水力發(fā)電廠變壓器的保護

水力發(fā)電廠

變壓器的保護

2010年7月28日中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院機電分院專業(yè)副總工令狐小林

一、概述

電力變壓器作為一種關(guān)鍵設(shè)備，在發(fā)電廠、變電站等有廣泛應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中占有極其重要的位置。變壓器按照磁路結(jié)構(gòu)來分，有單相和三相變壓器；按照電壓變換和調(diào)整的關(guān)系，變壓器一般可以分成四種：普通多繞組變壓器（雙繞組、三繞組）、自耦變壓器、有載調(diào)壓變壓器和自耦有載調(diào)壓變壓器。水力發(fā)電廠的變壓器主要包括勵磁變壓器、主變壓器、廠用變壓器等，它們是廠內(nèi)的主要電力設(shè)備，通常勵磁變壓器、廠用變壓器為普通干式雙繞組變壓器，主變壓器為普通多繞組變壓器（雙繞組、三繞組、有載/無載調(diào)壓）變壓器。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，數(shù)字式繼電保護和安全自動裝置已獲得廣泛應(yīng)用，在科研、設(shè)計、制造、試驗、施工和運行中已積累了不少經(jīng)驗和教訓(xùn)。本次交流的議題是水力發(fā)電廠的變壓器保護（廠內(nèi)元件保護），側(cè)重于學(xué)習(xí)和理解有關(guān)的中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)、水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)部門的有關(guān)文件（如：“反事故措施”），如何貫徹實施。

二、繼電保護一般規(guī)定和動作行為GB14285對繼電保護提出了一般規(guī)定，對于變壓器各保護的動作邏輯，GB14285、Q/GDW175、DL/T5177等有具體的規(guī)定。1.保護分類：主保護：是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設(shè)備和線路故障的保護。后備保護：是主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護?？煞譃檫h(yuǎn)后備和近后備兩種方式。遠(yuǎn)后備：是當(dāng)主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護實現(xiàn)后備。近后備：是當(dāng)主保護拒動時，由該電力設(shè)備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護；當(dāng)斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)的后備保護。輔助保護：是為補充主保護和后備保護的性能或當(dāng)主保護和后備保護退出運行而增設(shè)的簡單保護。異常運行保護：是反應(yīng)被保護電力設(shè)備或線路異常運行狀態(tài)的保護。

