變壓器保護(hù)整定計(jì)算

1、變壓器保護(hù)整定計(jì)算 第1頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器的故障和異常情況(一)變壓器的內(nèi)部故障：指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障。(1)主要故障類型：各相繞組之間的相間短路；單相繞組部分線匝之間的匝間短路；單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障。第2頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(2)內(nèi)部故障的危害：因?yàn)槎搪冯娏鳟a(chǎn)生的高溫電弧不僅會(huì)燒毀繞組絕緣和鐵芯，而且會(huì)使絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量氣體，有可能使變壓器外殼局部變形破裂，甚至發(fā)生油箱爆炸事故。因此，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，必須迅速將變壓器切除。變壓器的故障和異常情況第3頁

2、，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(二)變壓器的外部故障：系指油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障。(1)主要故障類型：引出線之間發(fā)生的相間短路；絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過外殼）短路。變壓器的故障和異常情況第4頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(三)變壓器的異常情況：由于外部短路或過負(fù)荷而引起的過電流、油箱漏油而造成的油面降低、變壓器中性點(diǎn)電壓升高、由于外加電壓過高或頻率降低引起的過勵(lì)磁等。變壓器的故障和異常情況第5頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(一)瓦斯保護(hù):防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低 重瓦斯

3、 跳閘 輕瓦斯 信號(二)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù):防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路。變壓器保護(hù)配置第6頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(三)相間短路的后備保護(hù)：防御變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備。(四)零序電流保護(hù)：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路。(五)過負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對稱過負(fù)荷(六)過勵(lì)磁保護(hù)：防御變壓器過勵(lì)磁變壓器保護(hù)配置第7頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(一)變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的作用及保護(hù)范圍變壓器縱差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，其保護(hù)

4、區(qū)是構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)電流互感器之間所包圍的部分。包括變壓器本身、電流互感器與變壓器之間的引出線。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第8頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(二)變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第9頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器中的電流等于各側(cè)電流互感器的二次電流之和，足以使繼電器動(dòng)作。正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器中的電流等于各側(cè)電流互感器的二次電流之差。理論上，當(dāng)各側(cè)電流互感器的變比等于變壓器的變比時(shí)，流入差動(dòng)繼電器中的電流為零。實(shí)際上，由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線方式和電流互感器誤差等因素，差動(dòng)繼電器中會(huì)流過不平衡

5、電流。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第10頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(三)不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法：(1)由變壓器各側(cè)繞組接線方式不同而產(chǎn)生的不平衡電流：如經(jīng)常采用的Y/-11型 接線方式，兩側(cè)電流的相位差30，幅值相差 倍。消除方法：相位校正。a.通過電流互感器的接線校正：變壓器Y側(cè)CT采用Y/-11接線，變壓器側(cè)CT采用Y/Y-12接線。b.通過軟件的算法進(jìn)行校正。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第11頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(2)由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流:消除方法:a.利用差動(dòng)繼電器的平衡線圈進(jìn)行磁補(bǔ)償。 Ibp=fzdId.max

6、/ nl1其中: fzd=(Wph.js-Wph.zd)/ (Wph.js+Wph.zd) fzd繼電器整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等引起的相對誤差 Id.max 外部故障時(shí),流過變壓器高壓側(cè)的最大短路電流。b.采用自耦變流器。在變壓器一側(cè)的電流互感器（三繞組變壓器需在兩側(cè)）的二次側(cè)，裝設(shè)自耦變流器，改變其變比，使各側(cè)二次電流相等。c.通過軟件中的不平衡系數(shù)進(jìn)行校正。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第12頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(3)由電流互感器誤差不同而產(chǎn)生的不平衡電流:此不平衡電流在整定計(jì)算中予以考慮。(4)由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流:此不平衡電流在整定計(jì)算中應(yīng)予以

7、考慮。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第13頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(5)暫態(tài)情況下的不平衡電流:a.非周期分量的影響:此不平衡電流在整定計(jì)算中應(yīng)予以考慮。b.勵(lì)磁涌流的影響:當(dāng)空載變壓器投入電網(wǎng)或變壓器外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，勵(lì)磁電流大大增加，其值有可能達(dá)到變壓器額定電流的68倍，該電流稱為勵(lì)磁涌流。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第14頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二勵(lì)磁涌流的特點(diǎn):有很大的直流分量。(80%基波)有很大的諧波分量,尤以二次諧波為主。(20%基波)波形間出現(xiàn)間斷。躲過勵(lì)磁涌流的措施:采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器;間斷角原理的差動(dòng)保護(hù);利用二次諧波

