變壓器保護整定計算

1、變壓器保護整定計算 第1頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器的故障和異常情況(一)變壓器的內(nèi)部故障：指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障。(1)主要故障類型：各相繞組之間的相間短路；單相繞組部分線匝之間的匝間短路；單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障。第2頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(2)內(nèi)部故障的危害：因為短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅會燒毀繞組絕緣和鐵芯，而且會使絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量氣體，有可能使變壓器外殼局部變形破裂，甚至發(fā)生油箱爆炸事故。因此，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，必須迅速將變壓器切除。變壓器的故障和異常情況第3頁

2、，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(二)變壓器的外部故障：系指油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障。(1)主要故障類型：引出線之間發(fā)生的相間短路；絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過外殼）短路。變壓器的故障和異常情況第4頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(三)變壓器的異常情況：由于外部短路或過負(fù)荷而引起的過電流、油箱漏油而造成的油面降低、變壓器中性點電壓升高、由于外加電壓過高或頻率降低引起的過勵磁等。變壓器的故障和異常情況第5頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(一)瓦斯保護:防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低 重瓦斯

3、 跳閘 輕瓦斯 信號(二)差動保護或電流速斷保護:防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路。變壓器保護配置第6頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(三)相間短路的后備保護：防御變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護和差動保護（或電流速斷保護）的后備。(四)零序電流保護：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路。(五)過負(fù)荷保護：防御變壓器對稱過負(fù)荷(六)過勵磁保護：防御變壓器過勵磁變壓器保護配置第7頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(一)變壓器縱差動保護的作用及保護范圍變壓器縱差動保護作為變壓器的主保護，其保護

4、區(qū)是構(gòu)成差動保護的各側(cè)電流互感器之間所包圍的部分。包括變壓器本身、電流互感器與變壓器之間的引出線。變壓器縱差動保護第8頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(二)變壓器縱聯(lián)差動保護的原理變壓器縱差動保護第9頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二內(nèi)部故障時，差動繼電器中的電流等于各側(cè)電流互感器的二次電流之和，足以使繼電器動作。正常運行和外部故障時，差動繼電器中的電流等于各側(cè)電流互感器的二次電流之差。理論上，當(dāng)各側(cè)電流互感器的變比等于變壓器的變比時，流入差動繼電器中的電流為零。實際上，由于變壓器的勵磁涌流、接線方式和電流互感器誤差等因素，差動繼電器中會流過不平衡

5、電流。變壓器縱差動保護第10頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(三)不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法：(1)由變壓器各側(cè)繞組接線方式不同而產(chǎn)生的不平衡電流：如經(jīng)常采用的Y/-11型 接線方式，兩側(cè)電流的相位差30，幅值相差 倍。消除方法：相位校正。a.通過電流互感器的接線校正：變壓器Y側(cè)CT采用Y/-11接線，變壓器側(cè)CT采用Y/Y-12接線。b.通過軟件的算法進行校正。變壓器縱差動保護第11頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(2)由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流:消除方法:a.利用差動繼電器的平衡線圈進行磁補償。 Ibp=fzdId.max

6、/ nl1其中: fzd=(Wph.js-Wph.zd)/ (Wph.js+Wph.zd) fzd繼電器整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不等引起的相對誤差 Id.max 外部故障時,流過變壓器高壓側(cè)的最大短路電流。b.采用自耦變流器。在變壓器一側(cè)的電流互感器（三繞組變壓器需在兩側(cè)）的二次側(cè)，裝設(shè)自耦變流器，改變其變比，使各側(cè)二次電流相等。c.通過軟件中的不平衡系數(shù)進行校正。變壓器縱差動保護第12頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(3)由電流互感器誤差不同而產(chǎn)生的不平衡電流:此不平衡電流在整定計算中予以考慮。(4)由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流:此不平衡電流在整定計算中應(yīng)予以

