110kV變電站保護(hù)配置及常見事故處理

1、110kv變電站保護(hù)配置及常見事故處理作者：潘輝、周強(qiáng) 前言：前言：本次技術(shù)講課主要講解的是我局所屬110kv變電所的主接線方式、保護(hù)配置、及典型事故分析。由于本人技術(shù)有限，可能講解的不夠全面，不是完全的正確，請大家予以指正。第一章第一章 110kv110kv變電所主接線變電所主接線 現(xiàn)階段我局共有110kv變電站29座，而根據(jù)供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境條件等多個因素，采用了不同的主接線方式，其中大多數(shù)采用內(nèi)橋、單母線分段接線，還有少量的線變組接線，如麗都變。各種接線都有其特有的優(yōu)缺點(diǎn)： 一、內(nèi)橋接線： 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少、接線清晰簡單，引出線的切除和投入比較方便，運(yùn)行靈活性好，還可采用備用電源自投裝

2、置。 缺點(diǎn)：當(dāng)變壓器檢修或故障時，要停掉一路電源和橋斷路器，并且把變壓器兩側(cè)隔離開關(guān)拉開，然后再根據(jù)需要投入線路斷路器，這樣操作步驟較多，繼電保護(hù)裝置也較復(fù)雜。二、單母分段接線： 優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任意元件故障或檢修，均須使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部母線仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。三、線變組接線 ： 優(yōu)點(diǎn)：具有小型化、高可靠性、安全性好、安裝周期短、維護(hù)方便、檢修周期長等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：設(shè)備價格昂貴，一般在環(huán)境污穢條件惡劣，地價昂貴的城區(qū)等少數(shù)變

3、電所采用。 第二章第二章 110kv110kv變電所主要的保變電所主要的保護(hù)配置護(hù)配置 繼電保護(hù)裝置的作用繼電保護(hù)裝置的作用：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置能自動、快速、有選擇性的跳開開關(guān)，切除故障設(shè)備，保證非故障設(shè)備的正常運(yùn)行。一、線路保護(hù) 線路保護(hù)的配置主要是當(dāng)線路發(fā)生瞬時或永久故障時，保護(hù)能快速、可靠、正確的切除線路故障，以保證其余設(shè)備的正常運(yùn)行。1 1、10kv10kv線路保護(hù)線路保護(hù) 三段式過流保護(hù)：電流速動保護(hù)、限時電流速動保護(hù)、過電流保護(hù)； 過流加速保護(hù)：是獨(dú)立的一段過流保護(hù)，與重合閘配合可選擇前加速或后加速； 三相一次重合閘；2 2、35kv35kv線路保護(hù)線路保護(hù) 三段式

4、過流保護(hù)：電流速動保護(hù)、限時電流速動保護(hù)、過電流保護(hù)； 過流加速保護(hù)：是獨(dú)立的一段過流保護(hù)，與重合閘配合可選擇前加速或后加速； 三相一次重合閘；二、主變保護(hù) 現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，在構(gòu)造上是比較可靠的，故障機(jī)會較少。但在實(shí)際運(yùn)行中，還要考慮發(fā)生各種故障和異常工作情況的可能性，因此必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)專用的保護(hù)裝置。 變壓器的故障可分為本體故障和引出線故障兩種。本體故障主要是：相間短路.繞組的匝間短路和單相接地短路。發(fā)生本體故障是很危險的因為短路電流產(chǎn)生的電弧不僅會破壞繞組的絕緣，燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，還可能引起變壓器油箱的爆炸。變壓器的引出線故

5、障，主要是引出線上絕緣套管的故障，這種故障可能導(dǎo)致引出線的相間或接地短路。以下接合主接線圖，分析一下主變保護(hù)的保護(hù)范圍及動作情況： 1、主變差動保護(hù) 作為主變壓器線圈匝間短路及保護(hù)范圍內(nèi)相間短路和110kv側(cè)單相接地短路的主保護(hù)。正常保護(hù)范圍為主變?nèi)齻?cè)差動ct之間。2、主變后備保護(hù) 主變常見的后備保護(hù)有復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)、零序電流保護(hù)、零序電壓閉鎖過流保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖方向過流等保護(hù)。 （1）復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù) 可作為變壓器內(nèi)外部各種故障的后備保護(hù)，主要由復(fù)合電壓元件（負(fù)序及相間電壓），過流元件及時間元件等構(gòu)成。 相間低電壓定值u1應(yīng)躲過正常運(yùn)行的最大運(yùn)行電壓。 u1=0.7ue=70 v

