變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)原因分析

1、    變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)原因分析    劉海豐【摘 要】變電站主變壓器和側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)拒動(dòng)的事故，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)效斷出故障位置并及時(shí)面對(duì)問題作出相應(yīng)對(duì)策的方法。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，擴(kuò)大了受損面積，造成嚴(yán)重后果這一問題，提出了一種能夠快速診斷故障位置并及時(shí)面對(duì)問題做出相應(yīng)對(duì)策的方法?！娟P(guān)鍵詞】變壓器；后備保護(hù)；拒動(dòng)原因前言對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過電流，變壓器應(yīng)裝設(shè)相間短路后備保護(hù)，該保護(hù)宜選用過電流保護(hù)。為提高靈敏度、增加安全性，變壓器相電流保護(hù)宜采

2、用復(fù)合電壓閉鎖過電流（簡(jiǎn)稱復(fù)壓過流）保護(hù)的方法。復(fù)壓過流保護(hù)作為變壓器外部相間短路的后備保護(hù)在電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。目前，對(duì)于變壓器相間后備保護(hù)的分析研究多集中在變壓器相間后備保護(hù)對(duì)低壓側(cè)相間短路故障靈敏度不足和動(dòng)作時(shí)限過長2個(gè)方面，而對(duì)于變壓器低壓側(cè)相間后備保護(hù)對(duì)本側(cè)出線遠(yuǎn)后備靈敏度問題的論述則較少。本文通過對(duì)一起事故的具體分析，指出了目前變壓器中、低壓側(cè)復(fù)壓過流保護(hù)對(duì)本側(cè)出線三相短路遠(yuǎn)后備靈敏度不足的問題并提出了相應(yīng)的對(duì)策。1三繞組變壓器后備保護(hù)對(duì)于三繞組變壓器，當(dāng)其一側(cè)斷路器跳開后，另外兩側(cè)還能夠繼續(xù)運(yùn)行，所以三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)在作為相鄰元件的后備時(shí)，應(yīng)該有選擇性地只跳開近故障點(diǎn)

3、一側(cè)的斷路器，保證另外兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行，盡可能地縮小故障影響范圍；而作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)該跳開三側(cè)斷路器，使變壓器退出運(yùn)行。為此，需要在變壓器的兩側(cè)或三側(cè)都裝設(shè)復(fù)壓過流保護(hù)裝置，各側(cè)保護(hù)之間相互配合作為變壓器內(nèi)部故障及其相鄰元件的后備保護(hù)。通常，主電源側(cè)的復(fù)壓過流保護(hù)兼作變壓器主保護(hù)的后備，而其他各側(cè)復(fù)壓過流保護(hù)主要作為本側(cè)相鄰元件保護(hù)的后備。對(duì)于單側(cè)電源的三繞組變壓器通過時(shí)間元件的設(shè)置實(shí)現(xiàn)各側(cè)保護(hù)的相互配合；對(duì)于多側(cè)電源的三繞組變壓器還需在各電源側(cè)增設(shè)方向元件來實(shí)現(xiàn)各側(cè)保護(hù)的相互配合。2變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)原因分析后備保護(hù)不能進(jìn)行的原因通常是因?yàn)榈碗妷翰糠值木€電壓低于了母線的線電壓，

4、從而造成三項(xiàng)短路，使中壓側(cè)的電壓部分失靈。另外就是由于高壓側(cè)的電壓出現(xiàn)局部的分配錯(cuò)誤而導(dǎo)致過電流保護(hù)取代了后備保護(hù)設(shè)備，使得故障被解除，配電網(wǎng)的受損區(qū)域得到有效的控制。通過不斷的分析探究可以得出進(jìn)一步的結(jié)論。如果線路的斷路器發(fā)生拒動(dòng)，那么將直接影響到主變壓器對(duì)該側(cè)保護(hù)的靈敏度。因?yàn)楣收铣霈F(xiàn)的地方處于主變本側(cè)路線，所以故障被排除的可能性很小，進(jìn)而導(dǎo)致電路的受損面積進(jìn)一步加大。3實(shí)例分析結(jié)果3.1變壓器額定容量變化當(dāng)前曹縣公司110kv變電站變壓器主變?nèi)萘恳话愣际且?0-50mva為主。系統(tǒng)的阻抗一般為12歐。通過對(duì)比分析可以得出相應(yīng)的結(jié)論。隨著變壓器額定容量的不斷增大，三種元件受到的保護(hù)范圍越來

5、越短。當(dāng)出現(xiàn)三相短路時(shí)，低壓元件的保護(hù)范圍較短，當(dāng)相鄰的線路較長時(shí)，低壓元件不能啟動(dòng)，封鎖過電流保護(hù)，使變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)，過電流保護(hù)元件的保護(hù)范圍要高于低電壓元件。所以三者相比較而言，低電壓元件是使三相短路之后產(chǎn)生后備保護(hù)拒動(dòng)的關(guān)鍵因素。所以當(dāng)復(fù)合電壓元件的保護(hù)范圍相對(duì)縮短時(shí)，變壓器的后備保護(hù)將整體失去原有的靈敏度。如果發(fā)生的是兩相短路，那么過電流的保護(hù)范圍將會(huì)相對(duì)縮短，而相比之下負(fù)序電壓元件將會(huì)出現(xiàn)較長的保護(hù)范圍。如果相鄰的線路較長，過流元件依舊不能進(jìn)行正常的起動(dòng)，也就會(huì)產(chǎn)生變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)的現(xiàn)象。所以在兩相短路時(shí)，過流元件是導(dǎo)致其后備保護(hù)拒動(dòng)的關(guān)鍵性因素。所以，如果過電流的元件保護(hù)范圍

