概述微機(jī)變壓器保護(hù)雙重配置典型設(shè)計(jì)

1、概述微機(jī)變壓器保護(hù)雙重配置典型設(shè)計(jì) 按照國(guó)家電力公司防止電力生產(chǎn)重事件故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求中“對(duì)于220kv主的微機(jī)庇護(hù)必需采納雙重化”的精神，結(jié)合反措的實(shí)施、設(shè)計(jì)規(guī)范化以及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行平安性等問題，組織召開了由生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、運(yùn)行各部門參與的研討會(huì)，就如何在平安牢靠的基礎(chǔ)上使庇護(hù)配置和整定運(yùn)行有一個(gè)較為統(tǒng)一、合理、有用的計(jì)劃舉行了充分的研究，制定出適合安徽省220kv系統(tǒng)降壓變壓器的微機(jī)變壓器庇護(hù)雙重配置典型設(shè)計(jì)，現(xiàn)將其基本原則簡(jiǎn)要介紹如下。? 2庇護(hù)組屏方式組屏方式的基本原則是：互相自立、平安牢靠，并兼顧投停、檢修的靈便方便。主要考慮在一套庇護(hù)異樣停役的狀況下，另一套庇護(hù)仍能承擔(dān)起庇護(hù)變壓器的重任

2、；第二考慮兩塊屏之間的連線盡量少，以削減因二次回路接線復(fù)雜造成的差錯(cuò)或隱患而引發(fā)的庇護(hù)誤動(dòng)。從全國(guó)近兩年主變庇護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)分析看，二次回路的復(fù)雜性是造成主變庇護(hù)不正確動(dòng)作的主要緣由之一。因此，典設(shè)采納雙主雙后配置，即按兩塊屏設(shè)計(jì)，每塊屏上配置一套主庇護(hù)和一組徹低相同的后備庇護(hù)。其中，一塊屏上除設(shè)有主、后庇護(hù)外，還設(shè)有非電量、失靈與非全相庇護(hù)、110kv側(cè)操作箱（切換箱）及35kv（或6kv）側(cè)操作箱；另一塊屏上除設(shè)有主、后庇護(hù)外，還設(shè)有220kv側(cè)操作箱（電壓切換箱）。3主庇護(hù)配置典設(shè)選用二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)庇護(hù)及波形對(duì)稱原理的變壓器差動(dòng)庇護(hù)作主庇護(hù)，其緣由是利用各自的優(yōu)勢(shì)，舉行互補(bǔ)?，F(xiàn)在較成熟的

3、變壓器差動(dòng)庇護(hù)都是利用二次諧波制動(dòng)原理躲勵(lì)磁涌流的方式，但用法二次諧波制動(dòng)原理，當(dāng)變壓器空載合閘時(shí)發(fā)生單相或兩相內(nèi)部故障，差動(dòng)庇護(hù)因涌流制動(dòng)而不動(dòng)作。大型變壓器時(shí)光常數(shù)都很長(zhǎng)，普通涌流過程超過5s，在發(fā)生上述故障時(shí)，主庇護(hù)要等到涌流消逝才干出口，延誤動(dòng)作時(shí)光。而波形對(duì)稱原理的變壓器差動(dòng)庇護(hù)是利用一種波形對(duì)稱算法，將變壓器在空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流和故障區(qū)別開來，詳細(xì)的辦法是：先將流入的差流舉行微分，再將微分后差流的前半波和后半波作對(duì)稱比較。當(dāng)變壓器合閘時(shí)發(fā)生故障，利用波形對(duì)稱原理計(jì)算，庇護(hù)不受健全相的影響，能迅速出口，牢靠動(dòng)作。曾在華東、華北舉行的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)結(jié)果也解釋了這個(gè)問題，在變壓器空載合閘

