500千伏系統干式變壓器保護配置探討

從保護范圍、后備保護配合關(guān)系、運行方式靈活性等方面分析了500kv系統接干式變壓器的保護配置方案。根據加強主保護、簡(jiǎn)化后備保護的原則，提出了一種新的500kv聯(lián)絡(luò )干式變壓器保護配置方案。關(guān)鍵詞：干式變壓器保護；配置方案；500kv系統0簡(jiǎn)介目前系統中常用的500kv系統連接干式變壓器的微機保護配置基本遵循電磁型或晶體管硬件級的保護配置方案。隨著(zhù)微機繼電保護技術(shù)的發(fā)展和成熟，為500kv系統接干式變壓器保護提出新的保護配置方案提供了依據和可能性。干式變壓器繼電保護的基本功能是保護干式變壓器的安全。應根據干式變壓器可能出現的故障形式和故障時(shí)可能采取的保護措施來(lái)選擇和配置保護。干式變壓器保護的配置應體現加強主保護、簡(jiǎn)化后備保護的原則。1 500kv接觸式干式變壓器電流保護配置微機型干式變壓器保護一般配置兩套先立的保護裝置。正常運行時(shí)，兩套保護均采用干式變壓器的主ta。旁路開(kāi)關(guān)送干式變壓器時(shí)，一套保護使用套管ta，另一套保護停用(如圖1所示)。每套保護都配有主保護和備用保護。除干式變壓器本體保護(本文不討論)外，主保護一般配有相電流差動(dòng)保護和具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護。后備保護配置如下：相間故障采用阻抗保護。方向指向干式變壓器，干式變壓器作為干式變壓器高(中)壓側繞組和對側母線(xiàn)的后備保護，對中(高)壓側母線(xiàn)故障有足夠的靈敏度，且未安裝振蕩閉鎖電路，其動(dòng)作時(shí)間不小于1.5s，其反向偏移阻抗部分作為該側母線(xiàn)故障的后備保護。設置一段兩個(gè)時(shí)限，較好個(gè)時(shí)限跳至對側斷路器，第二個(gè)時(shí)限跳至各側斷路器。接地故障采用零序電流保護。設置兩段零序電流保護，較好段零序方向電流保護，指向本地母線(xiàn)，切掉本地斷路器；第二段零序電流保護無(wú)方向，動(dòng)作后各側斷路器跳開(kāi)。2電流保護配置方案存在的問(wèn)題1)接1)500kv系統的干式變壓器多為單相自耦變壓器，干式變壓器內部繞組對鐵芯(即地)的絕緣損壞，即單相接地故障應是干式變壓器內部故障的主要形式。反映相電流的差動(dòng)保護至少在保護原理上濾除零序電流分量，靈敏度不反映零序電流的差動(dòng)保護在干式變壓器發(fā)生單相接地故障時(shí)靈敏度高。2)保護整定計算復雜。根據上述保護配置原則，相間距離保護應與對面出線(xiàn)的距離保護相協(xié)調。由于干式變壓器阻抗大，當對向出線(xiàn)較短時(shí)，整定配合困難，只有增加動(dòng)作時(shí)間才能滿(mǎn)足選擇性要求。線(xiàn)路保護中的零序電流保護逐漸被接地距離保護取代，線(xiàn)路保護中為保護接地電阻大的故障而保留的較后一個(gè)零序電流的配合時(shí)間過(guò)長(cháng)，只能簡(jiǎn)單地與線(xiàn)路中的接地距離保護配合。對于非定向段的零序電流保護，由于自耦變壓器連接高壓側和中壓側的零序電流回路，需要配合高壓側的零序電流保護 5)后備保護短時(shí)限動(dòng)作縮小故障范圍，長(cháng)時(shí)限動(dòng)作斷開(kāi)干式變壓器各側斷路器的跳閘原理，對干式變壓器和系統有害。由于大部分后備保護采用套管電流互感器，如果在短時(shí)間內運行，可能無(wú)法縮小故障范圍。此外，后備保護本身運行時(shí)間長(cháng)，進(jìn)而人為增加保護動(dòng)作延時(shí)，不利于干式變壓器設備的安全，違背繼電保護原理。