6、 負(fù)序電壓定值u2應(yīng)躲過正常運(yùn)行的最大不平衡電壓。 u2=0.07ue=7 v 過電流定值idz應(yīng)躲過正常運(yùn)行的最大負(fù)荷電流。 idz=1.4ibe 時間定值tdz：變壓器中低壓側(cè)的時間定值tdz應(yīng)考慮與中低壓側(cè)出線的時間定值tdz相配合；變壓器高壓側(cè)的時間定值tdz應(yīng)考慮與中低壓側(cè)的時間定值tdz相配合 。（2）零序電流保護(hù)定值 零序電流保護(hù)作為大接地系統(tǒng)接地故障的后備保護(hù)。其電流一般取自變壓器中性點(diǎn)接地閘刀支路，因此只適應(yīng)于中性點(diǎn)直接接地的變壓器。 （3）變壓器中性點(diǎn)過電壓保護(hù)（間隙保護(hù)） 在大接地系統(tǒng)中，如失去所有的變壓器中性點(diǎn)而單相接地故障依然然存在，變壓器中性點(diǎn)對地電壓將升高到相電壓

7、，出線端的相電壓將升高到線電壓，這對分級絕緣變壓器的絕緣安全構(gòu)成威脅。因此，必須在變壓器中性點(diǎn)接地刀閘支路旁并接放電間隙，同時設(shè)置零序過壓保護(hù)來保障變壓器中性點(diǎn)的絕緣安全。間隙放電后，電弧的能量會很快燒毀間隙，為保護(hù)間隙必需盡快切除變壓器。所以又在間隙回路設(shè)置間隙過流保護(hù)。 零序過壓保護(hù)定值uoj：按pt開口可能出現(xiàn)的最大零序電壓整定uoj=180 v 間隙過流定值，按規(guī)程規(guī)定一次值一般取 ioj=100a 間隙保護(hù)時間toj一般取兩段時間0.3/0.5s。 中低壓側(cè)接有小電源時，0.3s跳電源聯(lián)絡(luò)線。0.5s跳主變各側(cè)。（4）各保護(hù)的保護(hù)范圍及動作情況。 110kv復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)：保護(hù)

8、動作跳主變?nèi)齻?cè)及110kv母分開關(guān)，它是35kv、10kv母線的后備保護(hù)和線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，是變壓器最后一級跳閘保護(hù)。 110kv零序過流保護(hù)：保護(hù)動作跳主變?nèi)齻?cè)及110kv母分開關(guān)。 110kv零序電壓閉鎖過流保護(hù)：保護(hù)動作跳主變?nèi)郎y及110kv母分開關(guān)。 110kv間隙零序過流保護(hù)：保護(hù)動作跳主變?nèi)齻?cè)及110kv母分開關(guān)。 35kv復(fù)合電壓閉鎖過流：作為35kv母線故障的主保護(hù)，35kv線路的后備保護(hù)。保護(hù)動作跳主變35kv開關(guān)。 35kv復(fù)合電壓閉鎖方向過流：方向朝主變，該保護(hù)在主變110kv送電時停用，當(dāng)由主變110kv 側(cè)開口，35kv送10kv時投入。保護(hù)動作跳主變35kv開關(guān)

9、和主變10kv開關(guān)。 10kv復(fù)合電壓閉鎖過流：作為10kv母線故障的主保護(hù)，10kv線路的后備保護(hù)。保護(hù)動作跳主變10kv開關(guān)。 過負(fù)荷保護(hù)：接于110kv套管流變、35kv流變、10kv流變，當(dāng)主變過載時經(jīng)一定延時發(fā)信，正常運(yùn)行時該保護(hù)投入。 3、主變本體保護(hù) 主變本體保護(hù)又稱非電量保護(hù)，主要包括主變本體重瓦斯、有載重瓦斯、本體輕瓦斯、有載輕瓦斯和本體壓力釋放。 瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，它利用油浸式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生任一種故障時，油箱內(nèi)產(chǎn)生氣體來動作，它具有較高的靈敏度，包括氣體的體積及其形成的速度分為輕瓦斯、重瓦斯；更換或檢修后的變壓器，在投入運(yùn)行時須將重瓦斯投入跳閘； 主變壓力

