? 　5.2　500kV變壓器的保護(hù)

　　當(dāng)220kV側(cè)母差保護(hù)校驗(yàn)停運(yùn)或故障拒動(dòng)及開關(guān)與TA間故障時(shí)，變壓器高壓側(cè)及本側(cè)的阻抗保護(hù)對(duì)于金屬性短路故障應(yīng)能可靠動(dòng)作，且保護(hù)整定延時(shí)可以在1.5～2.0 s之間。如果短路為非金屬性的，經(jīng)弧光短路時(shí)，阻抗保護(hù)可能靈敏度不足或整定延時(shí)長(zhǎng)于2.0 s。最好在本側(cè)設(shè)一個(gè)保變壓器熱穩(wěn)定的反時(shí)限過流保護(hù)，其整定值應(yīng)由變壓器的熱穩(wěn)定要求決定。如果只設(shè)一個(gè)電壓閉鎖定時(shí)限的過流保護(hù)，則其電流定值應(yīng)保證在變壓器本側(cè)流過的電流接近熱穩(wěn)定電流時(shí)可靠動(dòng)作，如整定為0.8倍的設(shè)計(jì)允許熱穩(wěn)定電流值(主要考慮TA和保護(hù)裝置本身的測(cè)量誤差)，且使變壓器脫離故障點(diǎn)動(dòng)作延時(shí)不長(zhǎng)于2.0 s。問題是當(dāng)實(shí)際故障電流略小于保護(hù)定值時(shí)，保護(hù)將不能動(dòng)作使變壓器脫離故障點(diǎn)，故障電流仍有可能在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)造成變壓器熱穩(wěn)定的破壞。所以，還需要有一個(gè)延時(shí)較長(zhǎng)(如3.0～5.0s)，動(dòng)作值更小的電壓閉鎖過流保護(hù)。筆者認(rèn)為：220 kV側(cè)母差保護(hù)雙重化配置，并合理設(shè)計(jì)失靈保護(hù)，由它們共同實(shí)現(xiàn)使變壓器快速脫離故障點(diǎn)，也應(yīng)是較好的方案。(220 kV母差保護(hù)直接跳變壓器各側(cè)開關(guān)，雖也可解決開關(guān)與TA間故障及母線故障變壓器該側(cè)開關(guān)拒動(dòng)的問題，但在多數(shù)情況下多跳了開關(guān)，在一些情況下還可能導(dǎo)致500 kV另一元件停電。)

　　變壓器低壓側(cè)一般采用三角形接線，高、中壓側(cè)的阻抗保護(hù)很可能對(duì)低壓側(cè)短路起不到保護(hù)作用[4]。因此，變壓器低壓側(cè)的電壓閉鎖過流保護(hù)多重化配置，才可以保證在任何情況下運(yùn)行設(shè)備都由兩套交、直流輸入和輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。單相式500 kV變壓器的低壓側(cè)設(shè)有套管TA，可測(cè)量到變壓器低壓側(cè)各相線圈流過的電流。在近低壓側(cè)斷路器處還設(shè)有外附TA。這樣的TA布局方便了低壓側(cè)保護(hù)多重化的交流電流回路接線要求，可將過流保護(hù)分別接于套管TA和外附TA。在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)和制造時(shí)，要做到過流各有自身的直流逆變電源和出口跳閘繼電器。在二次回路設(shè)計(jì)時(shí)，要做到使它們的直流電源受不同的熔斷器控制，其中一套保護(hù)的直流熔斷器熔斷時(shí)不影響其他過流保護(hù)的正常運(yùn)行。在保護(hù)出口所跳斷路器的設(shè)計(jì)中，應(yīng)滿足既有跳低壓側(cè)斷路器的保護(hù)段，又有跳變壓器各側(cè)斷路器的保護(hù)段。實(shí)際計(jì)算表明：此過流保護(hù)應(yīng)能保證對(duì)低壓母線的故障有足夠的靈敏度且動(dòng)作時(shí)間在1.0 s以內(nèi)。

　　5.3　220kV聯(lián)絡(luò)變壓器的保護(hù)

