變壓器保護配置淺析

摘要：本文詳細地介紹了110kV變壓器的保護配置需要考慮的問題和變壓器保護配置的影響因素，并針對具體變電站給出了變壓器保護配置舉例，對變壓器保護的設(shè)計具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：變壓器保護保護配置

電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電氣設(shè)備，同時也是非常貴重的元件，發(fā)生故障時將對供電可靠性及系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重后果，同時也會造成嚴重的經(jīng)濟損失[1]。因此，變壓器具有合理的保護配置對變壓器保護具有了非常重要的意義。

1變壓器主保護和后備保護的配置

1.1配置保護變壓器內(nèi)部短路的主保護。對大型變壓器，主保護為差動保護；對小型變壓器，主保護采用（限時）電流速斷；對油絕緣的變壓器，瓦斯保護也是主保護。

1.2配置后備保護，包括區(qū)內(nèi)和區(qū)外。后備保護配置比較復雜，一般按以下三個層面考慮：

①兼顧本變壓器的近后備和相鄰電力設(shè)備的遠后備。變壓器后備保護的配置要兼顧本變壓器的近后備和相鄰電力設(shè)備的遠后備。當不能兼顧時，作本身后備的底線是不能導致變壓器更大的損壞，作相鄰后備的底線是不能因拒動而引起系統(tǒng)穩(wěn)定事故；在變壓器本身主保護雙重化和相鄰設(shè)備都有快速保護時，后備保護要盡量簡化。

②一般保護很難兼顧相間短路和接地短路，需要分別考慮?？紤]接地短路的后備保護：由于接地短路不會發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，對系統(tǒng)的危害不大，且接地短路的特征量零序電流明顯，不接地系統(tǒng)無接地短路，因而普遍采用零序電流作保護，多側(cè)接地系統(tǒng)時則帶方向；考慮相間短路的后備保護：受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行方式、短路類型等影響很大，一般500kV變壓器用低阻抗保護，220kV用復合電壓閉鎖的方向過電流保護，110kV以下的降壓變壓器用復合電壓閉鎖過電流保護。

③后備保護要盡量簡單。后備保護的配置要考慮后備保護的副作用（因其選擇性差，易誤動）。原則如下：能用過流保護就不用阻抗保護，因阻抗保護怕PT斷線；能用無方向保護就不用方向保護，因方向反了會拒動/誤動；能用相電流保護不用序電流保護，因濾序器對頻率敏感；能用線電壓的保護不用相電壓，因發(fā)生接地故障時不接地系統(tǒng)相電壓會升高；能用有效值或平均值的保護就不用成分值保護，如間隙放電；能用單側(cè)量的保護不用對側(cè)量、鄰側(cè)量的保護。

1.3應(yīng)配置異常運行保護。過負荷（過電流）是最主要的異常運行保護，包括過負荷報警、啟動風冷、閉鎖調(diào)壓、聯(lián)切負荷等。不接地系統(tǒng)側(cè)可以配置零序電壓電流保護，反映接地故障，500kV變壓器配置過勵磁保護等。

1.4還應(yīng)考慮其他保護。如220kV以上還要考慮斷路器的保護（失靈和非全相運行）等。

2系統(tǒng)對保護配置的影響因素

2.1電力主接線形式對變壓器保護配置的影響電力主接線形式對主保護和后備保護都有影響。如3/2接線、接線、多角形接線會增加差動側(cè)數(shù)，實際是影響制動側(cè)數(shù)，否則巨大的穿越性電流引起的誤差會導致差動誤動；雙母線的母線電壓要切換；有母聯(lián)、分段、橋開關(guān)的母線接線形式會增加變壓器后備保護的段數(shù)等（先跳母聯(lián)，再跳本側(cè)，最后跳三側(cè)開關(guān)）。

2.2電源側(cè)數(shù)對變壓器保護配置的影響因為只有電源側(cè)才提供相間短路電流，所以單側(cè)電源的變壓器不需要方向保護，主負荷側(cè)可以不配后備保護；多側(cè)電源的變壓器電源側(cè)相間后備保護要帶方向，各側(cè)都要配后備保護。

2.3斷路器的型式對變壓器保護配置的影響斷路器的型式對操作箱的影響特別大。首先，對分相斷路器要配分相操作箱；其次，對雙跳閘線圈要兩個跳閘回路；再次，斷路器的絕緣方式、操作方式要有相應(yīng)的信號監(jiān)視（如：SF6開關(guān)的壓力監(jiān)視會閉鎖跳、合閘，液壓操作的要打壓，彈簧操作要監(jiān)視彈簧狀態(tài)）。

2.4變壓器本身的型式對保護配置也有影響主要有：自耦變要配置公共繞組保護和零序電流差動保護，單相變壓器組要配分相的非電量保護。

3 110kV變電站變壓器保護典型配置

根據(jù)以上變壓器保護配置原則，并結(jié)合一個變電站具體情況可以選擇出保護的構(gòu)成。某某終端110kV變電站110kV系統(tǒng)為內(nèi)橋接線，35kV和10kV系統(tǒng)為單母線分段接線。其配置如下：

3.1變壓器本體保護。變壓器本體保護配置本體重瓦斯保護、有載調(diào)壓重瓦斯保護作用于跳開變壓器三側(cè)開關(guān)。變壓器輕瓦斯保護作用于發(fā)信號。

3.2差動保護。變壓器配置比率差動、差動速斷保護，保護作用于跳開高壓側(cè)分段開關(guān)和變壓器三側(cè)開關(guān)。

3.3過電流保護。110kV側(cè)裝設(shè)復壓閉鎖過流保護（不帶方向），作用于2.6S跳開變壓器三側(cè)開關(guān)，35kV側(cè)裝設(shè)復壓閉鎖過流保護（不帶方向），1.6S跳分段，1.9S跳本側(cè)，2.2S跳三側(cè)開關(guān)。10kV側(cè)裝設(shè)復壓閉鎖過流保護（不帶方向），1.4S跳分段，1.8S跳本側(cè)，2.2S跳三側(cè)開關(guān)。

3.4零序保護。35kV、10kV側(cè)裝設(shè)零序過電壓保護，作用于發(fā)信號。

3.5過負荷保護。在110kV裝設(shè)過負荷保護，作用于發(fā)信號。

3.6裝設(shè)根據(jù)溫度啟動風冷裝置的自動裝置；裝設(shè)過負荷閉鎖調(diào)壓。

參考文獻：

[1]繼電保護.供用電工人職業(yè)技能培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]國家電力調(diào)度通信中心.國家電網(wǎng)公司繼電保護培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]李斌.淺析110kV變壓器保護的配置[J].中小企業(yè)管理與科技，2012（8）.