主变高后备复合电压闭锁过流保护_王财宝

DOI:10.13882/j.cnki.ncdqh.2013.10.028

运行维护

Operation & Maintenance

主变高后备复合电压闭锁过流保护

王财宝，刘学佳，黄京波

（国网北京顺义供电公司，北京 顺义 101300）

摘要：介绍了在主变过流保护中加入复压闭锁条件的必要性，对如何提取电压量进行了详细阐述，对三种典型非正常运行方式下，如何使用主变高后备复合电压闭锁过流保护以及存在的问题进行了叙述，并提出了改进的方法。

关键词：高后备；复压闭锁；过流保护中图分类号：TM588.1

文献标志码：B

文章编号：1003-0867(2013)10-0030-02

主变高后备复合电压闭锁过流保护在限制外部故障引起变压器绕组过电流中发挥着重要作用，并可作为主变差动保护和低后备保护的后备保护。尤其在110 kV变电站中，由于主变保护设置相对简单，在差动保护或低后备保护拒动的情况下，高后备能否迅速、可靠动作，将直接影响变压器的安全。由于相关压板错误投退、定值整定不当等人为原因造成的主变高复压闭锁过流保护误动或拒动，从而使事故范围扩大的案例屡见不鲜，因此，对主变高复压闭锁过流保护进行系统分析势在必行。

图1 高复压闭锁过流保护原理接线图

1 主变过流保护设置复压闭锁的必要性及工作原理

通常，主变过流保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流整定。计算最大负荷电流时需要考虑以下两方面因素：一是对并列运行的变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器时，其他变压器中出现的过负荷。二是对降压变压器，考虑电动机自启动时的最大电流。整定值确定后，需要按照最小方式下主变低压侧相间短路校验保护的灵敏度。

对大容量及负荷变化较大的变压器而言，过电流保护按照上述原则整定后，灵敏度往往不能满足要求。为此考虑采用带复压闭锁的过电流保护，即在电流判据中串入低电压和负序电压的闭锁条件，只有电流和电压判据同时满足保护才能启动。虽然并联运行变压器切除和电动机自启动时电流较大，但均不会使复压闭锁开放，保护也就不会启动。因此，在过电流保护中加入复压闭锁条件后，可以降低电流继电器的整定值，只需按大于变压器的额定电流整定即可，从而提高了保护的灵敏度。

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保护的原理接线图如图1所示，其中复合电压部分由一个接于负序电压滤过器的负序过电压继电器KV2和一个接于线电压上的低电压继电器KV1组成。由于发生各种不对称故障时，都能出现负序电压，故负序过电压继电器KV2作为不对称故障的电压保护，而低电压继电器

KV1则作为三相短路故障时的电压保护。当KV1和KV2任意一个动作均会使或门H2输出高电位，如果此时H1也输出高电位，则经过延时T后动作跳闸。

2 复合电压选取原则

针对双绕组变压器，高后备的复合电压有三种选取途径：只取高压侧，高压侧和低压侧同时取，只取低压侧。

如果复合电压只取高压侧电压，本侧发生故障时，保护动作是没有问题的。但高后备保护的保护范围还包括主变低压侧，甚至低压侧母线及出线，当上述范围内发生短路故障时，高压侧TV和接地点之间有主变短路阻抗存在，可能造成主变高压侧的残压较高，尤其当短路故障为非金属性时，残压更高。因此，取本侧TV电压的高复压闭锁过流保护不仅要求电流整定有足够的灵敏度，而且要校验复合电压闭锁的开放保护电压灵敏度。以防止低压侧故障时，高压侧母线电压不能降低到定值区，而使保护装置拒动。

如果经过复压校验不满足要求，可以采用第二种电压选取途径，即将低压侧的复压条件并入高压侧复合电压判据中，高压和低压任一侧的复压判据满足就开放复压条件。此时低压侧发生短路故障时，由于低压侧复压定值是按照本侧故障整定的，所以此时低压侧复压判据肯定能可靠开放，从而高后备复压判据开放。同理，高压侧故障时，也能保证高压侧复压判据可靠开放。

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对单侧电源降压变压器，能不能只取主变低压侧的复压条件呢？根据不同的故障类型分别进行讨论：当高压侧发生对称性故障时，由于电源来自高压侧，高压侧故障点电压折算到低压侧将更低，低电压继电器是能正常启动的，从而复压闭锁开放；当高压侧发生不对称故障时，高压侧故障点负序电压折算到低压侧也将更低，负序电压继电器也能正常启动。也就是说，正常运行方式下，高后备复压过流保护只取低压侧复合电压是完全可以的。

