變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)原因分析及對(duì)策探討

李　濤（洛陽(yáng)三隆安裝檢修有限公司,河南　洛陽(yáng)　471012）

變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)原因分析及對(duì)策探討

李濤
（洛陽(yáng)三隆安裝檢修有限公司,河南洛陽(yáng)471012）

由一變電站主變壓器和側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)拒動(dòng)的事故，突然當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)針對(duì)側(cè)主變壓器在相鄰的線路遠(yuǎn)端，并且保護(hù)裝置或者切斷電路裝置，如果當(dāng)其中一個(gè)發(fā)生拒動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而使后備保護(hù)實(shí)效，擴(kuò)大了受損面積，造成嚴(yán)重后果這一問(wèn)題，提出了一種能夠快速診斷出故障位置并及時(shí)面對(duì)問(wèn)題作出相應(yīng)對(duì)策的方法。

變壓器；保護(hù)拒動(dòng)；保護(hù)失效；診斷故障

1　變壓器的后備保護(hù)以及其拒動(dòng)原因分析

1.1 解析變壓器的后備保護(hù)

以拒動(dòng)事故中三繞組變壓器的保護(hù)為例，當(dāng)線路中故障點(diǎn)出現(xiàn)后，要實(shí)現(xiàn)當(dāng)其一側(cè)斷路器跳開后，其他兩側(cè)仍能正常工作，應(yīng)該有選擇的跳開離事故點(diǎn)近的一側(cè)的斷路器,這樣才能保證另兩側(cè)電路繼續(xù)正常無(wú)誤運(yùn)行。當(dāng)變壓器內(nèi)出現(xiàn)故障點(diǎn)時(shí)，安裝在變壓器兩側(cè)或三側(cè)的保護(hù)裝置會(huì)迅速斷開三側(cè)斷路器，讓變壓器停止工作，從而使變壓器的后備保護(hù)得以實(shí)現(xiàn)。

1.2解析后備保護(hù)矩動(dòng)

某110KV變電站的電氣部分主接線圖如圖1所示。從接線圖看出電路中1號(hào)主變后備保護(hù)采用的是復(fù)壓過(guò)流保護(hù)，當(dāng)電路中主變中壓側(cè)的后備保護(hù)因鋼廠線303斷路器的矩動(dòng)而相應(yīng)矩動(dòng)，高壓側(cè)后備保護(hù)跳閘。從事故分析發(fā)現(xiàn)，變壓器中壓側(cè)出線末端存在故障點(diǎn)，由于低電壓部分的線電壓低于母線殘壓，且三相短路，致使中壓側(cè)的電壓部分異常，從而不能實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。故障之所以能被切除，是因?yàn)殡妷翰糠殖霈F(xiàn)錯(cuò)誤，使高壓側(cè)后備保護(hù)成為了不帶電壓閉鎖的純過(guò)電流保護(hù)。

2　　理論分析保護(hù)矩動(dòng)并實(shí)例計(jì)算

根據(jù)上述分析可知，事故發(fā)生時(shí)，低電壓部分的線電壓低于母線殘壓，低電壓元器件不工作，電壓保護(hù)閉鎖，后備保護(hù)不能實(shí)現(xiàn)，這是造成主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)拒動(dòng)的本質(zhì)原因。下文從理論上詳解了此事故發(fā)生的原因，就變壓器的相鄰電路出現(xiàn)兩相和三相短路時(shí)，過(guò)電流原件、低壓元件和負(fù)序電壓原件的保護(hù)范圍進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算。

以圖2為簡(jiǎn)化系統(tǒng)接線，在圖3中，ZL是線路的等值正序阻抗，ZS是主變阻抗和系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)的等值正序阻抗，低壓元件的整定值是Uset=aUN。過(guò)渡電阻忽略不計(jì)，以下分別計(jì)算分析圖2中不同元件的保護(hù)范圍。E*=1是系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值。

2.1 低電壓部分保護(hù)范圍的計(jì)算

Ub是主變中壓側(cè)的母線殘壓，則Ub =（Z L *E*/Z L *+Z S *）U N 。K sen 為低電壓部分后備保護(hù)靈敏度系數(shù)，Z L * 為線路阻抗標(biāo)幺值，則 Z L *=aZ s */(K sen -a)。線路單位長(zhǎng)度的阻抗標(biāo)幺值是Z UL * ，低電壓部分的保護(hù)范圍是L1，則 L 1 =Z L */Z UL *=aZ s */[(K sen -a)Z UL *]。如果實(shí)際線路長(zhǎng)度大于L1，不僅會(huì)影響到低電壓部分的靈敏性，而且會(huì)使后備保護(hù)發(fā)生矩動(dòng)。

2.2 負(fù)序電壓部分保護(hù)范圍的計(jì)算

Z L * 是線路阻抗標(biāo)幺值，則 Z L *=[(1-2βK sen )Z S *]/2βK sen 。L N 是負(fù)序電壓部分的保護(hù)范圍，則 L N =（Z L */Z UL *）=[(1-2βK sen )Z S *]/2βK sen Z UL*。.如果實(shí)際線路長(zhǎng)度大于LN，不僅會(huì)影響到負(fù)序電壓部分的靈敏性，而且會(huì)使后備保護(hù)發(fā)生矩動(dòng)。

2.3 過(guò)電流部分保護(hù)范圍的計(jì)算

Z L * 是線路阻抗標(biāo)幺值，則 Z L *=K K /λK sen -Z s *。過(guò)電流部分的保護(hù)范圍為L(zhǎng)O，則

如果實(shí)際線路長(zhǎng)度大于LO，不僅會(huì)影響到過(guò)電流部分的靈敏性，而且會(huì)使后備保護(hù)發(fā)生矩動(dòng)。

3　　具體的應(yīng)對(duì)措施

3.1復(fù)合電壓閉鎖運(yùn)用在變壓器過(guò)流保護(hù)中的必要性

變壓器在運(yùn)行時(shí)要具備一定的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行能力是變壓器正常運(yùn)行的基本要求。變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的負(fù)載能力不同，如果變壓器過(guò)電流的保護(hù)值由于變壓器的負(fù)載能力不同而被確定為不同固定值的話，將大大降低變壓器的靈敏度，過(guò)電流保護(hù)現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生。復(fù)合電壓閉鎖適用于變壓器過(guò)流保護(hù)。由此降低了過(guò)電流元件的整定值，不僅使變壓器超額定負(fù)荷電流運(yùn)行時(shí)不會(huì)誤動(dòng)，而且大大增強(qiáng)了靈敏度。

3.2低電壓元件矩動(dòng)時(shí)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)的應(yīng)對(duì)措施

變壓器過(guò)流保護(hù)采用復(fù)合電壓閉鎖后，雖然提高了過(guò)流元件的靈敏度，但不能保證復(fù)合電壓元件的靈敏度，這也會(huì)影響到變壓器后備保護(hù)整體的靈敏度。在某些情況下，不帶電壓閉鎖的純過(guò)流保護(hù)，在復(fù)壓過(guò)流保護(hù)的低電壓元件矩動(dòng)時(shí)，依然可以正確動(dòng)作。所以，最好的措施是，將現(xiàn)有的復(fù)壓電流段保留，同時(shí)增加一段純過(guò)流保護(hù)。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T14285-2006繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程[S]．北京：中國(guó)電力出版社，2006.