10、釋放閥：當(dāng)主變內(nèi)部故障時，內(nèi)部壓力達(dá)到整定值時，壓力釋放閥動作，作用為跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)或信號報警。 本體重瓦斯、有載調(diào)壓重瓦斯：可選擇分別跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)及110kv母分開關(guān)或發(fā)信報警。 本體輕瓦斯、有載調(diào)壓輕瓦斯、溫度過高、油位異常：經(jīng)延時發(fā)信報警。 本體壓力釋放一般用于發(fā)信報警。注意：注意：在內(nèi)橋接線中，當(dāng)一臺主變停運(yùn)，而相應(yīng)的110kv進(jìn)線、110kv母分開關(guān)在運(yùn)行或熱備用狀態(tài)時，應(yīng)考慮將主變跳相應(yīng)的110kv進(jìn)線和110kv母分開關(guān)的連 跳壓板取下。即主變差動、主變本體、主變110kv后備保護(hù)跳110kv進(jìn)線和110kv母分開關(guān)出口壓板。第三章 110kv變電所典型事故分析 以 下事 故

11、分析 僅 以右 側(cè) 的110kv內(nèi)橋 接 線的 三 圈變?yōu)槔耗?10kv變電所正常運(yùn)行方式： 1101線送110kvi段母線、110kvi段母線壓變、避雷器、1#主變。 1102線送110kvii段母線、110kvii段母線壓變、避雷器、2#主變。 110kv母分熱備用。（110kv備投裝置備110kv母分） 1#主變35kv經(jīng)35kvi段母線送：35kvi段母線壓變、避雷器及35kvi段母線上的所有出線。 2#主變35kv經(jīng)35kvii段母線送：35kvii段母線壓變、避雷器及35kvii段母線上的所有出線。 35kv母分熱備用。（35kv備投裝置備35kv母分） 1#主變10kv經(jīng)10k

12、vi段母線送：10kvi段母線壓變、避雷器及10kvi段母線上的所有出線。 2#主變10kv經(jīng)10kvii段母線送：10kvii段母線壓變、避雷器及10kvii段母線上的所有出線。 10kv母分熱備用。（10kv備投裝置備10kv母分）事故分析一：事故分析一：110kv母分開關(guān)與流變間發(fā)生單相永久故障。 事故跳閘開關(guān)及主要保護(hù)動作情況事故跳閘開關(guān)及主要保護(hù)動作情況: :1002線開關(guān)、2#主變35kv開關(guān)、2#主變10kv開關(guān)、10kv1、2、3、4電容器開關(guān)跳閘，10kv母分、35kv母分開關(guān)合閘。2主變差動保護(hù)動作，10kv備投裝置動作，35kv備投裝置動作，10kv1、2、3、4電容器低

13、電壓保護(hù)動作。 事故處理：事故處理：現(xiàn)場檢查為110kv母分流變a相靠開關(guān)側(cè)有明顯的對地閃落、接地痕跡。保護(hù)檢查為2#主變差動保護(hù)動作,跳1002線、2#主變35kv、10kv開關(guān)，35kv、10kv備投裝置動作分別合35kv母分開關(guān)和10kv母分開關(guān)。由于故障點(diǎn)位于110kv母分開關(guān)和i段母線閘刀間,仍故障點(diǎn)存在，由對側(cè)電源的零序ii段保護(hù)（或接地距離保護(hù)ii段）動作跳對側(cè)的1001線，造成本變電所全所失電，匯報杭調(diào)、蕭調(diào)。首先隔離故障點(diǎn)，根據(jù)杭調(diào)令：110kv母分開關(guān)熱備用改冷備用（包括停用110kv備投裝置）。蕭調(diào)令：蕭調(diào)令：1、停用35kv、10kv備投裝置；2、35kv、10kv線路

14、由運(yùn)行改熱備用；3、1#主變35kv側(cè)由運(yùn)行改熱備用；4、1#主變10kv側(cè)由運(yùn)行改熱備； (由對側(cè)電源對本電所110kvi段母線進(jìn)行沖擊正常)5、1#主變35kv側(cè)由熱備用改運(yùn)行；6、1#主變10kv側(cè)由熱備用改運(yùn)行；7、35kv線路由熱備用改運(yùn)行 ；8、10kv線路由熱備用改運(yùn)行；(能帶多少負(fù)荷就送多少線路)9、1002線由熱備用改運(yùn)行（由對側(cè)電源對本變電所110kv段母線進(jìn)行沖擊正常）；10、2#主變35kv側(cè)由熱備用改運(yùn)行；11、2#主變10kv側(cè)由熱備用改運(yùn)行；12、35kv母分由運(yùn)行改熱備用（包括投入35kv備投裝置）；13、10kv母分由運(yùn)行改熱備用（包括投入10kv備投裝置）；

