220kV變壓器後備保護整定詳解

摘要：通(tong)過(guo)介(jie)紹(shao)變(bian)壓(ya)器(qi)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)的(de)配(pei)置(zhi)原(yuan)則(ze)
，引(yin)出(chu)常(chang)規(gui)複(fu)合(he)電(dian)壓(ya)閉(bi)鎖(suo)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)配(pei)置(zhi)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)當(dang)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)問(wen)題(ti)，並(bing)結(jie)合(he)實(shi)際(ji)提(ti)出(chu)在(zai)主(zhu)變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)後(hou)備(bei)增(zeng)設(she)一(yi)段(duan)純(chun)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)的(de)方(fang)案(an)。

關鍵詞：變壓器後備保護
；保護配置；繼電保護

變(bian)壓(ya)器(qi)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)包(bao)括(kuo)相(xiang)間(jian)短(duan)路(lu)的(de)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)和(he)接(jie)地(di)短(duan)路(lu)的(de)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)，後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)可(ke)作(zuo)為(wei)變(bian)壓(ya)器(qi)本(ben)體(ti)差(cha)動(dong)保(bao)護(hu)的(de)後(hou)備(bei)。也(ye)可(ke)對(dui)變(bian)壓(ya)器(qi)外(wai)部(bu)故(gu)障(zhang)引(yin)起(qi)的(de)過(guo)電(dian)流(liu)起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)，作(zuo)為(wei)變(bian)壓(ya)器(qi)各(ge)側(ce)母(mu)線(xian)以(yi)及(ji)部(bu)分(fen)出(chu)線(xian)的(de)遠(yuan)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)[1]。

對(dui)外(wai)部(bu)接(jie)地(di)短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)，采(cai)用(yong)零(ling)序(xu)過(guo)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)或(huo)零(ling)序(xu)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)，根(gen)據(ju)保(bao)護(hu)選(xuan)擇(ze)性(xing)要(yao)求(qiu)，確(que)定(ding)是(shi)否(fou)采(cai)用(yong)零(ling)序(xu)功(gong)率(lv)方(fang)向(xiang)元(yuan)件(jian)。對(dui)外(wai)部(bu)相(xiang)間(jian)短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)
，可(ke)采(cai)用(yong)過(guo)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)，但(dan)純(chun)過(guo)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)僅(jin)僅(jin)適(shi)用(yong)於(yu)容(rong)量(liang)較(jiao)小(xiao)的(de)單(dan)側(ce)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)。對(dui)於(yu)大(da)容(rong)量(liang)變(bian)壓(ya)器(qi)，過(guo)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)往(wang)往(wang)靈(ling)敏(min)度(du)不(bu)足(zu)，這(zhe)時(shi)可(ke)裝(zhuang)設(she)帶(dai)複(fu)合(he)電(dian)壓(ya)閉(bi)鎖(suo)的(de)過(guo)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)，以(yi)提(ti)高(gao)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)的(de)靈(ling)敏(min)性(xing)[2-3]。

複合電壓閉鎖的過流保護雖然提高了保護動作的靈敏性，但犧牲了變壓器後備保護的部分可靠性。

1 主變壓器過負荷整定的原因

如圖1 所示，配備常規保護的220 kV 主變在變電站重負荷情況下並列運行
，若全站負荷大於最小變壓器容量1.3倍bei時shi發fa生sheng另ling一yi台tai變bian壓ya器qi跳tiao閘zha，由you於yu負fu荷he轉zhuan移yi可ke能neng引yin起qi運yun行xing主zhu變bian嚴yan重zhong過guo載zai而er造zao成cheng主zhu變bian受shou損sun或huo燒shao毀hui。故gu從cong方fang式shi安an排pai的de角jiao度du考kao慮lv

，在zai重zhong負fu荷he情qing況kuang下xia將jiang主zhu變bian的de中zhong壓ya側ce母mu線xian分fen列lie運yun行xing（低壓側一般也分列運行），2 台主變各自承擔一部分負荷，這樣就保證在任一主變跳閘後直接甩掉一段母線
，從而避免負荷轉移威脅另一台主變安全運行。

上述分列運行方式雖然解決了主變過載可能受損的問題，但存在如下弊端。

因負荷分配難以合理、準確安排，在重負荷時，導致某一時段分列運行的2台主變之間負載率相差較大，一台輕載，而另一台又幾乎滿載甚至過載
，不能充分發揮2台主變的有效容量；在輕負荷時
，分列運行造成變電站供電可靠性降低。

造成電網結構變化
，方式較多，使保護定值的整定計算複雜化。

使該片電網方式倒換變得複雜。

為此，根據當前保護配置的實際情況，將2 台並列運行的220 kV 主變中壓側後備保護增設一段二時限純過流保護（先後跳開中壓側母聯和主變中壓側開關），zheyangzaiyitaizhubiantiaozhahou，yunxingzhubianruoyinfuhezhuanyierguozai
，zheshiyunxingzhubiandechunguoliubaohudongzuojiuhuichangyanshitiaokaimulianshuaidiaoguzhangzhubiansuoliandemuxian，ruomuliantiaozhashiling
，zetiaokaiyunxingzhubianzhongyacekaiguan，shuaidiaoquanbuzhongyacefuhe，quebaoyunxingzhubiandeanquan。