6、縮短時(shí)，變壓器的后備保護(hù)系統(tǒng)的靈敏度將整體受到嚴(yán)重的影響。3.2系統(tǒng)阻抗變化變壓器的容量為額定容量，所以可以根據(jù)系統(tǒng)阻抗的變化，來對(duì)各個(gè)元件的保護(hù)范圍進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。通過實(shí)例的數(shù)據(jù)分析，可以得出，隨著系統(tǒng)阻抗的不斷加大，負(fù)序電壓元件以及低電壓元件的保護(hù)范圍會(huì)相對(duì)變長，而過電流元件則恰好相反，它的保護(hù)范圍將會(huì)逐漸變短。與上述的變化相一致，三相短路的主要后備保護(hù)拒動(dòng)的原因是低電壓元件，二相短路的后備保護(hù)拒動(dòng)的原因是過電流元件。通過實(shí)例分析，不難得知，復(fù)壓過流保護(hù)系統(tǒng)以及變壓器額定容量的聯(lián)系較為緊密。當(dāng)其保護(hù)范圍縮短時(shí)，變壓器的相鄰線路將會(huì)逐漸變長。4保護(hù)效果的改進(jìn)措施4.1低電壓部分拒動(dòng)現(xiàn)象的

7、改進(jìn)措施當(dāng)?shù)碗妷翰糠之a(chǎn)生了拒動(dòng)的現(xiàn)象，就會(huì)在復(fù)壓過流保護(hù)過程當(dāng)中形成過電流保護(hù)，這樣就可以保護(hù)變壓器在不帶電壓閉鎖的情況下能夠正常的進(jìn)行工作。達(dá)到有效降低因?yàn)榈碗妷寒a(chǎn)生的拒動(dòng)，并且避免了后續(xù)因?yàn)榫軇?dòng)產(chǎn)生的一系列不利影響。4.2不斷擴(kuò)寬復(fù)合電壓閉鎖方式的應(yīng)用范圍對(duì)變壓器的過電流進(jìn)行保護(hù)變壓器在運(yùn)行過程中展現(xiàn)出的負(fù)載能力會(huì)因?yàn)橐?guī)格類型不同，而具有不同的負(fù)載能力。如果依據(jù)變壓器的負(fù)載能力來對(duì)變壓器的過電流值進(jìn)行整定，那么就會(huì)大大降低變壓器后備保護(hù)的靈敏度，從而導(dǎo)致過電流保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。變壓器在正常運(yùn)行過程中也難免產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)承載較大負(fù)荷的現(xiàn)象。這種承載的負(fù)荷往往超出了預(yù)定的承受范圍，但是合格的變壓

8、器也應(yīng)該具備能夠短時(shí)間承載過負(fù)荷的能力。在出現(xiàn)超過承載能力的狀況下，變壓器中的電子元器件很難跟隨變壓器短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)荷能力進(jìn)行改變，產(chǎn)生過大的變化。所以為了避免后備保護(hù)作用的產(chǎn)生，就應(yīng)該采取復(fù)壓過流來對(duì)變壓器實(shí)行后備保護(hù)。4.3主變后備保護(hù)中低電壓整定值的探討主變后備保護(hù)中低電壓整定值主要考慮2點(diǎn)躲過正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的低電壓；躲過電動(dòng)機(jī)負(fù)荷自起動(dòng)時(shí)的低電壓，電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時(shí)，低電壓整定值可取0.5un0.7un；電壓取自變壓器高壓側(cè)電壓互感器時(shí)，低電壓整定值可取0.7un0.8un。當(dāng)主變低壓側(cè)后備保護(hù)中增設(shè)高定值過流保護(hù)，低電壓元件對(duì)三相短路故障靈敏度不足的問題已經(jīng)由高定

9、值過流元件來解決時(shí)，為更可靠地躲過非故障時(shí)出現(xiàn)的低電壓，低電壓元件宜取規(guī)程推薦值中的較低值。比如：電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時(shí)，低電壓整定值可取不大于0.6un；電壓取自變壓器高壓側(cè)電壓互感器時(shí)，低電壓整定值可取不大于0.7un。當(dāng)然，必須強(qiáng)調(diào)的是，采用上述建議整定值時(shí)需注意校驗(yàn)高定值過流元件對(duì)三相短路的靈敏度。5總結(jié)文章對(duì)變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)的原因進(jìn)行了具體的分析，并結(jié)合一起變壓器相間短路后備保護(hù)拒動(dòng)事故，對(duì)傳統(tǒng)復(fù)壓過流保護(hù)中低電壓元件、負(fù)序電壓元件和過電流元件的保護(hù)范圍進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算分析，指出了復(fù)壓過流保護(hù)隨系統(tǒng)阻抗和變壓器額定容量變化而變化且保護(hù)范圍較短，當(dāng)相鄰線路遠(yuǎn)端故障時(shí)保護(hù)靈敏度不足的問題。并且通過簡(jiǎn)單的計(jì)算得出了受保護(hù)的范圍，得出了低電壓、負(fù)序電壓以及電流部分之間的變壓器額定容量變化的關(guān)系。提出了對(duì)變壓器進(jìn)行后備保護(hù)的方法，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路長短以及故障點(diǎn)位置和過渡電阻的影響，從而保障電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1 于海，梁少波，高健等.變壓器后備保護(hù)拒動(dòng)原因分析與改進(jìn)j.科技展望，2015，（3）：129-129.2 劉振亞.國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì) 110kv變電站分冊(cè)m.北京：國家電網(wǎng)公司，2005.3 李林川，肖俊，張艷霞.電力系統(tǒng)基礎(chǔ)m.北京：科學(xué)出版社，2009.4 張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電