2.繼電保護裝置性能要求繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，當(dāng)確定其配置和構(gòu)成方案時，處理好這四性的關(guān)系；應(yīng)優(yōu)先選用具有成熟運行經(jīng)驗的數(shù)字式裝置?？煽啃允侵副Ｗo該動作時應(yīng)動作，不該動作時不動作。選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護或斷路器失靈保護切除故障。靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，保護裝置具有正確的動作能力的裕度，一般以靈敏系數(shù)來敘述。速動性是指保護裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。3.在各類保護裝置接于電流互感器二次繞組時，應(yīng)考慮到既要消除保護死區(qū)，同時又要盡可能減輕電流互感器本身故障時所產(chǎn)生的影響。4.動作行為(1)停機：斷開發(fā)電機斷路器、滅磁，對汽輪發(fā)電機，還要關(guān)閉主汽門；對于水輪發(fā)電機，還要關(guān)閉導(dǎo)葉。(2)解列滅磁：斷開發(fā)電機斷路器、滅磁，甩負(fù)荷。(3)解列：斷開發(fā)電機斷路器，甩負(fù)荷。(4)減出力：將原動機出力減到給定值。(5)縮小故障影響范圍：例如斷開預(yù)定的其他斷路器。(6)程序跳閘：對汽輪發(fā)電機，首先關(guān)閉主汽門，待功率繼電器動作后，再跳開發(fā)電機斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機，首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開發(fā)電機斷路器，并滅磁。(7)減勵磁：將發(fā)電機勵磁電流減至給定值。(8)勵磁切換：將勵磁電源由工作勵磁電源系統(tǒng)切換到備用勵磁電源系統(tǒng)。(9)廠用電源切換：由廠用工作電源切換到備用電源供電。(10)分出口：動作于單獨回路。(11)信號：發(fā)出聲光信號。三、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程、文獻繼電保護專業(yè)技術(shù)性強，在進行變壓器保護裝置設(shè)計和采購時，無論新建或改造工程，也不論選用國內(nèi)或國外產(chǎn)品，均應(yīng)遵循有關(guān)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)和水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)部門的有關(guān)文件，這些標(biāo)準(zhǔn)和文件的所有相關(guān)條款均應(yīng)遵循。許多專家、學(xué)者的文獻也很有參考、借鑒價值。1.標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范由于標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和文件較多，以下列出了主要的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和文件，但不限于此，變壓器保護裝置招標(biāo)或采購時，要求供貨商遵循的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也未詳盡列出。以下的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和文件說明了適用于什么規(guī)模的水力發(fā)電廠，規(guī)定范圍以外的水力發(fā)電廠可參照執(zhí)行。(1)GB14285 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》(2)DL/T769 《電力系統(tǒng)微機繼電保護技術(shù)導(dǎo)則》(3)DL/T5186 《水力發(fā)電廠機電設(shè)計規(guī)范》(4)DL/T5177 《水力發(fā)電廠繼電保護設(shè)計導(dǎo)則》(5)DL/T5132 《水力發(fā)電廠二次接線設(shè)計規(guī)范》(6)DL/T671 《微機發(fā)電機變壓器組保護裝置通用技術(shù)條件》(7)DL/T684 《大型發(fā)電機變壓器保護整定計算導(dǎo)則》(8)GB/T19262 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》(9)DL/T770 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》(10)Q/GDW175 《變壓器高壓并聯(lián)電抗器和母線保護及輔助裝置標(biāo) 準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范》(11)DL/T587 《微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程》(12)DL/T624 《繼電保護微機型試驗裝置技術(shù)條件》(13)DL/T866 《電流互感器和電壓互感器選擇及計算導(dǎo)則》(14)DL/T667idtIEC60870-5-103 《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)第5部分傳輸規(guī)約第103 篇繼電保護設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)》(15)DL/T720 《電力系統(tǒng)繼電保護柜、屏通用技術(shù)條件》(16)GB7261 《繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法》(17)DL/T478 《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件》(18)GB6162 《靜態(tài)繼電保護裝置的電氣抗干擾試驗》(19)DL/T527 《靜態(tài)繼電保護裝置逆變電源技術(shù)條件》(20)GB/T14537 