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發(fā)布日期:2022-10-21 點擊率:33
DQZHAN技術(shù)訊:變壓器繼電保護(hù)如何選擇?
在實際運行中,必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度并考慮到變壓器可能發(fā)生的各種類型的故障和不正常工作的情況裝設(shè)各種性能良好、動作可靠的繼電保護(hù)裝置。對變壓器繼電保護(hù)的選擇進(jìn)行了分析。
變壓器是電力系統(tǒng)*主要的供電設(shè)備,如發(fā)生故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重影響,因此,裝設(shè)性能良好、**可靠的保護(hù)裝置非常,必要。近年來國內(nèi)發(fā)生多起
220kV降壓變低壓側(cè)故障均由于后備保護(hù)等存在問題引起的。一些典型事故再次提醒我們,變壓器保護(hù)確實存在一些問題影響系統(tǒng)的**穩(wěn)定運行。下面對相關(guān)問題進(jìn)行分析。
一、變壓器保護(hù)裝置裝設(shè)的原則
(一)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)容量為800千伏安及以上的油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時,保護(hù)裝置應(yīng)瞬時動作于信號;產(chǎn)生大量瓦斯時,保護(hù)裝置通常應(yīng)動作于跳閘,斷開變壓器各電源側(cè)的斷路器。對于高壓側(cè)未裝設(shè)斷路器的線路——變壓器組,未采取使瓦斯保護(hù)能切除變壓器內(nèi)部故障的技術(shù)措施時,瓦斯保護(hù)可動作于信號。對于容量為400千伏安及以上的車間油浸式變壓器,也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。
(二)縱聯(lián)差動保護(hù)縱聯(lián)差動保護(hù)裝置通常裝設(shè)在單獨運行的容量為10000千伏安及以上的變壓器上?;蜓b設(shè)在并列運行的容量為6300千伏安及以上的變壓器上,有選擇地切除故障變壓器。容量為63000千伏安及以上的廠用工作變壓器亦應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。對廠用備用變壓器,為了簡化保護(hù),可裝設(shè)電流速斷保護(hù)來代替縱聯(lián)差動保護(hù)。容量為2000,10000千伏安的變壓器。如果電流速斷保護(hù)裝置的靈敏度不符合要求,并且過電流保護(hù)的動作時限大于0.5秒時,縱聯(lián)差動保護(hù)亦可用于容量小于10000千伏安單獨運行的變壓器上。
(三)過電流保護(hù)過電流保護(hù)一般用于降壓變壓器。對于升壓變壓器和過電流保護(hù)靈敏度不符合要求的降壓變壓器,一般采用復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)。
(四)零序電流保護(hù)在中性點直接接地電網(wǎng)中,如果變壓器中性點可能接地運行。對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù),可作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù),并作為相鄰元件的后備保護(hù)。
二.相間故障的后備保護(hù)存在的問題及解決方法
近年來,變壓器由于中、低壓側(cè),特別是低壓側(cè)母線故障時斷路器未能斷弧或拒動,而高壓側(cè)保護(hù)對此又沒有足夠的靈敏度,遂導(dǎo)致變壓器損壞的事故在國內(nèi)屢見不鮮。例如,某220kV變電站就因主變10kV母線側(cè)刀閘發(fā)生短路故障時,10kV開關(guān)未能斷弧而造成主變燒毀。其原因就是主變220kV側(cè)的相間后備保護(hù)一復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)的復(fù)合電壓未選用10kV側(cè),而220kV、110kV側(cè)的電壓閉鎖元件對10kV側(cè)短路的靈敏度不夠,造成高、中壓側(cè)后備保護(hù)沒能動作,l0kV側(cè)短路故障無法排除,而使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
(一)電壓閉鎖元件靈敏度不足,當(dāng)過電流保護(hù)不符合靈敏度要求時,常采用復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)方式,而在低壓側(cè)母線或出口三相故障時,高、中壓側(cè)電壓很高,不足以啟動低電壓元件。解決高、中壓側(cè)電壓元件靈敏度不足的方法一般采用三側(cè)電壓閉鎖并聯(lián)的方式,低壓側(cè)可只采用本側(cè)電壓。這種方式要注意電流靈敏度提高后,在低壓側(cè)故障切除時可能會因自啟動電流過大而造成誤動。
(二)電流元件的靈敏度不足,①一些110kV雙繞組主變的低壓側(cè)未裝設(shè)過流保護(hù),要靠高壓側(cè)過流保護(hù)作為低壓側(cè)母線、線路故障的后備保護(hù),而電源側(cè)線路保護(hù)對主變低壓側(cè)故障又無足夠的靈敏度。這樣,當(dāng)高壓側(cè)后備保護(hù)拒動或斷路器拒動時,低壓側(cè)的故障就沒有**重保護(hù)。所以,110kV雙繞組主變的低壓側(cè)也應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)作為本側(cè)母線和相鄰線路保護(hù)的后備。為防止低壓側(cè)斷路器拒動,過流保護(hù)應(yīng)做成兩個時間段,**時限跳低壓側(cè)(或母聯(lián)),**時限跳各側(cè),以彌補(bǔ)高壓側(cè)后備保護(hù)電流靈敏度不足的問題。②對于220kV大容量主變而言,由于低壓側(cè)加裝了限流電抗器,使低壓母線的短路電流大幅度下降,遂造成高壓側(cè)過流保護(hù)的電流元件對低壓母線的短路故障靈敏度不足。