7、考慮。變壓器縱差動保護第13頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(5)暫態(tài)情況下的不平衡電流:a.非周期分量的影響:此不平衡電流在整定計算中應(yīng)予以考慮。b.勵磁涌流的影響:當(dāng)空載變壓器投入電網(wǎng)或變壓器外部故障切除后電壓恢復(fù)時，勵磁電流大大增加，其值有可能達到變壓器額定電流的68倍，該電流稱為勵磁涌流。變壓器縱差動保護第14頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二勵磁涌流的特點:有很大的直流分量。(80%基波)有很大的諧波分量,尤以二次諧波為主。(20%基波)波形間出現(xiàn)間斷。躲過勵磁涌流的措施:采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器;間斷角原理的差動保護;利用二次諧波

8、制動;利用波形對稱原理的差動保護。變壓器縱差動保護第15頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二(一)變壓器參數(shù)計算變壓器額定電壓（kV）UNhUNmUNl變壓器一次額定電流（A） INh=INm=INl=變壓器各側(cè)接線 YN YNd11 電流互感器接線方式 星型 星型 星型 電流互感器變比 NshNsmNsl變壓器差動保護整定第16頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二說明：(1)由于各裝置廠家采用的算法不同，基本側(cè)的選取、平衡系數(shù)的計算應(yīng)按照具體裝置的說明書進行計算；(2)對低壓側(cè)容量為50%的變壓器,計算低壓側(cè)額定電流時必須取額定容量；(3)各側(cè)的Un必

9、須取變壓器銘牌上的額定電壓。變壓器差動保護整定第17頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定(二)比率制動差動元件整定第18頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定(二)比率制動差動元件整定(1)啟動電流Iop.min：a.整定原則：應(yīng)能可靠躲過變壓器額定負(fù)載時的最大不平衡電流。最大不平衡電流主要考慮正常運行時電流互感器比誤差、調(diào)壓、各側(cè)電流互感器型號不一致等產(chǎn)生的不平衡電流。第19頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定Iop.minKrel（KerUm）Ie式中： Ie變壓器的額定電流二次

10、值； Krel可靠系數(shù)，取1.31.5； Ker電流互感器變比誤差，10P型取0.032，5P型和TP型取0.012 U變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值） m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時取0.05。第20頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定在工程實用整定計算中可選取Iop.min=（0.30.5）Ie。一般工程宜采用不小于0.3 Ie的整定值。第21頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定(2)起始制動電流Ires.0：對折線型的比率制動差動元件，拐點電流即開始起制動作用時的電

11、流，一般按照高壓側(cè)額定電流的0.81倍考慮。另外，為躲過區(qū)外故障切除后的暫態(tài)過程對變壓器差動保護的影響，可使保護的制動作用提早產(chǎn)生，也可取為0.60.8倍的額定電流。第22頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定(3)比率制動系數(shù)Kz:a.整定原則：應(yīng)當(dāng)能可靠躲過外部短路引起的最大不平衡電流。計算最大不平衡電流：第23頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定雙繞組變壓器：Iunb.max（KapKccKerUm）Ik.max式中: Ik.max外部短路時，最大穿越短路電流周期分量； Kap非周期分量系數(shù)，兩側(cè)同為TP級電流互感

12、器取1.0，兩側(cè)同為P級電流互感器取1.52； Kcc電流互感器的同型系數(shù)，取1.0； Ker電流互感器的比誤差，取0.1 U變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值） m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時取0.05。第24頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定三繞組變壓器：Iunb.maxKapKccKerIk.max式中: Kap、Kcc、Ker含意同上。 Ik.max外部短路時，最大穿越短路電流周期分量； Uh、Um變壓器高、中壓側(cè)調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值）Ik.h.max 、Ik.m.ma