2 整定方案

2.1 按整定規程確定的原則

DL/T 584—2007《3 kV ～ 110 kV 電網繼電保護裝置運行整定規程》、DL/T 559—2007《220 kV ～ 750 kV 電網繼電保護裝置運行整定規程》中關於變壓器保護有以下描述[4-5]。

變壓器過電流保護按Idz = K k/K f×IFH.max 原則整定，其中K k 為可靠係數
，取1.2～ 1.3，K f 為返回係數

，電磁型取0.85，微機型取0.95
，IFH.max 為wei最zui大da負fu荷he電dian流liu，複fu合he電dian壓ya閉bi鎖suo的de過guo電dian流liu保bao護hu，隻zhi考kao慮lv變bian壓ya器qi的de額e定ding電dian流liu，無wu複fu合he電dian壓ya閉bi鎖suo的de過guo電dian流liu保bao護hu，最zui大da負fu荷he電dian流liu應ying適shi當dang考kao慮lv電dian動dong機ji的de自zi啟qi動dong係xi數shu。

取K k = 1.2 ，K f = 0.95


，因動作時間長不考慮電動機的自啟動係數，IFH.max 取1.1倍變壓器的額定電流，得到Idz = 1.39 In（In 變壓器中壓側額定電流，計算時額定電壓取115 kV）。

2.2 按變壓器運行規程確定的原則

DL/T 572—2010《電力變壓器運行規程》中，關於各類負載狀態下負載電流和溫度的最大限值如表1 所示（當製造廠有關超額定電流運行的明確規定時

，應遵守製造廠的規定）。

表1 變壓器負載電流和溫度的最大限值表

中型變壓器：三相額定容量不超過100 MVA ，單相最大容量為33.3 MVA 的電力變壓器。大型變壓器：超過中型變壓器規定容量限值的電力變壓器。

2.3 按湖北省公司文件規定

《湖北省電力公司關於印發變壓器過負載運行指導性意見（試行）》中zhong，關guan於yu變bian壓ya器qi短duan期qi急ji救jiu負fu載zai有you以yi下xia表biao述shu。由you於yu係xi統tong中zhong發fa生sheng事shi故gu，使shi變bian壓ya器qi嚴yan重zhong超chao額e定ding負fu載zai運yun行xing，繞rao組zu熱re點dian溫wen度du可ke能neng達da到dao危wei險xian的de程cheng度du，並bing有you可ke能neng導dao致zhi暫zan時shi的de絕jue緣yuan強qiang度du下xia降jiang
，應ying盡jin量liang避bi免mian這zhe種zhong運yun行xing方fang式shi的de發fa生sheng。

短期急救負載運行方式，不應超過0.5 h，負載電流不應超過額定電流的1.3倍，變壓器頂層油溫不超過105 ℃。

2.4 整定計算方案結論

考慮到主變低壓側有功負荷一般不會超過主變容量的10% ，本方案擬在220 kV 主變中後備保護中增設一段純過流保護，取動作電流Idz = 1.3 In（In 變壓器中壓側額定電流），分別以T1 － 2 s跳分段（母聯）開關、T1 跳變壓器110 kV 本側開關（T1 為保護裝置可整定最長時間）。

由於220 kV 變電站低壓側通常有無功反送（電容補償器產生的），故主變中後備純過流保護在Idz = 1.3 In 動作時，主變高壓側負載約在主變容量的1.3～ 1.4倍之間。

2.5 整定計算實例

220 kV 某變電站的2 台主變參數如下：#1、#2 主變額定電壓為230 +（1±8×1.25%）/121/38.5 kV ，額定電流為602.45/1145.16/1799.53， A額定容量為240/240/120 MVA，中壓後備電流互感器變比為1600/1。

在主變壓器中後備增設一段純過流保護
，計算#1、#2 主變中後備限時速斷電流定值Idz（110kV 側，長延時純過流段）：

Idz = 1.3×1145.16/1600 = 0.93 A/18 。s/20 s

18 s時限為延時跳110 kV 母聯（分段）開關，20 s時限為延時跳#1、#2 主變中壓側開關，20 s為保護裝置可整定最長時間。主變保護裝置是PCS —978GE —D 型變壓器成套保護裝置。

2.6 實施方案及注意事項

隻對電網中運行最大負荷超過最小主變容量1.3倍的重負荷變電站實施。

方式安排應注意中壓側兩段母線負荷均勻分配

，確保在一台主變跳閘時，純過流保護所切除負荷合適。

yingzhuyixiajifuhezhandebeizitoufangshi，bunengzaizhubianchunguoliubaohudongzuoqiechufuhehou，beizitoudongzuoyouhuifubeiqiechudebufenfuheduiyunxingzhubianzaochengchongjitiaozha。

當低壓側負荷發生較大變化時
，須校核該定值。對重要用戶
，須考慮及時恢複供電預案。

3 結束語

變壓器後備保護對變壓器、電網的安全穩定運行以及供電可靠性有著不可或缺的作用，本文提出了在220 kV 變壓器後備保護增設一段過負荷保護整定方案，解決了具有多台主變的變電站在大負荷情況下運行方式安排難、保護定值整定計算複雜等問題

，具有很好的實用意義。

（來源：變壓器技術雜誌，版權歸原作者）