電力自動化設備微機變壓器保護雙重化配置典型設計探討曹凱麗薛慧君2安徽省電力調度通信中心，安徽合肥230061；安徽省送變電工程公司，安徽合肥230063原則，并對變壓器失靈保護非電量保護反措以及變壓器保護壓板的簡化方面做了進步探討。

　　根據國家電力公司鈁止電力生產重大事故的十項重點要求中對于220讓主變壓器的微機保護必須采用雙重化的精神，安徽省就如何在安全可靠的基礎上使保護配置和整定運行有個較為統合理實用的方案，組織召開了由生產設計運行各部門參加的研討會，結合反措的實施設計規范化以及現場運行安全性等方面進行了充分的討論，制定出適合安徽省220kV系統降壓變壓器的微機變壓器保護雙重配置典型設計以下簡稱典設，現簡要介紹其基本原則。

　　1保護組屏方式組屏方式的基本原則是相互獨立安全可靠，并兼顧投停檢修的靈活便利。主要考慮在套保護異常停役的情況下，另套保護仍能擔當起保護變壓器的重任；其次考慮2塊屏之間的聯線盡量少，以減少因次回路接線復雜造成的保護誤動。從全國近兩年主變壓器保護動作統計分析看，次回路的復雜性是造成主變保護不正確動作的主要原因之收稿日期2003.因此，典設采用主后，即套主保護和組后備保護完全相同的2塊屏設計。其中1塊屏上除設有主后備保護外，還設有非電量失靈與非全相保護及llOkV側操作箱電壓切換箱及35kV域6側操作箱。另塊屏上除設有主后備保護外，還設有220側操作箱電壓切換箱。

　　2主保護配置典設選用次諧波制動的差動保護及波形對稱原理的變壓器差動保護作主保護，其原因是利用各自的優勢，進行互補。現在較成熟的變壓器差動保護都是利用次諧波制動原理躲勵磁涌流的方式，但使用次諧波制動原理，眾所周知，當變壓器有涌流時發生單相或兩相內部故障，差動保護因涌流制動而不動作。大型變壓器時間常數都很長，般涌流過程超過58，在發生上述故障時，主保護等到涌流消失才能出口，延誤動作時間。而波形對稱原理的變壓器差動保護是利用種波形對稱算法，將變壓器在空載合閘時產生的勵磁涌流和故障電流區分開，具體的方法是首先將流入繼電器的差流進行微分，將微分后差流的前半波和后半波作對稱比較。當變壓電力自動化設備受健全相的影響，都有明顯的特征，能快速出口，即都能做到可靠動作。另外，在華東華北地區進行的動模試驗結果也說明了這個問，在變壓器空載合閘合于5的匝間故障的試驗時，次諧波制動原理的差動保護，出口時間般都在而波形對稱原理的變壓器差動保護出口時間在25ms左右。零差保對變壓器故障，尤其是自耦變壓器的內部故障有很高的靈敏度，且不受勵磁涌流的影響，但在現場，因其極性試驗非常困難，以往零差保護誤動情況很多，因此，對于零差保護的應用原則是如果裝置中有自動檢驗零差保護極性功能的可以使用，如不具備上述功能的，建議不使用。

　　3后備保護的配置考慮有不同原理躲涌流的雙重化的主保護做后盾，后備保護的配置考慮盡量簡化，以減少誤動的幾率。但也應考慮在變壓器中低壓側特別是低壓側母線故障，而保護或斷路器拒動時，因高壓側后備保護靈敏度不夠，無法切除故障的情況。為此應確保主變壓器后備保護的配置，從主變壓器高壓側獨立電流互感器人到中低壓母線的各個電氣部位，都有能滿足各種運行方式和檢修方式下電網穩定要求的后備快速切除手段，并具備相鄰電氣設備的遠后備功能。

　　220kV側保護配置3.1.1復壓閉鎖過流和零序過流保護復壓閉鎖過流和零序過流保護為1段時限，保護動作跳開側斷路器，這樣確保了主電源側有套對側都有足夠靈敏度的保護段。為防止在低壓側發生故障高壓母線電壓低不下來的問，低電壓閉鎖功能的實現采用側電壓并列的方式，各側電壓可以隨運行方式的變化通過壓板而靈活投退各側電壓。該保護的主要作用是在中低壓側保護拒動時起后備作用。

　　差動保護誤動的情況占全部差動保護不正確動作以往運行的變壓器都只有套保護，旁路代路時只能切換套到旁路，以運行經驗比較成熟的線路保護為例，也是采用在本線運行時雙套配置，旁路開關也只有套保護的方式，根據以往運行經驗，也沒有由于套配置而造成旁路代路時保護拒動314中性點零序卷變中性點零序1段時限，保護動作延時跳開側斷路器。為簡化接線，縮短變壓器承受故障的時間，般不考慮1段時限跳母聯，訂段時限跳側開關的方式。