13、x在所計算的外部短路時，流過高、中壓側(cè)電流互感器的周期分量； Ik.I.max 、Ik.II.max在所計算的外部短路時，相應(yīng)的流過非靠近故障點兩側(cè)電流互感器的周期分量； mI、mII由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時取0.05。第25頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定計算差動保護的動作電流Iop.max：Iop.maxKrelIunb.max式中: Krel可靠系數(shù)，取1.31.5。第26頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定確定最大制動電流Ires.max:根據(jù)具體裝置的制動電流的算法確定。計算比率制動

14、系數(shù)Kz：Kz= 第27頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定(5)靈敏系數(shù)的計算：按最小方式下差動保護區(qū)內(nèi)變壓器引出線上兩相金屬性短路計算。根據(jù)最小短路電流對應(yīng)的制動電流，在動作特性曲線上查得對應(yīng)的Iop，則靈敏系數(shù)為：Ksen= 第28頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定(三)二次諧波制動比：指差動電流中的二次諧波制動分量與基波分量的比值，通常整定為15%20%。注意，二次諧波制動比越大，則保護的諧波制動作用越弱，反之亦反。第29頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定(四)差動速斷

15、元件整定：當(dāng)區(qū)內(nèi)故障電流很大時，電流互感器可能飽和，從而使差流中含有大量的諧波分量，并使差流波形發(fā)生畸變，可能導(dǎo)致差動保護拒動或延緩動作。差動速斷元件只反應(yīng)差流的有效值，不受差流中的諧波和波形畸變的影響。第30頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器差動保護整定差動速斷元件的整定值應(yīng)按躲過變壓器勵磁涌流來確定。Iop=KIe式中： Ie變壓器的額定電流 K正值系數(shù)，K推薦值如下： 6300kVA及以下： 712 6300kVA31500 kVA： 4.57 40000kVA120000 kVA： 36 120000kVA及以上： 25第31頁，共83頁，2022年，5月2

16、0日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定變壓器的后備保護主要分為相間短路故障的后備保護和接地故障的后備保護。變壓器后備保護的配置一般在各側(cè)分別配置，構(gòu)成所謂的高后備、中后備、低后備。各側(cè)后備保護的作用有區(qū)別，對系統(tǒng)的降壓變而言，主電源側(cè)的高后備主要作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護及其中、低壓側(cè)母線故障的后備保護。中、低壓側(cè)的后備保護則主要作為本側(cè)引出線、本側(cè)母線及相鄰線路的后備保護。第32頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定（1）復(fù)合電壓閉鎖過流：a.復(fù)合電壓閉鎖相間低電壓定值：按躲過運行中可能出現(xiàn)的最低電壓U1.zd= 式中：Umin正常運行時可能出現(xiàn)的低

17、電壓，一般?。?.90.95）UN Krel可靠系數(shù)，取1.11.2 Kr返回系數(shù)，電磁型取1.151.2，微機型取1.05。第33頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定按躲過電動機自起動時的電壓：電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時 U1.zd?。?.50.7)UN電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時 U1.zd取（0.70.8)UN第34頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定靈敏度校驗：Ksen= 式中：Ur.max計算方式下，靈敏系數(shù)校驗點發(fā)生金屬性相間短路時，保護安裝處的最高殘壓。第35頁，共83頁，2022年，5月20日

18、，4點59分，星期二變壓器后備保護整定b.復(fù)合電壓閉鎖負(fù)序相電壓定值：按躲過正常運行時的不平衡電壓整定，U2.zd取（0.040.08）UN第36頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定靈敏度校驗：Ksen= 式中：Uk.2.min后備保護區(qū)末端兩相金屬性短路時，保護安裝處的最小負(fù)序電壓值。第37頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定c.過流元件定值：按躲變壓器額定電流整定Iop= 式中：Krel可靠系數(shù)，取1.21.3 Kr返回系數(shù)，取0.850.95實際計算中，通常取1.5倍變壓器額定電流。說明：復(fù)合電壓閉鎖的過流保護，

