變壓器后備保護拒動原因分析及對策探討

李　濤（洛陽三隆安裝檢修有限公司,河南　洛陽　471012）

變壓器后備保護拒動原因分析及對策探討

李濤
（洛陽三隆安裝檢修有限公司,河南洛陽471012）

由一變電站主變壓器和側復合電壓閉鎖過電流保護拒動的事故，突然當故障出現時針對側主變壓器在相鄰的線路遠端，并且保護裝置或者切斷電路裝置，如果當其中一個發生拒動現象，進而使后備保護實效，擴大了受損面積，造成嚴重后果這一問題，提出了一種能夠快速診斷出故障位置并及時面對問題作出相應對策的方法。

變壓器；保護拒動；保護失效；診斷故障

1　變壓器的后備保護以及其拒動原因分析

1.1 解析變壓器的后備保護

以拒動事故中三繞組變壓器的保護為例，當線路中故障點出現后，要實現當其一側斷路器跳開后，其他兩側仍能正常工作，應該有選擇的跳開離事故點近的一側的斷路器,這樣才能保證另兩側電路繼續正常無誤運行。當變壓器內出現故障點時，安裝在變壓器兩側或三側的保護裝置會迅速斷開三側斷路器，讓變壓器停止工作，從而使變壓器的后備保護得以實現。

1.2解析后備保護矩動

某110KV變電站的電氣部分主接線圖如圖1所示。從接線圖看出電路中1號主變后備保護采用的是復壓過流保護，當電路中主變中壓側的后備保護因鋼廠線303斷路器的矩動而相應矩動，高壓側后備保護跳閘。從事故分析發現，變壓器中壓側出線末端存在故障點，由于低電壓部分的線電壓低于母線殘壓，且三相短路，致使中壓側的電壓部分異常，從而不能實現后備保護。故障之所以能被切除，是因為電壓部分出現錯誤，使高壓側后備保護成為了不帶電壓閉鎖的純過電流保護。

2　　理論分析保護矩動并實例計算

根據上述分析可知，事故發生時，低電壓部分的線電壓低于母線殘壓，低電壓元器件不工作，電壓保護閉鎖，后備保護不能實現，這是造成主變中壓側復壓過流保護拒動的本質原因。下文從理論上詳解了此事故發生的原因，就變壓器的相鄰電路出現兩相和三相短路時，過電流原件、低壓元件和負序電壓原件的保護范圍進行了實例計算。

以圖2為簡化系統接線，在圖3中，ZL是線路的等值正序阻抗，ZS是主變阻抗和系統構成的系統的等值正序阻抗，低壓元件的整定值是Uset=aUN。過渡電阻忽略不計，以下分別計算分析圖2中不同元件的保護范圍。E*=1是系統電壓標幺值。

2.1 低電壓部分保護范圍的計算

Ub是主變中壓側的母線殘壓，則Ub =（Z L *E*/Z L *+Z S *）U N 。K sen 為低電壓部分后備保護靈敏度系數，Z L * 為線路阻抗標幺值，則 Z L *=aZ s */(K sen -a)。線路單位長度的阻抗標幺值是Z UL * ，低電壓部分的保護范圍是L1，則 L 1 =Z L */Z UL *=aZ s */[(K sen -a)Z UL *]。如果實際線路長度大于L1，不僅會影響到低電壓部分的靈敏性，而且會使后備保護發生矩動。

2.2 負序電壓部分保護范圍的計算

Z L * 是線路阻抗標幺值，則 Z L *=[(1-2βK sen )Z S *]/2βK sen 。L N 是負序電壓部分的保護范圍，則 L N =（Z L */Z UL *）=[(1-2βK sen )Z S *]/2βK sen Z UL*。.如果實際線路長度大于LN，不僅會影響到負序電壓部分的靈敏性，而且會使后備保護發生矩動。

2.3 過電流部分保護范圍的計算

Z L * 是線路阻抗標幺值，則 Z L *=K K /λK sen -Z s *。過電流部分的保護范圍為LO，則

如果實際線路長度大于LO，不僅會影響到過電流部分的靈敏性，而且會使后備保護發生矩動。

3　　具體的應對措施

3.1復合電壓閉鎖運用在變壓器過流保護中的必要性

變壓器在運行時要具備一定的過負荷運行能力是變壓器正常運行的基本要求。變壓器在運行過程中的負載能力不同，如果變壓器過電流的保護值由于變壓器的負載能力不同而被確定為不同固定值的話，將大大降低變壓器的靈敏度，過電流保護現象也會發生。復合電壓閉鎖適用于變壓器過流保護。由此降低了過電流元件的整定值，不僅使變壓器超額定負荷電流運行時不會誤動，而且大大增強了靈敏度。

3.2低電壓元件矩動時復壓過流保護的應對措施

變壓器過流保護采用復合電壓閉鎖后，雖然提高了過流元件的靈敏度，但不能保證復合電壓元件的靈敏度，這也會影響到變壓器后備保護整體的靈敏度。在某些情況下，不帶電壓閉鎖的純過流保護，在復壓過流保護的低電壓元件矩動時，依然可以正確動作。所以，最好的措施是，將現有的復壓電流段保留，同時增加一段純過流保護。

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術規程[S]．北京：中國電力出版社，2006.