系統接觸式干式變壓器保護配置原則的探討1)主保護和后備保護的作用干式變壓器電流互感器室的任何故障，主保護都應具有保護能力，保護靈敏度應盡可能高，使保護能正確反映干式變壓器輕微故障時(shí)的情況，較大限度地減少故障對干式變壓器本身和電網(wǎng)的影響。干式變壓器的后備保護不同于線(xiàn)路后備保護。干式變壓器發(fā)生內部故障時(shí)，端口三相電流可能不大，三相電壓可能不低，對應的實(shí)測阻抗可能較大。因此，干式變壓器的后備保護實(shí)際上不能起到干式變壓器內部故障后備保護的作用。此外，干式變壓器保護不需要為線(xiàn)路提供后備保護。220kv及以上線(xiàn)路配有雙套高頻保護、多級相間、接地距離保護、零序電流保護和斷路器失靈保護，完全不需要干式變壓器提供后備保護。因此，干式變壓器的后備保護應作為該側母線(xiàn)和套管出線(xiàn)的后備保護。2)加強主保護500kv系統接觸干式變壓器多為單相自耦變壓器，單相接地故障應是干式變壓器內部故障的主要形式，相間短路的可能性極小，需要增加反映零序電流的差動(dòng)保護。單相自耦變壓器中性點(diǎn)安裝分相ct，不存在電流相位難以測量的問(wèn)題。此外，就微機保護而言，只需將中性點(diǎn)電流互感器接入保護并稍加修改軟件即可實(shí)現。當有旁路開(kāi)關(guān)送干式變壓器運行方式時(shí)，如果差動(dòng)保護不能切換到旁路開(kāi)關(guān)ct運行，干式變壓器的套管出線(xiàn)和旁路母線(xiàn)沒(méi)有快速保護，相當于母線(xiàn)運行沒(méi)有母線(xiàn)差動(dòng)保護，降低了繼電保護的保護等級，極大地影響了系統的安全穩定運行，違反了《"防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點(diǎn)要求"繼電保護實(shí)施細則》的要求。因此，當有旁路開(kāi)關(guān)送干式變壓器運行方式時(shí)，應在旁路開(kāi)關(guān)中設置一組電流互感器，切換到干式變壓器差動(dòng)保護。3)簡(jiǎn)化后備保護干式變壓器的后備保護在選擇性和靈敏度上遠不如主保護。干式變壓器內部故障時(shí)，后備保護可能不起作用。干式變壓器的后備保護應作為該側母線(xiàn)和套管出線(xiàn)的后備保護。高(中)電壓側之間短路及接地故障均采用無(wú)方向阻抗保護作為后備保護，設一段一時(shí)限，動(dòng)作后跳干式變壓器各側開(kāi)關(guān)。定值按與本側母線(xiàn)出線(xiàn)距離保護一段配合整定，時(shí)間可整定為0.5s，不經(jīng)振蕩閉鎖。取消高(中)壓側零序電流保護。中性點(diǎn)裝設零序電流保護，設一段一時(shí)限，當干式變壓器高壓側或中壓側斷開(kāi)時(shí)，對干式變壓器起到后備保護作用。定值按與高、中壓側出線(xiàn)較后一段零序電流配合，動(dòng)作后跳干式變壓器各側開(kāi)關(guān)。干式變壓器各側的過(guò)電流保護作為干式變壓器本身較基本的保護，其動(dòng)作電流按干式變壓器各側的額定電流整定，動(dòng)作時(shí)間按大于所有出線(xiàn)的動(dòng)作時(shí)間整定。動(dòng)作后跳干式變壓器各側開(kāi)關(guān)。4結束語(yǔ)合理配置干式變壓器繼電保護對保證干式變壓器安全運行至關(guān)重要，應根據干式變壓器可能的故障形式及故障時(shí)可能動(dòng)作的保護來(lái)選擇和配置保護。微機保護允許采用多種原理保護作為主保護，取長(cháng)補短。應重視干式變壓器主保護的作用，適當簡(jiǎn)化干式變壓器后備保護的配置。 來(lái)源：電氣商情網(wǎng)