19、只考慮本變壓器的額定電流，無復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護，應(yīng)考慮電動機的自啟動系數(shù)。規(guī)程規(guī)定可以不作為一級保護參與選擇配合。第38頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定靈敏度校驗：Ksen= 式中：Ik.2.min后備保護區(qū)末端金屬性短路時流過保護的最小短路電流。第39頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定動作時間：與中、低壓側(cè)過流保護時間配合。e.動作目的：跳各側(cè)斷路器第40頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定(2)過負(fù)荷信號：按躲過變壓器的額定電流Iop= 式中：Krel可靠系數(shù)，取1

20、.05 Kr返回系數(shù)，取0.850.95第41頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定(3)零序電流：在中性點直接接地電網(wǎng)中，如變壓器中性點直接接地運行，對單相接地引起的變壓器過電流，應(yīng)裝設(shè)零序過電流保護，保護可由兩段組成，其動作電流與相關(guān)線路零序過電流保護配合。第42頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定零序過流一段：電流元件：與相鄰線路零序過流保護一段或二段或快速主保護配合。時間元件：與相鄰線路配合段的時間配合。根據(jù)實際，以短延時斷開母聯(lián)或分段斷路器，以長延時斷開變壓器本側(cè)斷路器。方向元件：根據(jù)實際考慮是否經(jīng)方向，方向應(yīng)

21、指向本側(cè)母線。零序方向的零序電壓、零序電流的采用？第43頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定零序過流一段：零序方向的零序電壓、零序電流的采用Q/GDW 175-2008 變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母保護標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范第44頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定零序過流二段：電流元件：與相鄰線路零序過流保護后備段配合。時間元件：與相鄰線路配合段的時間配合。根據(jù)實際，以短延時斷開母聯(lián)或分段斷路器，以長延時斷開變壓器各側(cè)斷路器。方向元件：不應(yīng)經(jīng)方向閉鎖。第45頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護

22、整定靈敏度校驗：Ksen=式中：Ik.0.min 母線接地故障流過保護安裝處的最小零序電流。第46頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器后備保護整定(6)中性點間隙保護：為限制變壓器中性點不接地運行時可能出現(xiàn)的中性點過電壓，在變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)放電間隙，經(jīng)間隙接地時，投入反應(yīng)間隙放電的零序電流保護和零序電壓保護；變壓器未裝設(shè)放電間隙，不接地運行時，應(yīng)投入零序電壓保護。放電間隙零序電流保護：當(dāng)流過擊穿間隙的電流大于或等于100A時保護動作。零序過電壓：取150180V，110kV變壓器通常取150V。動作時間：0.30.5S。第47頁，共83頁，2022年，5月20日，4

23、點59分，星期二變壓器時限速斷保護隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，容量的擴大，系統(tǒng)的短路電流不斷增大，短路時大電流的沖擊嚴(yán)重威脅著變壓器的安全，尤其是變壓器外部出口短路，由于短路電流大，故障切除時間長，由此造成的變壓器損壞已經(jīng)成為一個普遍而嚴(yán)重的問題。針對這一問題，山東電力調(diào)度中心于1997年下發(fā)文件，要求增設(shè)變壓器時限速斷保護。至今，變壓器時限速斷保護在山東電網(wǎng)已經(jīng)運行十余年，對保護變壓器安全發(fā)揮著重要作用。第48頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護DL_T_584-2007 3110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程c第49頁，共83頁，2022年，5月20日，4點

24、59分，星期二變壓器時限速斷保護變壓器時限速斷保護的配置1.1 時限速斷保護的配置方案在降壓變壓器的中、低壓側(cè)增設(shè)一段三時限保護，分別作用于本側(cè)母聯(lián)（分段）斷路器、本側(cè)斷路器。目前廣泛采用微機保護，多數(shù)廠家的保護裝置都能夠滿足此要求。 第50頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護1.2 時限速斷保護的整定原則增設(shè)的時限速斷保護主要是為了切除變壓器外部出口處的嚴(yán)重故障，因此，滿足母線故障靈敏度足夠即可。具體整定原則：(1)與本側(cè)出線的速斷保護配合。(2)保證本側(cè)母線故障靈敏度足夠，應(yīng)該有1.5以上的靈敏系數(shù)。(3)動作時間：帶一個時間級差作用于本側(cè)母聯(lián)（分段）

