啟備變高低壓側相間保護整定配合分析

王小寧，蔣建旭

（華電濰坊發電有限公司，山東 濰坊 261204）

啟備變高低壓側相間保護整定配合分析

王小寧，蔣建旭

（華電濰坊發電有限公司，山東 濰坊 261204）

針對某廠啟備變保護高低壓側相間保護整定配合出現的問題進行了細致分析，介紹了某廠啟備變保護高低壓側相間保護的整定計算，并提出了解決方案。

相間保護；整定配合；分析；解決方案

變壓器后備保護一般在各側分別配置，構成高后備、中后備和低后備。各側后備保護的作用不同，對系統的降壓變而言，主電源側的高后備主要作為變壓器內部故障的后備保護及中、低壓側母線故障的后備保護。中、低壓側的后備保護主要作為各側引出線、各側母線及各側相鄰設備的后備保護［1］。220 kV及以上的變壓器采用雙重化構成雙主雙后的配置。因此各側后備保護的計算采用不同方法，在整定計算中應考慮后備保護的合理整定，滿足靈敏性、選擇性、可靠性等要求［2］。

1 啟備變高低壓側相間保護整定

1.1 設備基本情況

設備基本情況如表1所示。

說明：穿越阻抗X1－2是高壓繞組與總的低壓繞組間的穿越電抗；半穿越阻抗X1－2′是高壓繞組與1個低壓繞組間的穿越電抗；半穿越阻抗X1－2″是高壓繞組與另1個低壓繞組間的穿越電抗；分裂阻抗X2′－2″是分裂繞組間的分裂電抗。

表1 啟備變參數

1.2 保護定值配置情況

1.2.1 啟備變高壓側相間后備保護［3］

a.動作電流

按躲過變壓器的額定電流整定。

式中Kk——可靠系數，取1.2；

Kf——返回系數，取0.95；

Ie——電流元件裝設處的變壓器額定電流。

與低壓側分支過流II段配合。

式中Kco——配合系數；

Idz.A——低壓A分支過流保護Ⅱ段動作電流；

IeB——另一低壓分支額定電流；

ULN／UHN——低壓側與高壓側實際變比。

動作電流取以上2種情況最大者。

b.低電壓元件

按躲過母線上所連接電動機自啟動時母線最低電壓整定。

c.負序過電壓值

按躲過正常運行時出現的最大不平衡負序電壓整定。

d.靈敏度計算

靈敏系數校驗：

符合要求。

式中：為后備保護區末端兩相金屬短路時流過保護的最小短路電流。

e.動作時限

與低壓側分支過流II段保護動作時間配合整定。

f.定值單

高壓側相間后備保護定值如表2所示。

表2 高壓側相間后備保護定值

1.2.2 啟備變低壓側分支保護

1.2.2.1 過流Ⅰ段［4］

a.動作電流

與廠用高壓母線上所有負荷最大速斷保護配合整定。

式中Krel——可靠系數，取1.1～1.2；

Isd——母線負荷最大速斷保護動作值；

Iw——高壓母線的正常工作電流；

Im——所取負荷的正常工作電流。

A分支：與6 kV公用A段脫硫備用電源進線開關配合整定。

B分支：與6 kV公用B段脫硫備用電源進線開關配合整定。

與該分支過電流保護II段動作電流配合整定。

式中：Kco為配合系數，取1.2～1.3。

A分支：與A分支過電流保護Ⅱ段動作電流配合整定。

B分支：與B分支過電流保護Ⅱ段動作電流配合整定。

分支過流保護I段動作電流取以上2種情況最大者。

定值如下：

b.靈敏度計算

按最小運行方式下廠用高壓母線兩相短路計算靈敏度。

A分支：

符合要求。

B分支：

符合要求。

式中：為廠用高壓母線上最小兩相短路電流。

c.動作時限

與廠用高壓母線饋線電流速斷保護動作時間或者F－C回路熔斷器熔斷時間配合整定。

1.2.2.2 過流Ⅱ段

a.動作電流

過流Ⅱ段按躲過正常運行的負荷電流整定［5］。

式中Krel——可靠系數，取1.2；

Kre——返回系數，取0.95；

IT.N——電流元件裝設處的變壓器額定電流。

A分支：

B分支：

定值如下：

b.低電壓元件

按躲過母線上所連接電動機自啟動時母線最低電壓整定。

c.負序過電壓值

按躲過正常運行時出現的最大不平衡負序電壓整定。

d.動作時間

1.2.2.3 定值單

A分支復壓過流保護定值如表3所示，B分支復壓過流保護定值如表4所示。

表3 A分支復壓過流保護定值

表4 B分支復壓過流保護定值

2 啟備變高低壓側相間保護整定配合存在的問題

a.啟備變高壓側配置過流Ⅱ段保護，定值按躲過額定電流和與低壓側分支過流Ⅱ段配合的原則整定，Ⅰ段時限1.5 s跳A、B分支，Ⅱ段時限1.8 s跳高壓側開關，均經復壓閉鎖。低壓側配過流Ⅰ段和過流Ⅱ段保護，過流Ⅰ段按與出線速斷、分支過流Ⅱ段電流配合整定，延時0.5 s，過流Ⅱ段按躲過變壓器額定電流整定，過流Ⅱ段經復壓閉鎖。高壓側復壓過流：低壓56 V，負序電壓6 V，過流定值0.6 A，折算到一次側144 A（TA變比：1 200／5），動作時限為2段，Ⅰ段延時1.5 s跳A、B分支，Ⅱ段延時1.8 s跳高壓側開關。