8、制動(dòng);利用波形對稱原理的差動(dòng)保護(hù)。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)第15頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二(一)變壓器參數(shù)計(jì)算變壓器額定電壓（kV）UNhUNmUNl變壓器一次額定電流（A） INh=INm=INl=變壓器各側(cè)接線 YN YNd11 電流互感器接線方式 星型 星型 星型 電流互感器變比 NshNsmNsl變壓器差動(dòng)保護(hù)整定第16頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二說明：(1)由于各裝置廠家采用的算法不同，基本側(cè)的選取、平衡系數(shù)的計(jì)算應(yīng)按照具體裝置的說明書進(jìn)行計(jì)算；(2)對低壓側(cè)容量為50%的變壓器,計(jì)算低壓側(cè)額定電流時(shí)必須取額定容量；(3)各側(cè)的Un必

9、須取變壓器銘牌上的額定電壓。變壓器差動(dòng)保護(hù)整定第17頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定(二)比率制動(dòng)差動(dòng)元件整定第18頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定(二)比率制動(dòng)差動(dòng)元件整定(1)啟動(dòng)電流Iop.min：a.整定原則：應(yīng)能可靠躲過變壓器額定負(fù)載時(shí)的最大不平衡電流。最大不平衡電流主要考慮正常運(yùn)行時(shí)電流互感器比誤差、調(diào)壓、各側(cè)電流互感器型號不一致等產(chǎn)生的不平衡電流。第19頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定Iop.minKrel（KerUm）Ie式中： Ie變壓器的額定電流二次

10、值； Krel可靠系數(shù)，取1.31.5； Ker電流互感器變比誤差，10P型取0.032，5P型和TP型取0.012 U變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值） m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時(shí)取0.05。第20頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定在工程實(shí)用整定計(jì)算中可選取Iop.min=（0.30.5）Ie。一般工程宜采用不小于0.3 Ie的整定值。第21頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定(2)起始制動(dòng)電流Ires.0：對折線型的比率制動(dòng)差動(dòng)元件，拐點(diǎn)電流即開始起制動(dòng)作用時(shí)的電

11、流，一般按照高壓側(cè)額定電流的0.81倍考慮。另外，為躲過區(qū)外故障切除后的暫態(tài)過程對變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響，可使保護(hù)的制動(dòng)作用提早產(chǎn)生，也可取為0.60.8倍的額定電流。第22頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定(3)比率制動(dòng)系數(shù)Kz:a.整定原則：應(yīng)當(dāng)能可靠躲過外部短路引起的最大不平衡電流。計(jì)算最大不平衡電流：第23頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定雙繞組變壓器：Iunb.max（KapKccKerUm）Ik.max式中: Ik.max外部短路時(shí)，最大穿越短路電流周期分量； Kap非周期分量系數(shù)，兩側(cè)同為TP級電流互感

12、器取1.0，兩側(cè)同為P級電流互感器取1.52； Kcc電流互感器的同型系數(shù)，取1.0； Ker電流互感器的比誤差，取0.1 U變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值） m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時(shí)取0.05。第24頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定三繞組變壓器：Iunb.maxKapKccKerIk.max式中: Kap、Kcc、Ker含意同上。 Ik.max外部短路時(shí)，最大穿越短路電流周期分量； Uh、Um變壓器高、中壓側(cè)調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值）Ik.h.max 、Ik.m.ma

13、x在所計(jì)算的外部短路時(shí)，流過高、中壓側(cè)電流互感器的周期分量； Ik.I.max 、Ik.II.max在所計(jì)算的外部短路時(shí)，相應(yīng)的流過非靠近故障點(diǎn)兩側(cè)電流互感器的周期分量； mI、mII由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時(shí)取0.05。第25頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流Iop.max：Iop.maxKrelIunb.max式中: Krel可靠系數(shù)，取1.31.5。第26頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定確定最大制動(dòng)電流Ires.max:根據(jù)具體裝置的制動(dòng)電流的算法確定。計(jì)算比率制動(dòng)