25、斷路器以縮小故障范圍；帶兩個時間級差作用于本側(cè)斷路器。第51頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護根據(jù)需要，考慮設(shè)置作用于總出口的時限，主要是為了解決變壓器中、低壓側(cè)斷路器失靈的問題。隨著高阻抗變壓器的應(yīng)用， 如果變壓器高壓側(cè)后備保護可能對低壓側(cè)故障沒有靈敏度。下表是一臺普通變壓器與一臺高阻抗變壓器的阻抗標(biāo)幺值，從表中可以看到，高阻抗變壓器低壓側(cè)阻抗要大得多。名稱容量（MVA）高中低普通變1800.807-0.0670.497高阻變1800.895-0.0792.313第52頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護廠站名稱設(shè)

26、備名稱高壓側(cè)過流定值（一次值A(chǔ)）高壓側(cè)保護靈敏度崗崳站#1、2主變7080.449沙旺站#1主變6000.615#2主變6960.812海發(fā)站#1主變6001.118寧海站#1主變7080.887竹林站#1、2主變5880.634第53頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護如果變壓器高壓側(cè)后備保護對中、低壓側(cè)母線故障無靈敏度時，則在變壓器的中、低壓側(cè)配置兩套完全獨立的后備保護作為中、低壓母線的主保護及后備保護。但是，這僅僅是解決了保護拒動的問題，不能解決斷路器失靈的問題。實際運行中，斷路器失靈的現(xiàn)象是客觀存在的。當(dāng)中、低壓側(cè)保護設(shè)置動作于總出口的時限后即可解

27、決該問題。第54頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護2 變壓器時限速斷保護運行經(jīng)驗變壓器時限速斷在山東電網(wǎng)已經(jīng)運行十多年了，有效地保證了變壓器的安全。但是，也暴露出一些問題，主要表現(xiàn)在：(1)出現(xiàn)過由于出線CT飽和，造成變壓器時限速斷越級動作的現(xiàn)象。(2)隨著35kV變電站所帶變壓器容量的增大，變壓器35kV側(cè)的時限速斷保護與出線保護難以配合，出現(xiàn)過由于整定值選取不合適，導(dǎo)致時限速斷保護越級動作或拒動的現(xiàn)象。第55頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護3 問題的解決毋庸置疑，變壓器時限速斷保護對保護變壓器安全運行發(fā)揮著不

28、可替代的作用。合理解決上述問題，將使變壓器時限速斷更好地發(fā)揮作用。第56頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護3.1 對出線CT飽和造成變壓器時限速斷保護越級問題的解決：要解決這一問題，只要選取合理的整定值即可。通常，出線的CT變比較小，變壓器的CT變比較大，當(dāng)故障電流很大時，會導(dǎo)致出線CT飽和，如果出線的保護定值整定過大，將導(dǎo)致出線保護拒動，從而造成時限速斷保護越級動作。因此整定計算中，要充分考慮CT飽和倍數(shù)，保護動作值應(yīng)控制在CT飽和倍數(shù)以內(nèi)，如果因此導(dǎo)致出線保護失去選擇性，應(yīng)采取措施，如增加CT變比，在采取有效措施之前，只能犧牲出線保護的選擇性，局部問