4、合于5%的匝間故障的實(shí)驗(yàn)中，二次諧波制動(dòng)原理的差動(dòng)庇護(hù)，出口時(shí)光普通都在100ms，而波形對(duì)稱原理的變壓器差動(dòng)庇護(hù)出口時(shí)光在25ms左右。此外，零差庇護(hù)對(duì)變壓器的故障，尤其是對(duì)自耦變壓器的內(nèi)部故障有很高的敏捷度，且不受勵(lì)磁涌流的影響，但由于在現(xiàn)場(chǎng)做極性實(shí)驗(yàn)十分困難，加之安徽省以往零差庇護(hù)誤動(dòng)狀況無數(shù)，因此，對(duì)于零差庇護(hù)的設(shè)置原則是：假如裝置中有自動(dòng)檢驗(yàn)零差庇護(hù)極性功能的可以用法，如不具備上述功能的，建議不用法。4后備庇護(hù)的配置后備庇護(hù)的配置考慮原則是保證在變壓器中、低壓側(cè)母線故障，而庇護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，無法切除故障的狀況，以及在某些緣由（如一套庇護(hù)異樣或旁路帶路）造成一套庇護(hù)停役，惟獨(dú)一套庇護(hù)

5、運(yùn)行的狀況時(shí)都能平安牢靠運(yùn)行的前提下，盡量簡(jiǎn)化，以削減誤動(dòng)的機(jī)率。為此，我們要求主變后備庇護(hù)的配置應(yīng)確保在主變高壓側(cè)自立ta到中、低壓母線的各個(gè)電氣部位發(fā)生故障時(shí)，都有后備切除手段能滿足各種運(yùn)行方式和檢修方式下的電網(wǎng)穩(wěn)定要求，并具備相鄰電氣設(shè)備的遠(yuǎn)后備功能。詳細(xì)配置如下4.1 220kv側(cè)庇護(hù)配置4.1.1復(fù)壓閉鎖過流和零序過流庇護(hù)：為i段兩時(shí)限，第一時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開本側(cè)斷路器，其次時(shí)限動(dòng)作跳開三側(cè)斷路器，庇護(hù)定值應(yīng)對(duì)中、低壓母線有足夠敏捷度，這樣確保了主電源側(cè)有一套對(duì)三側(cè)都有足夠敏捷度的庇護(hù)段。為防止在低電壓側(cè)發(fā)生故障高壓母線電壓低不下來的問題，閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)采納三側(cè)電壓并列的方式，各側(cè)電壓

6、可以隨運(yùn)行方式的變幻通過壓板而靈便投、退各側(cè)電壓。該庇護(hù)的主要作用是在中、低壓側(cè)庇護(hù)拒動(dòng)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，起后備作用。4.1.2復(fù)壓閉鎖方向過流和零序方向過流庇護(hù)：分離為段兩時(shí)限，第一時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開本側(cè)斷路器，其次時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開三側(cè)斷路器。對(duì)于純負(fù)荷變或中壓側(cè)有電源的變壓器，其方向都指向變壓器，整定可以只與中壓側(cè)復(fù)壓閉鎖方向過流和零序方向過流庇護(hù)段庇護(hù)協(xié)作，因此，對(duì)于變壓器開關(guān)自立ta至變壓器之間的引線及變壓器高壓繞組一部分發(fā)生的較惡劣的故障時(shí)，切除時(shí)光可以較短。4.1.3旁路代路時(shí)：只切換一套主、后庇護(hù)到旁路斷路器。主要考慮以下幾個(gè)緣由：其一：旁路代路幾率不大，時(shí)光不長(zhǎng)；其二：切換壓板過多運(yùn)

7、行擔(dān)心全。據(jù)安徽省多年來差動(dòng)庇護(hù)誤動(dòng)分析，因運(yùn)行人員操作不當(dāng)造成差動(dòng)庇護(hù)誤動(dòng)的狀況占所有差動(dòng)庇護(hù)不正確動(dòng)作的四分之一；其三：以往運(yùn)行的變壓器都只配置一套庇護(hù)，且以運(yùn)行閱歷比較成熟的線路庇護(hù)為例，在本線運(yùn)行時(shí)庇護(hù)雙套配置，旁路代路時(shí)也只切換一套庇護(hù)，按照以往運(yùn)行閱歷，也沒有發(fā)生過因?yàn)橐惶着渲枚斐膳源鷷r(shí)庇護(hù)誤動(dòng)的狀況。4.1.4中性點(diǎn)間隙零序過流及零序過壓庇護(hù)（三卷變）：一段一時(shí)限，庇護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳開三側(cè)斷路器。4.21 10kv側(cè)庇護(hù)配置4.2.1 復(fù)壓閉鎖過流和零序過流庇護(hù)：為i段兩時(shí)限，第一時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開本側(cè)開關(guān)，其次時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開三側(cè)斷路器，庇護(hù)定值與110kv出線后備庇護(hù)協(xié)作，并保證