14、系數(shù)Kz：Kz= 第27頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定(5)靈敏系數(shù)的計(jì)算：按最小方式下差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)變壓器引出線上兩相金屬性短路計(jì)算。根據(jù)最小短路電流對應(yīng)的制動(dòng)電流，在動(dòng)作特性曲線上查得對應(yīng)的Iop，則靈敏系數(shù)為：Ksen= 第28頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定(三)二次諧波制動(dòng)比：指差動(dòng)電流中的二次諧波制動(dòng)分量與基波分量的比值，通常整定為15%20%。注意，二次諧波制動(dòng)比越大，則保護(hù)的諧波制動(dòng)作用越弱，反之亦反。第29頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定(四)差動(dòng)速斷

15、元件整定：當(dāng)區(qū)內(nèi)故障電流很大時(shí)，電流互感器可能飽和，從而使差流中含有大量的諧波分量，并使差流波形發(fā)生畸變，可能導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)或延緩動(dòng)作。差動(dòng)速斷元件只反應(yīng)差流的有效值，不受差流中的諧波和波形畸變的影響。第30頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器差動(dòng)保護(hù)整定差動(dòng)速斷元件的整定值應(yīng)按躲過變壓器勵(lì)磁涌流來確定。Iop=KIe式中： Ie變壓器的額定電流 K正值系數(shù)，K推薦值如下： 6300kVA及以下： 712 6300kVA31500 kVA： 4.57 40000kVA120000 kVA： 36 120000kVA及以上： 25第31頁，共83頁，2022年，5月2

16、0日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定變壓器的后備保護(hù)主要分為相間短路故障的后備保護(hù)和接地故障的后備保護(hù)。變壓器后備保護(hù)的配置一般在各側(cè)分別配置，構(gòu)成所謂的高后備、中后備、低后備。各側(cè)后備保護(hù)的作用有區(qū)別，對系統(tǒng)的降壓變而言，主電源側(cè)的高后備主要作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)及其中、低壓側(cè)母線故障的后備保護(hù)。中、低壓側(cè)的后備保護(hù)則主要作為本側(cè)引出線、本側(cè)母線及相鄰線路的后備保護(hù)。第32頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定（1）復(fù)合電壓閉鎖過流：a.復(fù)合電壓閉鎖相間低電壓定值：按躲過運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低電壓U1.zd= 式中：Umin正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的低

17、電壓，一般取（0.90.95）UN Krel可靠系數(shù)，取1.11.2 Kr返回系數(shù)，電磁型取1.151.2，微機(jī)型取1.05。第33頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定按躲過電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的電壓：電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時(shí) U1.zd?。?.50.7)UN電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時(shí) U1.zd取（0.70.8)UN第34頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定靈敏度校驗(yàn)：Ksen= 式中：Ur.max計(jì)算方式下，靈敏系數(shù)校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生金屬性相間短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最高殘壓。第35頁，共83頁，2022年，5月20日

18、，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定b.復(fù)合電壓閉鎖負(fù)序相電壓定值：按躲過正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓整定，U2.zd取（0.040.08）UN第36頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定靈敏度校驗(yàn)：Ksen= 式中：Uk.2.min后備保護(hù)區(qū)末端兩相金屬性短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最小負(fù)序電壓值。第37頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定c.過流元件定值：按躲變壓器額定電流整定Iop= 式中：Krel可靠系數(shù)，取1.21.3 Kr返回系數(shù)，取0.850.95實(shí)際計(jì)算中，通常取1.5倍變壓器額定電流。說明：復(fù)合電壓閉鎖的過流保護(hù)，

19、只考慮本變壓器的額定電流，無復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)。規(guī)程規(guī)定可以不作為一級保護(hù)參與選擇配合。第38頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定靈敏度校驗(yàn)：Ksen= 式中：Ik.2.min后備保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時(shí)流過保護(hù)的最小短路電流。第39頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定動(dòng)作時(shí)間：與中、低壓側(cè)過流保護(hù)時(shí)間配合。e.動(dòng)作目的：跳各側(cè)斷路器第40頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定(2)過負(fù)荷信號：按躲過變壓器的額定電流Iop= 式中：Krel可靠系數(shù)，取1