29、題局部解決。第57頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護3.2 變壓器35kV側(cè)時限速斷與出線保護難以配合問題的解決：當(dāng)35kV線路保護的速斷保護定值過大時，變壓器的時限速斷保護與之配合后，無法保證對母線的靈敏度，兩臺變壓器并列運行時尤為嚴(yán)重。這時，時限速斷保護形同虛設(shè)，將造成拒動。如果不考慮與出線配合，僅僅保證母線故障靈敏度，將造成越級動作。這些都是不可取的。第58頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護要解決這個問題，一是需要將時限速斷保護的整定原則變更為與出線的速斷保護或時限速斷保護配合；二是要求35kV線路保護配置三

30、段保護。第59頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護第60頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護如圖：開關(guān)2配置三段保護，其中段必須保證對線末故障有規(guī)程規(guī)定的靈敏度，在此基礎(chǔ)上，首先按躲35kV變壓器低壓側(cè)故障整定（如35kV變電站兩臺變壓器并列運行，則考慮并列運行的方式），如果能保證線末故障靈敏度，二段動作時間整定為0.3S；如躲不過雙變，則躲單變，二段時間與開關(guān)1的時限速斷保護作用于低壓側(cè)母聯(lián)（分段）開關(guān)的動作時間配合，整定為0.6S；如果仍躲不過，二段與開關(guān)1的時限速斷保護配合，時間與開關(guān)1的時限速斷保護作用于本側(cè)開

31、關(guān)的時間配合，整定為0.9S。第61頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護開關(guān)4的時限速斷保護首先與開關(guān)2的段配合，如果對母線故障沒有靈敏度，則與開關(guān)2的段配合，動作時間視具體情況，可能是0.6/0.9/1.2/1.5S。大量計算證明，這樣做比較容易保證靈敏度。第62頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護用增加一點時間換取保護的靈敏性與選擇性，應(yīng)該是可取的，況且最長動作時間為1.5S跳本側(cè)，仍小于規(guī)程規(guī)定的2S的要求。DL_T_584-2007 3110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程，考慮變壓器的熱穩(wěn)定2S要求與電網(wǎng)配合

32、有關(guān)的變壓器各側(cè)的零序電流和相電流保護，其主要作用是作為變壓器、母線、母線上的出線及其他元件的后備保護，在某些情況下，例如母線本身未配置專用的母線保護時，還起到主保護作用。整定計算的基本原則是：d）變壓器外部短路故障，如短路電流大于任一側(cè)繞組熱穩(wěn)定電流時，變壓器過電流保護的動作時間不應(yīng)超過2s。第63頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器時限速斷保護4 時限速斷保護意義的延伸變壓器時限速斷保護應(yīng)用至今，其意義已經(jīng)不僅僅是保護變壓器安全了，而是作為一級配合段參與到整定配合中。 隨著變壓器容量的增大，按照近后備原則整定的220kV線路的距離保護、35kV線路的限時電流速斷保

33、護越來越難以做到躲過變壓器中、低壓側(cè)故障與保證線末故障靈敏度兼顧。這時，變壓器的時限速斷保護即可做為一級配合段參與進來，線路保護與之配合，既可以保證選擇性，也可以保證靈敏性。第64頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，變壓器容量不斷增大，如110kV變壓器容量從20MVA、31.5MVA、40MVA、50MVA、63MVA不斷變大，致使變壓器10kV側(cè)后備保護已不能作為10kV配電線路的后備保護，當(dāng)10kV配電線路故障發(fā)生在變壓器10kV側(cè)后備保護范圍之外，10kV配電線路保護或開關(guān)又拒動的情況下，會使10kV配電線路陷于無法切除故障的

34、狀態(tài)。第65頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析2 正常方式下110kV變壓器10kV側(cè)后備保護范圍分析(1)計算前提：a)變壓器以一個普通的額定容量為50MVA的110kV三圈變壓器為例變壓器型號：SFZ950000/110（YNd11）變壓器三側(cè)額定電流：Ieh=262.6A Iem=749.8A Iel=2724.3A變壓器低壓側(cè)阻抗標(biāo)么值：大方式下4.6651、小方式下5.0422第66頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析b)導(dǎo)線以常用的LGJ185型導(dǎo)線為例第67頁，共83頁，2022年，5月20日，4點