合理安排變電站主變的運行方式。目前,110kV配電網(wǎng)以遠(yuǎn)后備設(shè)計為主,110kV及以下電網(wǎng)盡可能以輻射狀網(wǎng)絡(luò)方式運行,強(qiáng)調(diào)簡化電網(wǎng)運行接線,防止電磁環(huán)網(wǎng)可能帶來的系統(tǒng)事故,況且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、清晰,繼電保護(hù)的配置與整定也簡單。因此,2臺主變的中、低壓側(cè)分開運行是有條件的,且可減小低壓側(cè)的短路容量。中、低壓側(cè)分列運行后,提高了高壓側(cè)過流保護(hù)的電流元件對低壓母線短路故障的靈敏度,為提高供電的可靠性,可在母聯(lián)上裝設(shè)備用自投裝置。加強(qiáng)變壓器低壓側(cè)的后備保護(hù)。因低壓母線一般不設(shè)母差保護(hù),故母線故障要靠變壓器的后備保護(hù)來切除。對于低壓母線上所帶的電容器、線路等設(shè)備故障,主變低壓側(cè)開關(guān)應(yīng)是切除故障的后備開關(guān),低壓側(cè)保護(hù)則是這些設(shè)備的后備保護(hù)。由于高、中壓側(cè)后備保護(hù)對低壓側(cè)故障的靈敏度不高,所以要加強(qiáng)主變低壓側(cè)后備保護(hù):在原有配置的基礎(chǔ)上再增加一套后備保護(hù)作為低壓母線保護(hù)或其后備,其定值與出線I段或lI段相配合,對母線有1.5的靈敏度。整定時限宜短原因:一是減少變壓器出口短路電流對變壓器和其它設(shè)備的損害:二是防止斷路器柜中直流被燒斷而不能切除故障??稍O(shè)兩時限,**時限t1跳本側(cè)(或母分),**時限t2跳三側(cè)。在變壓器的低壓側(cè)配置兩套完全獨立的過流保護(hù)作為低壓側(cè)母線的主保護(hù)及后備保護(hù),在這種情況下,要求這兩套過流保護(hù)接于不同的電流互感器,經(jīng)不同的直流熔斷器(自動空氣開關(guān))供電,并分別作用于該低壓側(cè)斷路器和變壓器各側(cè)斷路器。
三.主變保護(hù)的直流配置
當(dāng)10kV母線故障發(fā)生在10kV斷路器柜內(nèi)時,弧光竄入直流系統(tǒng)造成整個直流操作電源消失,引起變壓器損壞的事故在國內(nèi)已發(fā)生多起,前述的某變電站即是一例。為保證2套雙重化保護(hù)的完全獨立,以防弧光竄入直流系統(tǒng)引起全站直流停電,變電站要有兩段直流母線,兩套保護(hù)分別由一段母線供電。
220kV降壓三繞組變壓器的保護(hù)電源作如下配置:**段母線:主變差動保護(hù),中壓側(cè)后備保護(hù),低壓側(cè)**套后備保護(hù)。
**段母線:非電量{含失靈、不一致)保護(hù),高壓側(cè)后備保護(hù),低壓側(cè)**套后備保護(hù)。
在兩組母線上,差動、各后備保護(hù)應(yīng)使用不同的分支直流熔斷器(自動空氣開關(guān)),并注意熔斷器(自動空氣開關(guān))上、下級之間的配合。
四、變壓器的過負(fù)荷保護(hù)
(一)保護(hù)配置規(guī)定
容量為400千伏安及以上的變壓器,當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負(fù)荷的備用電源時,應(yīng)根據(jù)過負(fù)荷的可能性及其大小裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。在經(jīng)常有人值班的情況—R過負(fù)荷保護(hù)通常作用于信號。變壓器的過負(fù)荷電流在大多數(shù)情況下都是三相對稱的。因此,過負(fù)荷保護(hù)只要接人一相電流,用一個電流繼電器來實現(xiàn)。過負(fù)荷保護(hù)通常都經(jīng)過延時作用于信號,而各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)過同一時間繼電器發(fā)出信號。
(二)臊護(hù)配置原則
①在雙繞組升壓變壓器上,過負(fù)荷保護(hù)通常裝設(shè)在變壓器的低壓側(cè)。②對于一側(cè)無電源的三繞組變壓器,過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和無電源的一側(cè)。③對于三側(cè)均有電源的升壓變壓器,各側(cè)應(yīng)裝過負(fù)荷保護(hù)。由于主變的過負(fù)荷保護(hù)動作時間過長,故障電流過大,可使主變壓器嚴(yán)重受損。一般變壓器的絕緣和機(jī)械強(qiáng)度的沒計是按25倍額定電流下持續(xù)2s不產(chǎn)生任何熱的損傷。
五、結(jié)論
要使配電變壓器保持長期**可靠運行。除提高技術(shù)水平之外,在日常的運行管理方面同樣也十分重要。作為配變運行管理人員。一定要做到勤檢查、勤維護(hù)、勤測量,及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理,采取各種措施來加強(qiáng)配電變壓器的保護(hù),防止出現(xiàn)故障或事故,以保證配電網(wǎng)**、穩(wěn)定、可靠運行。
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