　　315中性點間隙零序過流及零序過壓保護卷變中性點間隙零序過流及零序過壓保護1段時限，保護動作延時跳開側斷路器。

　　0側保護配置中壓側保護配置同高壓側，只是方向元件均指向中壓側母線適合中壓側無電源或小電源情況。若中壓側有電源，方向元件可用控制字改變。

　　35kV側保護配置配置兩套相同的低壓閉鎖過流保護，每套設兩個時限。第套第時限保護動作跳開本側斷路器，第時限保護動作跳開變壓器側斷路器，定值整定與出線1段配合，實際作為低壓側母線保護。第套第時限保護動作跳開本側斷路器，第時限保護動作跳開變壓器側斷路器，作為低壓側出線保護的總后備。這樣配置既滿足了系統穩定的要求，又可避免故障側保護和斷路器拒動，對主設備造成損壞。這也是事故教訓的總結。

　　4保護投退方式常規保護的保護投退般均由壓板實現。壓板斷開后，造成電路聯系上明顯的斷開點。而微機保護優于常規保護，微機保護除由壓板投退外，還可以3.1.2復壓閉鎖方向過流和零序方向過流保護復壓閉鎖方向過流和零序方向過流保護都為1段兩時限，第時限跳本側斷路器，第時限跳側斷路器，方向指向變壓器，保護范圍是開關獨立工人至變壓器引線及變壓器高壓繞組部分，其第時限的整定可只與中壓側復壓閉鎖方向過流和零序方向過流保護1段配合，因此，時間可以整定得較短。

　　3.1.3旁路代路旁路代路時，只切換套主后備保護到旁路。

　　主要考慮以下幾個原因3.旁路代路幾率不大，時間不長切換壓板過多運行不安全，據安徽省多年來用功能控制字的方法投退保護，但它必須由繼電保護專業人員進行。變壓器保護要跳側開關，且各側都有數套保護，每套保護又分數段。如每個時限段均經壓板投退，則壓板數量非常多，給運行帶來極大不便，很容易誤操作。根據歷年來變壓器保護動作情況分析，運行人員誤操作占了變壓器保護誤動總次數的近13.因此典設在壓板設置上以簡化安全為原則，具體做法如下也將后備保護的零序過流與零序方向過流合并為塊壓板，過流保護與方向過流合并為塊；1.旁路代路時只切換套主后備保護到旁路，又可減少幾塊壓板；5失靈保護的考慮考慮失靈保護誤動情況較多，如主變壓器中低壓側保護都啟動失靈，必定使接線復雜，增加了失靈保護誤動的幾率，因此典設只要求220kV側電氣量快速返回的保護可以啟動失靈保護，非電量保護不啟動失靈保護。失靈保護采用保護動作+電流判別+開關跳閘位置與合閘位置串聯啟動的方式，保證開關確有失靈情況發生。保護啟動后首先發解除電壓閉鎖信號，然后經延時跳閘的邏輯保證在變壓器低壓側故障時，220側母線電壓低不下來的問。

　　失靈保護電流判別元件使用高壓側相電流或零序或負序電流，電流取自高壓側獨立1入。旁路代路運行時，為簡化接線，失靈保護不考慮切換，屆時只將變壓器保護動作接點切換至旁路，使用旁路開關的失靈電流啟動回路。

　　6非電量保護的改進在微機變壓器保護中，非電量保護的實現是將非電量保護的接點引到變壓器保護屏上，并通過變壓器保護屏上的重動繼電器，啟動出口繼電器。非電量保護的動作行為通過重動繼電器記錄在微機裝置中，以便分析保護的動作行為。因為非電量保護大都安裝在戶外，陰雨天氣，電纜受潮絕緣降低，易造成保護誤動。安徽省曾多次發生變壓器冷卻器全停保護誤動的問。典設將變壓器冷卻器全停保護纜受潮絕緣降低造成變壓器冷卻器全停保護啟動，但因時間繼電器在戶內不會誤動，可以有效防止因電纜受潮絕緣降低造成的保護誤動。

　　7交直流電源分配7.1交流配置札2套差動主保護分別接于各側開關的2組獨立丁人上，其目的是使主保護的范圍比較大。

　　各側后備保護電流與差動主保護相同，分別取自變壓器各側開關獨立了人，保護的復壓閉鎖經壓板引入側電壓。

　　中性點零序過流保護電流取自變壓器中性點丁。

　　山中性點間隙零序過流及零序過壓保護的電流取自高壓側中性點放電間隙了人，電壓取高壓側母線電壓互感器怎開口角電壓。

　　7.2直流配置每面屏中的主保護與各側后備保護裝置各配1組熔斷器；非全相及失靈電流啟動配置1組熔斷器；非電量保護1組熔斷器；2201操作回路設2組熔斷器；UOkV側開關和低壓側開關操作回路各設l組熔斷器。

　　8結束語從微機變壓器保護的實際發展情況看，微機變壓器保護選擇主后主后體的配置，即保護功能由獨立的不同的0口插件實現，出口跳閘回路分開，這種結構和原則突出體現了微機保護構成的特點及優越性，即多，口并行處理，整體結構緊湊，數據共享，裝置對外連線簡單，組屏相對簡單，回路清晰投退方便獨立性強，因此它是今后主變壓器微機保護發展的方向。

　　5王維儉。侯炳蘊。大型機組繼電保護理論基礎時。第2版。北京中國電力出版社，1997.

　　泛毛錦慶，趙自，馬杰，等。電力調度技術標準匯編。北京中國電力出版社，1999.

　　責任編輯李玲曹凱麗1959，女，湖南長沙人，高級工程師，從事繼電保護運行管理工作仙310300131.00，0；薛慧君1957，男，上海人，高級工程師，從事電力基建管理工作。