35、59分，星期二變壓器遠后備性能分析(2)計算變壓器10kV側(cè)后備過電流保護定值：取1.4的系數(shù)，Igl=1.42724.3=3814.0A第68頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析(3)計算小方式下，線路兩相短路的靈敏系數(shù)1.5，過流定值取3814.0A時能保護導(dǎo)線的長度LIgl= = =3814.0A 計算得能保護導(dǎo)線的長度L=0.918公里式中：Ij基準(zhǔn)電流Xxt*min小方式下10KV母線系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值 X*導(dǎo)線每公里阻抗標(biāo)么值，LGJ185導(dǎo)線每公里阻抗標(biāo)么值4.026 L被保護導(dǎo)線的長度第69頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星

36、期二變壓器遠后備性能分析計算小方式下，線路兩相短路的靈敏系數(shù)取1.0，過流定值取3814.0A時能保護導(dǎo)線的長度LIgl= =計算得能保護導(dǎo)線的長度L=2.004公里第70頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析不同容量變壓器各取一個普通的變電站進行統(tǒng)計分析如下（以下計算均按小方式下線路末端兩相短路1.0靈敏度計算分析）:變壓器容量(MVA)變壓器10kV側(cè)過流保護能夠保護的10kV配電線路長度(kM)LGJ240型導(dǎo)線LGJ185型導(dǎo)線240電纜185電纜631.513 1.456 5.770 5.127 502.137 2.0048.405 7.467

37、403.434 3.054 13.097 11.635 31.53.911 3.634 13.770 12.234 206.781 6.526 25.862 22.977 第71頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析通過以上的分析及表一所示，我們可以看到，隨著電網(wǎng)容量的增大，大容量變壓器的使用，變壓器10kV側(cè)后備保護的遠后備性能不斷惡化，嚴(yán)重的僅能保護出線的出口短路。而10kV配電線路的保護、開關(guān)都是按單套配置，一旦開關(guān)或保護出現(xiàn)問題不能跳閘，將使10kV配電線路陷于無法切除故障的狀態(tài)。第72頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器

38、遠后備性能分析3 變壓器10kV后備保護對10kV配電線路遠后備性能的影響因素分析變壓器10kV后備保護過流定值按1.4-1.6倍變壓器額定負(fù)荷整定，其動作時間應(yīng)大于所有出線保護的最長時間。該保護應(yīng)作10kV配電線路的遠后備保護，當(dāng)10kV配電線路的保護或開關(guān)拒動時切除故障。第73頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析3.1 變壓器容量對保護范圍的影響10kV配電線路按應(yīng)用最多的LGJ185型導(dǎo)線考慮，不同容量變壓器10kV后備保護能夠保護10kV配電線路的長度如圖所示：分析結(jié)果表明，變壓器的容量越大，其10kV后備保護對10kV配電線路的遠后備能力越差。

39、第74頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析3.2 10kV系統(tǒng)阻抗對保護范圍的影響以50MVA變壓器為例進行計算，后備保護定值按1.4倍變壓器額定電流計算，10kV配電線路按應(yīng)用最多的LGJ185型導(dǎo)線考慮，不同10kV系統(tǒng)阻抗時變壓器10kV后備保護能夠保護10kV配電線路的長度如圖所示：第75頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二變壓器遠后備性能分析分析結(jié)果表明，10kV系統(tǒng)阻抗越大，變壓器10kV后備保護對10kV配電線路的遠后備能力越差。10kV系統(tǒng)阻抗包括系統(tǒng)阻抗和變壓器阻抗，而系統(tǒng)阻抗相差不大，因此變壓器阻抗越大，其10kV后備保護對10kV配電線路的遠后備能力越差。第76頁，共83頁，2022年，5月20日，4點59分，星期二3.3 10kV配電線路的導(dǎo)