20、.05 Kr返回系數(shù)，取0.850.95第41頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定(3)零序電流：在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，如變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，對單相接地引起的變壓器過電流，應(yīng)裝設(shè)零序過電流保護(hù)，保護(hù)可由兩段組成，其動(dòng)作電流與相關(guān)線路零序過電流保護(hù)配合。第42頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定零序過流一段：電流元件：與相鄰線路零序過流保護(hù)一段或二段或快速主保護(hù)配合。時(shí)間元件：與相鄰線路配合段的時(shí)間配合。根據(jù)實(shí)際，以短延時(shí)斷開母聯(lián)或分段斷路器，以長延時(shí)斷開變壓器本側(cè)斷路器。方向元件：根據(jù)實(shí)際考慮是否經(jīng)方向，方向應(yīng)

21、指向本側(cè)母線。零序方向的零序電壓、零序電流的采用？第43頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定零序過流一段：零序方向的零序電壓、零序電流的采用Q/GDW 175-2008 變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范第44頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定零序過流二段：電流元件：與相鄰線路零序過流保護(hù)后備段配合。時(shí)間元件：與相鄰線路配合段的時(shí)間配合。根據(jù)實(shí)際，以短延時(shí)斷開母聯(lián)或分段斷路器，以長延時(shí)斷開變壓器各側(cè)斷路器。方向元件：不應(yīng)經(jīng)方向閉鎖。第45頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)

22、整定靈敏度校驗(yàn)：Ksen=式中：Ik.0.min 母線接地故障流過保護(hù)安裝處的最小零序電流。第46頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器后備保護(hù)整定(6)中性點(diǎn)間隙保護(hù)：為限制變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的中性點(diǎn)過電壓，在變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)放電間隙，經(jīng)間隙接地時(shí)，投入反應(yīng)間隙放電的零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)；變壓器未裝設(shè)放電間隙，不接地運(yùn)行時(shí)，應(yīng)投入零序電壓保護(hù)。放電間隙零序電流保護(hù)：當(dāng)流過擊穿間隙的電流大于或等于100A時(shí)保護(hù)動(dòng)作。零序過電壓：取150180V，110kV變壓器通常取150V。動(dòng)作時(shí)間：0.30.5S。第47頁，共83頁，2022年，5月20日，4

23、點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，容量的擴(kuò)大，系統(tǒng)的短路電流不斷增大，短路時(shí)大電流的沖擊嚴(yán)重威脅著變壓器的安全，尤其是變壓器外部出口短路，由于短路電流大，故障切除時(shí)間長，由此造成的變壓器損壞已經(jīng)成為一個(gè)普遍而嚴(yán)重的問題。針對這一問題，山東電力調(diào)度中心于1997年下發(fā)文件，要求增設(shè)變壓器時(shí)限速斷保護(hù)。至今，變壓器時(shí)限速斷保護(hù)在山東電網(wǎng)已經(jīng)運(yùn)行十余年，對保護(hù)變壓器安全發(fā)揮著重要作用。第48頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)DL_T_584-2007 3110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程c第49頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)

24、59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)變壓器時(shí)限速斷保護(hù)的配置1.1 時(shí)限速斷保護(hù)的配置方案在降壓變壓器的中、低壓側(cè)增設(shè)一段三時(shí)限保護(hù)，分別作用于本側(cè)母聯(lián)（分段）斷路器、本側(cè)斷路器。目前廣泛采用微機(jī)保護(hù)，多數(shù)廠家的保護(hù)裝置都能夠滿足此要求。 第50頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)1.2 時(shí)限速斷保護(hù)的整定原則增設(shè)的時(shí)限速斷保護(hù)主要是為了切除變壓器外部出口處的嚴(yán)重故障，因此，滿足母線故障靈敏度足夠即可。具體整定原則：(1)與本側(cè)出線的速斷保護(hù)配合。(2)保證本側(cè)母線故障靈敏度足夠，應(yīng)該有1.5以上的靈敏系數(shù)。(3)動(dòng)作時(shí)間：帶一個(gè)時(shí)間級差作用于本側(cè)母聯(lián)（分段）