侧母线与主变隔离情况时，投入“高后备复压闭锁解除”压板，恢复正常方式后，退出该压板，这样即可从根本上解决高后备保护拒动的问题。3.2 低压侧TV停电方式

低压侧TV停电检修，低压侧母线和主变均在运行状态时，输入高后备保护装置中的电压为0，复压判据开放，为了避免其他外部因素对电压开入的干扰，一般将主变保护屏上的“高后备复合电压闭锁解除”压板投入。解除压板投入后，后备保护变为纯过流保护，但是由上面介绍可知，该过流保护是按照高压侧额定电流整定的，相对常规的电流保护整定值偏低。如果此时出现并联运行变压器切除或较大动力负荷自启动电流时，将很有可能造成过流保护误动作，导致停电事故。高后备复合电压闭锁解除压板的投入时间要尽可能短就是基于上述考虑。

针对投入高后备复合电压闭锁解除压板期间出现的隐患，可通过修改保护定值区来解决问题。在主变高后备复合电压闭锁过流保护中设置两套定值，一套是带复压闭锁按照主变高压侧额定电流整定的定值，另一套是不带复压闭锁按照主变高压侧最大负荷电流整定的定值。一般情况下保护在第一套定值条件下运行，低压侧TV停电检修工作时手动改投第二套定值。采用本方法可彻底解决问题，同时可减少操作工作量及操作难度。3.3 低压侧母线停电方式

低压侧母线停电时，该主变空载运行，低压侧母线TV退出运行，输入高后备保护装置中的电压为0，复压判据开放，同3.2所述，将主变保护屏上的“高复压闭锁解除”压板投入，使高后备保护变为纯过流保护。此时也会出现过流保护整定值偏低的问题，但由于此时主变处于空载状态，不会出现并联运行变压器切除或较大动力负荷自启动的问题，所以此时用主变高压侧额定电流整定高后备过流保护已经可以满足需要。

3 非正常运行方式下存在的问题及解决措施

由上面论述可知，正常运行方式下只需取主变低压侧TV电压作为高后备复压闭锁开入即可实现完整的高后备保护功能。非正常方式有各种可能，影响到高复压闭锁过流保护的主要可以归纳为以下三种情况：主变停电低压侧TV不停电方式，低压侧TV停电方式，以及低压侧母线停电方式。3.1 主变停电低压侧TV不停电方式

当进行主变检修工作时，一般通过10 kV母联将本条母线上的负荷通过另一台主变带出，10 kV母线不停电，只将检修主变的低压侧主开关及刀闸断开即可。当对检修主变恢复送电时，如果主变高后备保护只取本段10 kV母线电压时，将出现电压和电流不对应问题，即一旦出现检修主变差动保护范围内故障，由于其所对应的10 kV母线由另一台正常运行主变带出，因此其母线上的TV电压将无法反映出该故障，故障主变的高复压闭锁过流保护的复压闭锁不开放，造成故障主变失去近后备保护。一旦差动保护拒动，将很可能造成以下几种严重后果：

・ 其一，会使切除故障时间更加延长，主变在长时间故

障电流环境下，可能造成损坏；

・ 其二，上一级线路保护动作跳开上一级线路开关后，

一般重合闸会动作，对故障点会进行第二次冲击，加重破坏程度；

・ 其三，若重合闸不能成功合闸，会导致T接于上一级

线路的其他变电站被迫停电或单电源运行，导致事故影响进一步扩大。

针对上述问题，有尝试在取低压侧电压的前提下，再取主变高压侧电压，这样能在一定程度上避免低压侧母线与主变隔离情况下发生故障时复压不开放高后备不启动的问题。如果高压侧有故障，复压闭锁开放没有任何问题；但如果低压侧出现故障时，受变压器阻抗影响，保护灵敏度可能不满足要求，复压闭锁仍然可能不开放。因此，此方法不能从根本上解决问题。

当前，一般在主变保护屏上设置“高后备复合电压闭锁解除”压板，该压板的功能是投入时主变高后备保护不再判断电压条件，改为单纯的过流保护。当出现上述低压

4 结束语

为了保证高后备保护的灵敏度，必须在高后备过流保护中加入复压闭锁条件。正常运行方式下，直接取主变低压侧电压量即可实现完整的高复压闭锁过流保护功能。非正常运行方式时，主变检修后恢复送电过程中需要投入“高复压闭锁解除”压板，防止故障时该保护拒动造成越级。如果仅是低压侧TV检修停电工作，当前的保护配置条件下，存在高复压闭锁过流保护误动的隐患。低压侧母线停电方式下，投入“高复压闭锁解除”压板也完全能够满足要求。

（责任编辑：刘艳玲）

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