8、110kv出線對(duì)側(cè)母線有敏捷度，其目的是在110kv出線庇護(hù)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)能切除故障，因110kv系統(tǒng)不設(shè)置失靈庇護(hù)，因此在開關(guān)拒動(dòng)時(shí)會(huì)造成事故擴(kuò)大。4.2.2 復(fù)壓閉鎖方向過流和零序方向過流庇護(hù)：分離為i段兩時(shí)限，第一時(shí)限跳母聯(lián)或分段斷路器，其次時(shí)限跳本側(cè)斷路器。對(duì)于110kv側(cè)純負(fù)荷變或有小電源時(shí)，其方向指向110kv母線，庇護(hù)定值與110kv出線庇護(hù)i段庇護(hù)協(xié)作，保證在110kv母線故障有敏捷度，在110kv母差庇護(hù)停役或母差庇護(hù)拒動(dòng)時(shí)，作為110kv母線的后備；對(duì)于110kv側(cè)為較強(qiáng)電源時(shí)，可將兩塊屏中一塊屏的復(fù)壓閉鎖方向過流和零序方向過流庇護(hù)的方向指向變壓器，庇護(hù)定值應(yīng)保證對(duì)220kv

9、母線有敏捷度，可保證在220kv母差庇護(hù)停役或母差庇護(hù)拒動(dòng)時(shí)，迅速切除電源。另一塊屏中的復(fù)壓閉鎖方向過流和零序方向過流庇護(hù)的方向仍指向110kv母線。4.2.3 旁路代路時(shí)：只切換一套主、后庇護(hù)到旁路。4.2.4 中性點(diǎn)間隙零序過流及零序過壓庇護(hù)（三卷變）：一段一時(shí)限，庇護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳開三側(cè)斷路器。4.3 35kv側(cè)庇護(hù)配置4.3.1 低壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過流庇護(hù)：配置兩套相同的低壓閉鎖過流庇護(hù)，每套設(shè)兩個(gè)時(shí)限。第一套第一時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開本側(cè)斷路器，其次時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開變壓器三側(cè)斷路器，定值整定與出線i段協(xié)作，實(shí)際作為低壓側(cè)母線庇護(hù)。其次套第一時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開本側(cè)斷路器，其次時(shí)限庇護(hù)動(dòng)作跳開變壓器三側(cè)

10、斷路器，定值與出線后備庇護(hù)協(xié)作，作為低壓側(cè)出線庇護(hù)的總后備。這樣配置既滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，又可避開故障側(cè)庇護(hù)拒動(dòng)和斷路器拒動(dòng)，對(duì)主設(shè)備造成損壞。這也是事故教訓(xùn)的總結(jié)。5庇護(hù)投退方式常規(guī)庇護(hù)的庇護(hù)投退普通均由壓板實(shí)現(xiàn)。壓板斷開后，造成聯(lián)系上顯然的斷開點(diǎn)。微機(jī)庇護(hù)除由壓板投、退外還可以用功能控制字投退庇護(hù)，但它必需由繼電庇護(hù)專業(yè)人員來舉行。變壓器庇護(hù)要跳三側(cè)開關(guān)，且各側(cè)都有數(shù)套庇護(hù)，每套庇護(hù)又分?jǐn)?shù)段。如每個(gè)時(shí)限段均經(jīng)壓板投退，則壓板數(shù)量十分之多，這給運(yùn)行帶來極大不便，很簡(jiǎn)單造成誤操作。按照歷年來變壓器庇護(hù)動(dòng)作狀況分析來看，運(yùn)行人員誤操作占了變壓器庇護(hù)誤動(dòng)總次數(shù)的近三分之一。因此，典設(shè)在壓板設(shè)置上