25、斷路器以縮小故障范圍；帶兩個(gè)時(shí)間級差作用于本側(cè)斷路器。第51頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)根據(jù)需要，考慮設(shè)置作用于總出口的時(shí)限，主要是為了解決變壓器中、低壓側(cè)斷路器失靈的問題。隨著高阻抗變壓器的應(yīng)用， 如果變壓器高壓側(cè)后備保護(hù)可能對低壓側(cè)故障沒有靈敏度。下表是一臺(tái)普通變壓器與一臺(tái)高阻抗變壓器的阻抗標(biāo)幺值，從表中可以看到，高阻抗變壓器低壓側(cè)阻抗要大得多。名稱容量（MVA）高中低普通變1800.807-0.0670.497高阻變1800.895-0.0792.313第52頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)廠站名稱設(shè)

26、備名稱高壓側(cè)過流定值（一次值A(chǔ)）高壓側(cè)保護(hù)靈敏度崗崳站#1、2主變7080.449沙旺站#1主變6000.615#2主變6960.812海發(fā)站#1主變6001.118寧海站#1主變7080.887竹林站#1、2主變5880.634第53頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)如果變壓器高壓側(cè)后備保護(hù)對中、低壓側(cè)母線故障無靈敏度時(shí)，則在變壓器的中、低壓側(cè)配置兩套完全獨(dú)立的后備保護(hù)作為中、低壓母線的主保護(hù)及后備保護(hù)。但是，這僅僅是解決了保護(hù)拒動(dòng)的問題，不能解決斷路器失靈的問題。實(shí)際運(yùn)行中，斷路器失靈的現(xiàn)象是客觀存在的。當(dāng)中、低壓側(cè)保護(hù)設(shè)置動(dòng)作于總出口的時(shí)限后即可解

27、決該問題。第54頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)2 變壓器時(shí)限速斷保護(hù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)變壓器時(shí)限速斷在山東電網(wǎng)已經(jīng)運(yùn)行十多年了，有效地保證了變壓器的安全。但是，也暴露出一些問題，主要表現(xiàn)在：(1)出現(xiàn)過由于出線CT飽和，造成變壓器時(shí)限速斷越級動(dòng)作的現(xiàn)象。(2)隨著35kV變電站所帶變壓器容量的增大，變壓器35kV側(cè)的時(shí)限速斷保護(hù)與出線保護(hù)難以配合，出現(xiàn)過由于整定值選取不合適，導(dǎo)致時(shí)限速斷保護(hù)越級動(dòng)作或拒動(dòng)的現(xiàn)象。第55頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)3 問題的解決毋庸置疑，變壓器時(shí)限速斷保護(hù)對保護(hù)變壓器安全運(yùn)行發(fā)揮著不

28、可替代的作用。合理解決上述問題，將使變壓器時(shí)限速斷更好地發(fā)揮作用。第56頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)3.1 對出線CT飽和造成變壓器時(shí)限速斷保護(hù)越級問題的解決：要解決這一問題，只要選取合理的整定值即可。通常，出線的CT變比較小，變壓器的CT變比較大，當(dāng)故障電流很大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致出線CT飽和，如果出線的保護(hù)定值整定過大，將導(dǎo)致出線保護(hù)拒動(dòng)，從而造成時(shí)限速斷保護(hù)越級動(dòng)作。因此整定計(jì)算中，要充分考慮CT飽和倍數(shù)，保護(hù)動(dòng)作值應(yīng)控制在CT飽和倍數(shù)以內(nèi)，如果因此導(dǎo)致出線保護(hù)失去選擇性，應(yīng)采取措施，如增加CT變比，在采取有效措施之前，只能犧牲出線保護(hù)的選擇性，局部問

29、題局部解決。第57頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)3.2 變壓器35kV側(cè)時(shí)限速斷與出線保護(hù)難以配合問題的解決：當(dāng)35kV線路保護(hù)的速斷保護(hù)定值過大時(shí)，變壓器的時(shí)限速斷保護(hù)與之配合后，無法保證對母線的靈敏度，兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)尤為嚴(yán)重。這時(shí)，時(shí)限速斷保護(hù)形同虛設(shè)，將造成拒動(dòng)。如果不考慮與出線配合，僅僅保證母線故障靈敏度，將造成越級動(dòng)作。這些都是不可取的。第58頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)要解決這個(gè)問題，一是需要將時(shí)限速斷保護(hù)的整定原則變更為與出線的速斷保護(hù)或時(shí)限速斷保護(hù)配合；二是要求35kV線路保護(hù)配置三