低壓側A分支復壓過流：低壓56 V，負序電壓6 V，過流Ⅰ段不經復壓閉鎖，定值14.9 A，折算到一次側8 940 A（3 000／5），延時0.5 s跳A分支。過流Ⅱ段經復壓閉鎖，定值5 A，折算到一次側3 000 A（3 000／5），延時1.5 s跳A分支。

低壓側B分支復壓過流：低壓56 V，負序電壓6 V，過流Ⅰ段不經復壓閉鎖，定值13.2 A，折算到一次側7 920 A（3 000／5），延時0.5 s跳B分支。過流Ⅱ段經復壓閉鎖，定值3 A，折算到一次側1 800 A（3 000／5），延時1.5 s跳B分支。

啟備變高低壓側相間保護統一至高壓側定值如表5所示。

表5 統一至高壓側定值

以上分析可以看出，對于單個分支來說，當故障電流大于144 A，小于分支過流Ⅰ段定值時，分支過流Ⅱ段與高壓側過流Ⅰ段同時動作，存在越級跳閘將另1分支跳開的隱患［6］。

b.當高廠變跳閘時，啟備變分支作為廠用電系統的備用電源，應能進行廠用電系統的自投。因而啟備變低壓側分支過流Ⅰ段保護還應與自投后的最大負荷進行配合整定，并進行靈敏度校驗［7］。

c.啟備變低壓分支過流Ⅱ段保護動作電流和復壓元件（即低電壓元件和負序電壓元件）應進行靈敏度校驗［8］。

3 解決方案

a.從上述對啟備變高壓側相間后備保護與低壓側分支保護整定配合存在的問題進行了分析，對啟備變高壓側相間后備保護與低壓側分支保護整定配合問題提出解決方案。取消啟備變高壓側相間后備保護過流Ⅱ段，將啟備變高壓側相間后備保護過流Ⅰ段時限與低壓側分支保護過流Ⅱ段時限配合，增加1個時間級差。將過流Ⅰ段控制字出口改為全停［9］。啟備變高壓側相間后備保護定值更改情況如表6所示。

b.對啟備變低壓側分支過流Ⅰ段保護應與自投后的最大負荷進行配合整定，并進行靈敏度校驗。

表6 高壓側相間后備保護定值

c.對啟備變低壓分支過流Ⅱ段動作電流按廠用高壓母線上最長電纜末端兩相短路計算靈敏度，要求靈敏度不低于1.2。對啟備變低壓分支過流Ⅱ段復壓元件即低電壓元件和負序電壓元件進行靈敏度校驗。低電壓元件按廠用高壓母線上最長電纜末端三相短路計算靈敏度，要求靈敏度不低于1.5。負序電壓元件按廠用高壓母線上最長電纜末端兩相短路計算靈敏度，靈敏度不低于1.5［10］。

4 結論

對啟備變高壓側相間后備保護與低壓側分支保護配合存在的問題整改后，收到以下效果。

a.啟備變高壓側相間后備保護與低壓側分支保護能夠很好地配合，解決了越級跳閘的隱患，保證了繼電保護的選擇正確性。

b.當廠用電系統發生故障跳閘，啟備變分支作為備用電源時，啟備變低壓側分支過流Ⅰ段保護正確靈敏、動作可靠。

c.對啟備變低壓分支過流Ⅱ段進行靈敏度校驗后，保證了啟備變低壓側分支過流Ⅱ段保護的靈敏性。

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Analysis on Setting Coordination of Phase Protection at High and Low Voltage Sides for Startup Transformer

WANG Xiao?ning，JIANG Jian?xu
（Huadian Weifang Genertation Co.，Ltd.，Weifang，Shandong 261204，China）

The setting calculation of the phase protection for high and low voltage sides of the high voltage standby transformer is intro?duced.The problem of setting coordination of the phase protection of the high and low voltage sides of the high voltage standby trans?former is analyzed.The problems are directly threatened by the safe and stable operation of the equipment.Therefore，a solution to the problem is proposed.

Phase protection；Setting coordination；Analysis；Solution

TM77

A

1004－7913（2016）05－0046－04

王小寧（1980—），女，學士，工程師，從事電廠繼電保護技術研究工作。

2015－11－20）