110千伏變電站主變壓器縱差保護存在的問(wèn)題及解

摘要：針對電力系統末端山區電網(wǎng)短路電抗的巨大差異，從110千伏變電站主變壓器縱差保護的整定和靈敏度校核兩方面探討整定中的問(wèn)題及解決方法。關(guān)鍵詞：干線(xiàn)變壓器；縱向差異；設定；縱差保護是干式變壓器的主要保護之一，它以環(huán)流原理為基礎，并與干式變壓器各側電流的幅值和相位原理相比較。正常運行時(shí)，在保護范圍外發(fā)生故障時(shí)，保護裝置不會(huì )動(dòng)作，因為保護裝置內沒(méi)有動(dòng)作電流流動(dòng)；然而，當干式變壓器的繞組和出線(xiàn)發(fā)生多相短路故障時(shí)，大電流接地系統側的繞組和出線(xiàn)發(fā)生單相接地短路，繞組匝間發(fā)生短路故障時(shí)，干式變壓器每側的斷路器可以快速選擇性地跳閘，從而達到快速排除故障和保護干式變壓器的目的。蕉嶺電網(wǎng)作為山區縣級電網(wǎng)，位于電力系統的末端，不僅受電力系統運行方式變化的影響很大，而且受電網(wǎng)中小水電站等地方電源裝機容量的影響也很大。其90%以上的裝機容量為無(wú)水庫調節的小水電站，導致系統(包括本地電源)向縣級電網(wǎng)變電站提供的短路電抗相差較大(大運行模式下提供給110千伏變電站110千伏母線(xiàn)的短路電流是小運行模式下的3倍以上)，從而將縣級電力提供給縣級。以2#主變壓器SSZ9-40000/115/38.5/11的整定計算為例， 以蕉嶺電網(wǎng)110千伏新浦變電站為例，說(shuō)明縱差保護整定和校驗中應注意的問(wèn)題。 1相關(guān)參數：電力系統(包括就地供電)向110千伏新浦變電站110千伏母線(xiàn)提供的大運行方式和小運行方式的正序短路電抗分別為：x大方式=0.0710和x小方式=0.2156；以上數值均為標準值。如果其參考電容SB=100毫伏，參考電壓U B=115kV千伏，其參考電抗XB=UB2/sb=132.25。2#干線(xiàn)變壓器參數：SSZ9-40000/115/38.5/11型，額定分接時(shí)短路電壓百分比為：高至中壓UT(1-2)%=9.6，中至低壓UT(2-3)%=6.8，高至低壓UT (1-3)%=17高壓側IE額定電流=200.8A.2數據計算為計算過(guò)程的可視化顯示，其平均額定電壓UC=115kV。110kV、35kV、10kV母線(xiàn)短路點(diǎn)名稱(chēng)分別為d 1、d2、d3，短路電流為Id1、Id2、Id3分別。變電站的正常運行方式是2#主變壓器先立運行。變電所主要供應建材用電；小水電站接入本站35kV、10kV母線(xiàn)的供電能力小，它們提供給本變電站母線(xiàn)的短路電流小，可以忽略不計。此外，由于電網(wǎng)中r <0.3x，根據GB/T 15544進(jìn)行三相交流系統短路電流計算時(shí)，可以忽略計算中的電阻。電力系統向車(chē)站提供的110千伏母線(xiàn)短路電流計算如下：正序三相短路電流I(3)d1大=7.08ka小運行方式下，正序三相短路電流I(3)dI小=2.33 Ka在小運行方式下，正序兩相短路電流為I(2)d1小=2.02kA，在2#主變壓器運行時(shí)，較大方式下只提供35kV和10kV母線(xiàn)對站短路電流的計算。各繞組短路電壓百分比的計算：高壓側繞組短路電壓按V1%=10.3計算；中壓繞組短路電壓按V2%=-0.7計算；低壓側繞組短路電壓按V3%=7.5計算。各繞組等效電抗計算：高壓側繞組電抗X1=34.05；中壓側繞組電抗x2=0；低壓側繞組電抗為X3=24.80。在馬克西 #p#分頁(yè)標題#e#

根據相關(guān)技術(shù)規定，繼電保護和安全自動(dòng)裝置應滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和快速性的要求。同時(shí)，根據本規范的規定，靈敏度是指當設備或線(xiàn)路的保護范圍內發(fā)生金屬短路時(shí)，保護裝置應具有必要的靈敏度系數。靈敏度系數應根據正常運行模式(包括正常維護)和故障類(lèi)型計算。根據此規定，干式變壓器縱差保護中差動(dòng)電流分量短路保護的較小靈敏度系數不應小于“2.0”，即KLM2，其中I(2)d1小=2.02kA，則IDZI(2)d1小/2=1.01kA，以滿(mǎn)足較小靈敏度系數不小于2.0的要求?，F在問(wèn)題來(lái)了。差動(dòng)動(dòng)作電流的整定值可以避免涌流，但如果根據避免外部短路引起的較大不平衡電流來(lái)設定，差動(dòng)動(dòng)作電流的整定值應大于I(3)d2，即1.53kA；如果要滿(mǎn)足靈敏度要求，差動(dòng)電流元件的整定值應小于1.01千伏安，對于主變壓器的縱差保護，應根據避免外部短路引起的較大不平衡電流來(lái)整定，還是應滿(mǎn)足靈敏度要求。從作者的角度來(lái)看，滿(mǎn)足靈敏度要求是較好位的。滿(mǎn)足靈敏度要求是保證可靠運行的前提，即保證差動(dòng)保護在保護范圍內發(fā)生短路故障時(shí)能迅速切斷故障，使其在運行時(shí)動(dòng)作，較終達到保護主變壓器和電網(wǎng)的目的。因此，在整定方案中，110千伏新浦變電站2#主變壓器差動(dòng)運行電流整定為1.01千伏安，可避免勵磁涌流，滿(mǎn)足靈敏度要求；為解決外部短路引起的較大不平衡電流無(wú)法避免的問(wèn)題，結合主變壓器微機保護裝置的特點(diǎn)，不僅投入差動(dòng)速斷保護，

也投入比率差動(dòng)保護，以提高保護躲過(guò)外部短路時(shí)產(chǎn)生的較大不平衡電流的能力。該保護方案作為繼電保護方案特殊處理方式，經(jīng)過(guò)主管安全生產(chǎn)領(lǐng)導審批后，至今運行已超過(guò)一年時(shí)間，未發(fā)生拒動(dòng)或者誤動(dòng)事故，確保了電網(wǎng)和設備的安全、穩定運行。 將110kV 新鋪變電站2#主干式變壓器的整定經(jīng)驗，應用到蕉嶺電網(wǎng)內，同樣存在整定難題的其余6個(gè)110kV和35kV變電站，共11臺主干式變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護動(dòng)作電流的整定上，以上所有保護方案已運行一年以上，均未發(fā)生保護的拒動(dòng)或者誤動(dòng)事故，保護正確動(dòng)作率為100%，從而為確保電網(wǎng)的安全運行作出了努力。