30、段保護(hù)。第59頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)第60頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)如圖：開關(guān)2配置三段保護(hù)，其中段必須保證對線末故障有規(guī)程規(guī)定的靈敏度，在此基礎(chǔ)上，首先按躲35kV變壓器低壓側(cè)故障整定（如35kV變電站兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，則考慮并列運(yùn)行的方式），如果能保證線末故障靈敏度，二段動(dòng)作時(shí)間整定為0.3S；如躲不過雙變，則躲單變，二段時(shí)間與開關(guān)1的時(shí)限速斷保護(hù)作用于低壓側(cè)母聯(lián)（分段）開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間配合，整定為0.6S；如果仍躲不過，二段與開關(guān)1的時(shí)限速斷保護(hù)配合，時(shí)間與開關(guān)1的時(shí)限速斷保護(hù)作用于本側(cè)開

31、關(guān)的時(shí)間配合，整定為0.9S。第61頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)開關(guān)4的時(shí)限速斷保護(hù)首先與開關(guān)2的段配合，如果對母線故障沒有靈敏度，則與開關(guān)2的段配合，動(dòng)作時(shí)間視具體情況，可能是0.6/0.9/1.2/1.5S。大量計(jì)算證明，這樣做比較容易保證靈敏度。第62頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)用增加一點(diǎn)時(shí)間換取保護(hù)的靈敏性與選擇性，應(yīng)該是可取的，況且最長動(dòng)作時(shí)間為1.5S跳本側(cè)，仍小于規(guī)程規(guī)定的2S的要求。DL_T_584-2007 3110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程，考慮變壓器的熱穩(wěn)定2S要求與電網(wǎng)配合

32、有關(guān)的變壓器各側(cè)的零序電流和相電流保護(hù)，其主要作用是作為變壓器、母線、母線上的出線及其他元件的后備保護(hù)，在某些情況下，例如母線本身未配置專用的母線保護(hù)時(shí)，還起到主保護(hù)作用。整定計(jì)算的基本原則是：d）變壓器外部短路故障，如短路電流大于任一側(cè)繞組熱穩(wěn)定電流時(shí)，變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)超過2s。第63頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器時(shí)限速斷保護(hù)4 時(shí)限速斷保護(hù)意義的延伸變壓器時(shí)限速斷保護(hù)應(yīng)用至今，其意義已經(jīng)不僅僅是保護(hù)變壓器安全了，而是作為一級配合段參與到整定配合中。 隨著變壓器容量的增大，按照近后備原則整定的220kV線路的距離保護(hù)、35kV線路的限時(shí)電流速斷保

33、護(hù)越來越難以做到躲過變壓器中、低壓側(cè)故障與保證線末故障靈敏度兼顧。這時(shí)，變壓器的時(shí)限速斷保護(hù)即可做為一級配合段參與進(jìn)來，線路保護(hù)與之配合，既可以保證選擇性，也可以保證靈敏性。第64頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，變壓器容量不斷增大，如110kV變壓器容量從20MVA、31.5MVA、40MVA、50MVA、63MVA不斷變大，致使變壓器10kV側(cè)后備保護(hù)已不能作為10kV配電線路的后備保護(hù)，當(dāng)10kV配電線路故障發(fā)生在變壓器10kV側(cè)后備保護(hù)范圍之外，10kV配電線路保護(hù)或開關(guān)又拒動(dòng)的情況下，會(huì)使10kV配電線路陷于無法切除故障的

34、狀態(tài)。第65頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析2 正常方式下110kV變壓器10kV側(cè)后備保護(hù)范圍分析(1)計(jì)算前提：a)變壓器以一個(gè)普通的額定容量為50MVA的110kV三圈變壓器為例變壓器型號：SFZ950000/110（YNd11）變壓器三側(cè)額定電流：Ieh=262.6A Iem=749.8A Iel=2724.3A變壓器低壓側(cè)阻抗標(biāo)么值：大方式下4.6651、小方式下5.0422第66頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析b)導(dǎo)線以常用的LGJ185型導(dǎo)線為例第67頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)