11、以簡(jiǎn)化、平安為原則，詳細(xì)做法是：1）將后備庇護(hù)的零序過流與零序方向過流合并為一塊壓板；過流庇護(hù)與方向過流合并為一塊；2）旁路代路時(shí)只切換一套主、后庇護(hù)到旁路，又可削減幾塊壓板；3）各時(shí)限段均由控制字投退，不經(jīng)壓板投退。6失靈庇護(hù)慮到失靈庇護(hù)誤動(dòng)狀況較多，如主變中、低壓側(cè)庇護(hù)都啟動(dòng)失靈，必然使接線復(fù)雜，增強(qiáng)了失靈庇護(hù)誤動(dòng)的幾率，因此典設(shè)只要求220kv側(cè)迅速返回的電氣量庇護(hù)可以啟動(dòng)失靈庇護(hù)，非電量庇護(hù)不啟動(dòng)失靈庇護(hù)。啟動(dòng)失靈庇護(hù)采納庇護(hù)動(dòng)作+電流判別+開關(guān)跳閘位置與合閘位置串聯(lián)的方式，保證開關(guān)在確有失靈狀況發(fā)生時(shí)啟動(dòng)失靈庇護(hù)。庇護(hù)啟動(dòng)后首先發(fā)解除電壓閉鎖信號(hào)，以此解決變壓器低壓側(cè)故障時(shí)，220k

12、v側(cè)母線電壓低不下來的問題，然后經(jīng)延時(shí)跳閘。失靈庇護(hù)電流判別元件取高壓側(cè)自立ta的相電流或零序/負(fù)序電流。旁路代路運(yùn)行時(shí)，將變壓器庇護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)切換至旁路，用法旁路開關(guān)的失靈電流啟動(dòng)回路。7非電量庇護(hù)的改進(jìn)在微機(jī)變壓器庇護(hù)中，非電量庇護(hù)的實(shí)現(xiàn)是將非電量庇護(hù)來的接點(diǎn)引到變壓器庇護(hù)屏上，并通過變壓器庇護(hù)屏上的重動(dòng)繼電器，啟動(dòng)出口繼電器，同時(shí)非電量庇護(hù)的動(dòng)作行為通過重動(dòng)繼電器記錄在微機(jī)裝置中，以便分析庇護(hù)的動(dòng)作行為。由于非電量庇護(hù)大都安裝在戶外，陰雨天氣易使電纜受潮、絕緣降低，造成庇護(hù)誤動(dòng)，安徽省曾多次發(fā)生變壓器冷卻器全停庇護(hù)誤動(dòng)的問題。典設(shè)將變壓器冷卻器全停庇護(hù)的時(shí)光繼電器由戶外移至微機(jī)庇護(hù)屏內(nèi)，可以有效防止因電纜受潮、絕緣降低而造成的庇護(hù)誤動(dòng)。8交、直流電源分配8.1溝通配置（1）兩套差動(dòng)主庇護(hù)分離接于各側(cè)開關(guān)的兩組自立ta上，使主庇護(hù)彼此自立，庇護(hù)范圍最大。（2）各側(cè)后備庇護(hù)電流回路與差動(dòng)主庇護(hù)相同，分離取變壓器各側(cè)開關(guān)自立ta，庇護(hù)的復(fù)壓閉鎖經(jīng)壓板引入三側(cè)電壓。（3）中性點(diǎn)間隙零序過流及零序過壓庇護(hù)的電流取變壓器中性點(diǎn)放電間隙ta，電壓取高壓側(cè)母線pt開口三角電壓。8.2直流配置每面屏中的主庇護(hù)與各側(cè)后備庇護(hù)裝置各配一組熔斷器；非全相及失靈電流起動(dòng)配置一組熔斷器；非電量庇護(hù)設(shè)一組熔斷器；220kv操作回路設(shè)二組熔斷器；110k