化，避免出現電磁環網所帶來的相關的系統事故，而且這樣的電網結構較為簡單、清晰，繼電保護的相關配置與整定也較為簡單。因此，對2臺主變的中、低壓側分開進行運行是有條件的，可以充分減小低壓側的短路容量。在中、低壓側進行分列運行后，能夠充分提高高壓側過流保護的電流元件對于低壓母線短路故障的相關靈敏度。

加強變壓器低壓側的相關的后備保護工作。因低壓母線一般不會設置相關的母差保護，因此母線故障要靠變壓器的后備保護來進行切除。對于低壓母線上電容器、線路等設備出現的故障，主變低壓側開關應該是切除故障的后備開關，低壓側保護則就為這些設備的相應的后備保護。由于高、中壓側后備保護沒有對低壓側故障有著足夠的靈敏度，因此要著重加強主變低壓側后備保護：在原有配置的基礎上增設一套相關的后備保護進行低壓母線保護。當在變壓器的低壓側設置有兩套較為獨立和完全的過流保護作為低壓側母線的主保護和后備保護時候，這兩套過流保護要連接在不同的電流互感器，經過不同的直流熔斷器進行供電，分別作用于低壓側斷路器和變壓器各側的斷路器。

2.主變保護的直流配置

當在10kV斷路器柜內時發生母線故障時，弧光有可能竄入相應的直流系統進而造成整個直流操作電源的消失，同時會造成變壓器的損壞。為保證2套雙重化保護具有獨立性，防止出現防弧光竄入直流系統引發的全站直流停電的現象，在變電站要設置兩段直流母線和兩套保護分別由一段母線進行供電。

3.主變差動保護用電流互感器的位置

在設備正常運行過程中，在差動保護用高、中壓側電流互感器通常會采用斷路器側的電流互感器，而不采用相應的變壓器套管電流互感器。這樣的話，能夠通過差動保護快速切除解決套管至斷路器間的相關故障，進而減小了相應的保護死區。

當旁路斷路器帶主變斷路器進行運行時候，通常的做法是將差動保護用電流互感器切換到相應的套管電流互感器，這樣能夠減少差動的保護的相應范圍，當套管至旁路斷路器間發生相應的短路故障時候，差動保護不會發生相應的動作。旁路斷路器電流互感器與主變套管電流互感器間在進行電氣一次布置過程中還會間隔一段較長的距離，因此不能排除在這段距離內發生相應的故障，因此旁代時應該將差動保護用電流互感器進行切換到相應的旁路電流互感器。

4.旁路斷路器帶主變運行時候斷路器失靈保護啟動相應的回路接線

按近后備的保護的相關配置原則，在220kV及以上電壓等級中，都配置相應的失靈保護。由于斷路器失靈保護會涉及較多的一次設備多，同時范圍較廣，一旦跳閘將會切除同一母線上的所有的元件，如果拒動，將會造成更大的危害。因此，要特別進行強調失靈保護的相關安全性，在斷路器失靈保護的啟動回路和出口回路位置應該減少那些由于運行方式的改變所進行的操作切換。

相關的技術規程規定，不能在主變非電量保護啟動斷路器失靈保護。現在，有些電站的主變保護跳旁路斷路器的相應的跳閘出口是將電氣量保護、非電氣量保護接點并聯在一起進而啟動在操作箱設置的永跳繼電器TJR，此外電氣量保護另外的接點來啟動相關的失靈保護。在旁路斷路器失靈保護的相關啟動回路中，TJR接點啟動斷路器失靈保護回路，在旁代線路斷路器時進行使用，與主變電氣量保護接點通過壓板進行相關的切換工作，進而保證非電量保護不啟動相關的斷路器失靈保護。實際操作過程中，不通過壓板進行切換動作同樣也可以達到相關的目的，而且有著更為簡單的接線。上述的這種接線一方面節省了非電氣量的接點，而且接線較為簡單，同時旁路斷路器帶線路和主變運行時也不能進行相應的壓板切換，進而消除了相應誤操作的可能性。

5.結語

對于新建、擴建、改造的變壓器，應該選用選用相應的新型的微機進行保護，進而充分滿足所有運行設備具有兩套相互獨立的交、直流輸入和輸出回路，同時還能夠分別控制不同斷路器的繼電保護裝置，從而能夠充相應電網的安全穩定運行。

【參考文獻】

[1]程志華，章劍光.狀態檢修技術及其輔助分析系統的應用[J].電網技術，2003，27（7）：16-18.

[2]許婧，王晶，高峰等.電力設備狀態檢修技術研究綜述[J].電網技術，2000，24（8）：48-52.

[3]劉永梅，盛萬興.基于網絡拓撲和遺傳算法的配電設備檢修計劃優化模型[J].電網技術，2007，31（21）：11-15.