35、59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析(2)計(jì)算變壓器10kV側(cè)后備過電流保護(hù)定值：取1.4的系數(shù)，Igl=1.42724.3=3814.0A第68頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析(3)計(jì)算小方式下，線路兩相短路的靈敏系數(shù)1.5，過流定值取3814.0A時(shí)能保護(hù)導(dǎo)線的長度LIgl= = =3814.0A 計(jì)算得能保護(hù)導(dǎo)線的長度L=0.918公里式中：Ij基準(zhǔn)電流Xxt*min小方式下10KV母線系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值 X*導(dǎo)線每公里阻抗標(biāo)么值，LGJ185導(dǎo)線每公里阻抗標(biāo)么值4.026 L被保護(hù)導(dǎo)線的長度第69頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星

36、期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析計(jì)算小方式下，線路兩相短路的靈敏系數(shù)取1.0，過流定值取3814.0A時(shí)能保護(hù)導(dǎo)線的長度LIgl= =計(jì)算得能保護(hù)導(dǎo)線的長度L=2.004公里第70頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析不同容量變壓器各取一個(gè)普通的變電站進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析如下（以下計(jì)算均按小方式下線路末端兩相短路1.0靈敏度計(jì)算分析）:變壓器容量(MVA)變壓器10kV側(cè)過流保護(hù)能夠保護(hù)的10kV配電線路長度(kM)LGJ240型導(dǎo)線LGJ185型導(dǎo)線240電纜185電纜631.513 1.456 5.770 5.127 502.137 2.0048.405 7.467

37、403.434 3.054 13.097 11.635 31.53.911 3.634 13.770 12.234 206.781 6.526 25.862 22.977 第71頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析通過以上的分析及表一所示，我們可以看到，隨著電網(wǎng)容量的增大，大容量變壓器的使用，變壓器10kV側(cè)后備保護(hù)的遠(yuǎn)后備性能不斷惡化，嚴(yán)重的僅能保護(hù)出線的出口短路。而10kV配電線路的保護(hù)、開關(guān)都是按單套配置，一旦開關(guān)或保護(hù)出現(xiàn)問題不能跳閘，將使10kV配電線路陷于無法切除故障的狀態(tài)。第72頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器

38、遠(yuǎn)后備性能分析3 變壓器10kV后備保護(hù)對10kV配電線路遠(yuǎn)后備性能的影響因素分析變壓器10kV后備保護(hù)過流定值按1.4-1.6倍變壓器額定負(fù)荷整定，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于所有出線保護(hù)的最長時(shí)間。該保護(hù)應(yīng)作10kV配電線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，當(dāng)10kV配電線路的保護(hù)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)切除故障。第73頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析3.1 變壓器容量對保護(hù)范圍的影響10kV配電線路按應(yīng)用最多的LGJ185型導(dǎo)線考慮，不同容量變壓器10kV后備保護(hù)能夠保護(hù)10kV配電線路的長度如圖所示：分析結(jié)果表明，變壓器的容量越大，其10kV后備保護(hù)對10kV配電線路的遠(yuǎn)后備能力越差。

39、第74頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析3.2 10kV系統(tǒng)阻抗對保護(hù)范圍的影響以50MVA變壓器為例進(jìn)行計(jì)算，后備保護(hù)定值按1.4倍變壓器額定電流計(jì)算，10kV配電線路按應(yīng)用最多的LGJ185型導(dǎo)線考慮，不同10kV系統(tǒng)阻抗時(shí)變壓器10kV后備保護(hù)能夠保護(hù)10kV配電線路的長度如圖所示：第75頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二變壓器遠(yuǎn)后備性能分析分析結(jié)果表明，10kV系統(tǒng)阻抗越大，變壓器10kV后備保護(hù)對10kV配電線路的遠(yuǎn)后備能力越差。10kV系統(tǒng)阻抗包括系統(tǒng)阻抗和變壓器阻抗，而系統(tǒng)阻抗相差不大，因此變壓器阻抗越大，其10kV后備保護(hù)對10kV配電線路的遠(yuǎn)后備能力越差。第76頁，共83頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期二3.3 10kV配電線路的導(dǎo)