　　一般中壓側(cè)的電源較弱(不以中壓側(cè)的電壓等級(jí)為主網(wǎng)架的電網(wǎng))，高壓側(cè)故障時(shí)流過變壓器的故障電流遠(yuǎn)小于中、低壓側(cè)故障時(shí)流過的電流，應(yīng)重點(diǎn)考慮中、低壓側(cè)相關(guān)設(shè)備短路時(shí)對(duì)變壓器熱穩(wěn)定性的影響。

　　變壓器低壓側(cè)：過流保護(hù)對(duì)于未裝設(shè)母差的低壓側(cè)母線，應(yīng)是此母線故障的主保護(hù);裝設(shè)了母差的低壓側(cè)母線，主變開關(guān)與TA間的故障(TA未在開關(guān)近母線側(cè)時(shí))也只能靠后備保護(hù)切除;作為出線保護(hù)的后備?；诹硗鈨蓚?cè)并列運(yùn)行及故障時(shí)分段開關(guān)跳閘的因素，低壓側(cè)過流保護(hù)切除故障的時(shí)間不僅要不大于2.0 s，而且要盡量壓縮到更短的時(shí)間。實(shí)際運(yùn)行中定值整定的可行性取決于低壓側(cè)是否有送出線路。低壓側(cè)為10 kV的變壓器，其出線一般直供用戶，出線保護(hù)延時(shí)應(yīng)限制在1 s，主變低壓側(cè)過流保護(hù)的延時(shí)可控制在2 s內(nèi)。低壓側(cè)為35 kV的變壓器均有送出線路，此線路帶下一級(jí)變電站，因此，此線路保護(hù)的延時(shí)按正常配合一般要長(zhǎng)于1.5 s，這就使得主變低壓側(cè)過流保護(hù)的整定延時(shí)大于2 s。若將主變低壓側(cè)過流保護(hù)的延時(shí)整定為2 s，必然與出線后備保護(hù)失配，有越級(jí)跳閘的可能。需要增加與出線保護(hù)限時(shí)電流速斷配合的變壓器低壓側(cè)短路過流保護(hù)，綜合考慮有配合關(guān)系的保護(hù)定值，提高保護(hù)的速動(dòng)性和選擇性。此短路過流保護(hù)應(yīng)有跳變壓器各側(cè)的功能。

　　變壓器中壓側(cè)：使本側(cè)相間后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不大于2 s應(yīng)該說有很大的困難。在現(xiàn)有按躲變壓器負(fù)荷電流整定的過流保護(hù)整定原則不變的情況下，增加一段短路保護(hù)過流定值。為了壓縮動(dòng)作時(shí)間，可考慮與出線的阻抗II段配合，但要求此II段應(yīng)對(duì)本線及相鄰的下一級(jí)線路故障有靈敏度，聯(lián)絡(luò)線的阻抗II段因有電源的助增很難滿足此要求。因此，變壓器本側(cè)電流定值應(yīng)躲過出線阻抗II段保護(hù)范圍末端的短路。對(duì)于輻射線可考慮與出線的阻抗II段配合(II段應(yīng)對(duì)本線及相鄰的下一級(jí)線路故障有靈敏度)，躲過出線相聯(lián)變電站其他側(cè)母線短路流過本變壓器的故障電流。短路過流保護(hù)動(dòng)作后先跳本側(cè)母聯(lián)再跳變壓器本側(cè)開關(guān)最后跳各側(cè)。實(shí)際系統(tǒng)試算表明，在變壓器并列運(yùn)行、系統(tǒng)有檢修時(shí)此保護(hù)對(duì)本側(cè)母線兩相短路的靈敏度難以達(dá)到1.5的要求?？梢钥紤]增加負(fù)序電流保護(hù)以提高兩相短路的靈敏度，但綜合考慮各種短路的需求，最好還是在本側(cè)設(shè)一個(gè)保變壓器熱穩(wěn)定的反時(shí)限過流保護(hù)，其整定值應(yīng)由變壓器的熱穩(wěn)定要求決定。