15、14、35kv線路由熱備用改運(yùn)行；15、10kv線路由熱備用改運(yùn)行；（前面未送完的負(fù)荷）杭調(diào)令：杭調(diào)令：110kv母分由冷備用改開關(guān)檢修。事故分析二：事故分析二：當(dāng)一臺主變故障后，另一臺主變出現(xiàn)超負(fù)荷 開關(guān)及主要保護(hù)動作情況：開關(guān)及主要保護(hù)動作情況：1001線開關(guān)、1主變35kv開關(guān)、1主變10kv開關(guān)、10kv1、3電容器開關(guān)跳閘；10kv母分開關(guān)、35kv母分開關(guān)合閘。1主變差動保護(hù)動作、35kv備投裝置動作、10kv備投裝置動作、10kv1電容器低電壓保護(hù)動作、10kv3電容器低電壓保護(hù)動作、2主變過負(fù)荷等光字牌亮。 事故檢查及處理：事故檢查及處理：現(xiàn)場檢查1主變差動保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)

16、在1主變10kv穿墻套管a、b相有裂紋，有相間閃落過的痕跡，造成1主變差動保護(hù)動作，跳開1001線開關(guān)、主變35kv開關(guān)和10kv開關(guān)，引起35kv備投裝置和10kv備投裝置動作分別合35kv母分和10kv母分，由2主變供全所負(fù)荷，造成2主變過負(fù)荷，匯報蕭調(diào)、杭調(diào)。首先考慮到2主變已經(jīng)過負(fù)荷，應(yīng)由蕭調(diào)控制10kv負(fù)荷，對10kv線路進(jìn)行拉閘，使主變負(fù)荷在額定負(fù)荷以下。然后隔離故障點(diǎn)：1、停用10kv備投裝置2、停用35kv備投裝置3、1主變10kv側(cè)由熱備用改冷備用4、1主變35kv側(cè)由熱備用改冷備用5、1主變110kv側(cè)由運(yùn)行改冷備用 為了使2主變在滿負(fù)荷的情況下不發(fā)生溫度過熱的現(xiàn)象，可以將

17、1主變的一部份負(fù)荷轉(zhuǎn)移出去，以下有兩種方法：方法一：35kv一部分負(fù)荷可以改由其余電源點(diǎn)提供，比如將3302線上所帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移至3302線所在35kv變電所的另外一條進(jìn)線上去。方法二：考慮到1主變的事故處理時間可能較長，可以考慮由另外的110kv變電所、220kv變電所通過本變電所的35kv聯(lián)絡(luò)線3301線轉(zhuǎn)供35kvi段母線負(fù)荷，以達(dá)到減小2主變負(fù)荷目的，根據(jù)蕭調(diào)令：1、停用3301線保護(hù)2、停用3301線重合閘3、3301線由冷備用改運(yùn)行4、35kv母分由運(yùn)行改熱備用最后將1主變改檢修及恢復(fù)送電。杭調(diào)令：1、停用110kv備投裝置2、1001線由熱備用改運(yùn)行（包括投入110kv備投裝置）蕭調(diào)

18、令：1、10kv1電容器由熱備用改運(yùn)行2、10kv3電容器由熱備用改運(yùn)行3、1主變由冷備用改10kv側(cè)開關(guān)主變檢修事故分析三：事故分析三：35kvi段母線電壓異常，三相電壓不一致1.1. 蕭調(diào)通知蕭調(diào)通知：35kvi段母線電壓異常，三相電壓不一致。2.2. 事故檢查事故檢查：現(xiàn)場后臺機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)35kvi段母線電壓異常，a相電壓為19.2kv，c相電壓為20.5kv，b相電壓為20kv。“1#主變35kv電壓回路斷線”光字牌亮?，F(xiàn)場35kvi段母線電壓檢查未發(fā)現(xiàn)異常的聲響和氣味，所以根據(jù)現(xiàn)象初步判斷為35kvi段母線壓變a相二次熔絲熔斷。3.3. 事故處理：事故處理：用萬用表測量35kvi段母線壓變二次熔絲上下樁頭電壓值：a相上下樁頭電壓為53v，b相上下樁頭為57v，c相上下樁頭為57.2v。壓變二次熔絲完好，估計是由于a相高壓熔絲未完全熔斷造成。根據(jù)蕭調(diào)令35