　　變壓器高壓側(cè)：作為主電源的短路過流保護(hù)應(yīng)作為變壓器中、低壓側(cè)故障的后備保護(hù)。在中、低壓側(cè)故障但保護(hù)拒動(dòng)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，高壓側(cè)過流保護(hù)應(yīng)動(dòng)作切除故障，并與中、低壓的短路過流段配合，但對(duì)中、低壓側(cè)故障可能靈敏度不足，在220 kV變壓器保護(hù)微機(jī)化并實(shí)現(xiàn)雙重配置，且中、低壓側(cè)過流都具有滿足延時(shí)要求并跳三側(cè)的保護(hù)段后，高壓側(cè)過流可不做嚴(yán)格要求。高壓側(cè)母線故障時(shí)，流過變壓器繞組的電流一般較中、低壓側(cè)故障時(shí)小，變壓器熱穩(wěn)定允許的情況下，由按躲額定負(fù)荷電流整定的過流保護(hù)動(dòng)作(延時(shí)在5 s左右)使變壓器脫離故障。

　　5.4　220kV及以下僅高壓側(cè)有電源的變壓器保護(hù)

　　只考慮變壓器中、低壓側(cè)相關(guān)設(shè)備短路時(shí)對(duì)變壓器熱穩(wěn)定性的影響。

　　變壓器低壓側(cè)：應(yīng)與聯(lián)變低壓側(cè)的保護(hù)相同。

　　變壓器中壓側(cè)：增加一段短路保護(hù)過流定值，可考慮與出線的阻抗II段配合(II段應(yīng)對(duì)本線及相鄰的下一級(jí)線路故障有靈敏度)，躲過出線相聯(lián)變電站其他側(cè)母線短路流過本變壓器的故障電流，確保變壓器的熱穩(wěn)定，其動(dòng)作后先跳母聯(lián)再跳變壓器各側(cè)。對(duì)于多級(jí)串供的線路保護(hù)要做好保護(hù)定值的綜合考慮，盡量減少不配合。此短路過流保護(hù)若在某方式下對(duì)中壓側(cè)母線靈敏度不足時(shí)，應(yīng)核算此時(shí)流過變壓器的故障電流是否允許持續(xù)到按躲變壓器負(fù)荷電流整定的過流保護(hù)動(dòng)作。

　　變壓器高壓側(cè)：與聯(lián)絡(luò)變類似，作為變壓器中、低壓側(cè)故障的后備保護(hù)。也可增加一段短路過流保護(hù)，與中、低壓的短路過流段配合。在中、低壓側(cè)故障但保護(hù)拒動(dòng)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，高壓側(cè)過流保護(hù)動(dòng)作切除故障。

　以保大容量主設(shè)備安全為首，并盡量兼顧對(duì)用戶供電可靠性的原則。盡可能將不配合點(diǎn)靠近用戶，使保護(hù)越級(jí)動(dòng)作造成的影響范圍盡量縮小。重要用戶負(fù)荷可以考慮用備投方式解決供電可靠性。

　　6　建議

　　1)變壓器作為電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行各環(huán)節(jié)都應(yīng)注意其安全性。其動(dòng)、熱穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮變壓器是否并列運(yùn)行，并列運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，幾側(cè)有電源及電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式等要求。

　　2)為了確保變壓器運(yùn)行中承受故障的熱穩(wěn)定性，制造廠應(yīng)提供變壓器繞組流過故障電流大小與允許時(shí)間的關(guān)系曲線，類似于發(fā)電機(jī)允許承受負(fù)序的A值要求。

　　3)變壓器保護(hù)的配置與整定時(shí)，應(yīng)根據(jù)制造廠提供的變壓器繞組流過故障電流大小與允許時(shí)間的關(guān)系曲線配置與之相適應(yīng)的保護(hù)。

　　4)變壓器差動(dòng)保護(hù)的范圍應(yīng)包括低壓側(cè)開關(guān)，使低壓側(cè)開關(guān)與TA間的故障不對(duì)變壓器的熱穩(wěn)定構(gòu)成威脅。

　　5)變壓器保護(hù)應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)微機(jī)化，可以有較多的過流保護(hù)段，使各側(cè)的過流保護(hù)能有相對(duì)較快的延時(shí)段跳變壓器各側(cè)開關(guān)，特別是中、低壓側(cè)保護(hù)跳變壓器各側(cè)開關(guān)的保護(hù)段有利于變壓器盡快脫離故障點(diǎn)。