《量度繼電器和保護裝置的沖擊與碰撞試驗》(21)GB/T14598.9 《電氣繼電器第22部分：量度繼電器和保護裝置的 電氣干擾試驗第3篇：輻射電磁場干擾試驗》(22)GB/T14598.10 《電氣繼電器第22部分：量度繼電器和保護裝置的 電氣干擾試驗第4篇：快速瞬變干擾試驗》(23)GB/T14598.13 《量度繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗第1部 分：1MHz脈沖群干擾試驗》(24)GB/T14598.14 《量度繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗第2部 分：靜電放電試驗》(25)電安生[1994]191號文 關(guān)于頒發(fā)《電力系統(tǒng)繼電保護及安全 自動裝置反事故措施要點》的通知(26)國電發(fā)[2000]589號文 《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項 重點要求》(27)國電調(diào)[2002]138號文 關(guān)于印發(fā)《“防止電力生產(chǎn)重大事故的 二十五項重點要求”繼電保護實施細(xì) 則》的通知(28)國家電網(wǎng)生技[2005]400號文 關(guān)于印發(fā)《國家電網(wǎng)十八項電網(wǎng)重大 反事故措施(試行)》的通知(29)調(diào)繼[2005]222號文 關(guān)于印發(fā)“《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng) 重大反事故措施》（試行）繼電保護 專業(yè)重點實施要求”的通知(30)川電調(diào)[2004]9號文 關(guān)于印發(fā)《四川電網(wǎng)220kV-500kV繼 電保護配置和選型原則》的通知(31)川電調(diào)[2006]96號文 關(guān)于下發(fā)“《四川省電力公司反事故措 施實施細(xì)則（試行）》繼電保護專業(yè) 具體設(shè)計要求”的通知(32)川電調(diào)[2006]121號文 關(guān)于印發(fā)“《四川電網(wǎng)并網(wǎng)電廠接入系 統(tǒng)設(shè)備(裝置)安全運行的技術(shù)要求(試 行)》”的通知(33)川電調(diào)[2006]78號文 關(guān)于印發(fā)《四川電網(wǎng)變壓器、電抗器 非電量保護運行管理指導(dǎo)意見》的通 知(34)川電調(diào)[2006]135號文 關(guān)于下發(fā)《四川電網(wǎng)變壓器、電抗 器非電量保護運行管理指導(dǎo)意見》 實施細(xì)則的通知(35)國家電網(wǎng)公司 輸變電工程通用設(shè)計 110kV/220kV/330kV/500kV變電站 二次系統(tǒng)部分(36)四川電力公司其它文件…..2.文獻變壓器的保護，下列文獻（圖書）均可作為參考：(1)《大型發(fā)電機變壓器內(nèi)部故障分析與繼電保護》王維儉、王祥珩、王贊基，中國電力出版社(2)《電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用》 王維儉，第二版，中國電力出版社(3)《發(fā)電機變壓器繼電保護應(yīng)用》 王維儉，第二版，中國電力出版社(4)《大型發(fā)電機組繼電保護整定計算與運行技術(shù)》 高春如，中國電力出版社(5)《水力發(fā)電廠機電設(shè)計手冊》（電氣二次） 水利電力出版社(6)《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電氣二次部分） 主編：卓樂友，水利電力出版社四、變壓器保護的配置上述標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程、文件中，許多，如：GB14285、DL/T5177、國電調(diào)[2002]138號文、調(diào)繼[2005]222號文、川電調(diào)[2004]9號文、川電調(diào)[2006]96號文、國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計110kV/220kV/330kV/500kV變電站二次系統(tǒng)部分等，明確規(guī)定220kV及以上電壓等級的變壓器微機保護應(yīng)按雙重化配置（非電量保護除外）。國電調(diào)[2002]138號文1.4條明確“過去頒發(fā)的反措及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，凡與本《實施細(xì)則》有抵觸的，應(yīng)按本《實施細(xì)則》執(zhí)行。”。需要指出的是，這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程、文件各自的要求和具體的實施細(xì)則相互有不一致的地方，如：DL/T5177與其他的要求不太一致、調(diào)繼[2005]222號文和川電調(diào)[2006]96號文與國電調(diào)[2002]138號文的要求不太一致，應(yīng)根據(jù)最新的要求和具體情況確定。綜合歸納以上的要求：每套完整、獨立的保護裝置應(yīng)能處理可能發(fā)生的所有類型的故障。兩套保護之間不應(yīng)有任何電氣聯(lián)系，當(dāng)一套保護退出時不應(yīng)影響另一套保護的運行。兩套主保護的電壓回路宜分別接入電壓互感器的不同二次繞組。電流回路應(yīng)分別取自電流互感器互相獨立的繞組，并合理分配電流互感器二次繞組，避免可能出現(xiàn)的保護死區(qū)。分配接入保護的互感器二次繞組時，還應(yīng)特別注意避免運行中一套保護退出時可能出現(xiàn)的電流互感器內(nèi)部故障時保護死區(qū)問題。雙重化配置保護裝置的直流電源應(yīng)取自不同蓄電池組供電的直流母線段。兩套保護的跳閘回路應(yīng)與斷路器的兩個跳圈分別一一對應(yīng)。雙重化配置保護與其他保護、設(shè)備配合的回路應(yīng)遵循相互獨立的原則。雙重化配置的線路、變壓器和單元制接線方式的發(fā)變組應(yīng)使用主、后一體化的保護裝置；對非單元制接線或特殊接線方式的發(fā)變組則應(yīng)根據(jù)主設(shè)備的一次接線方式，按雙重化的要求進行保護配置。川電調(diào)[2006]96號文要求：一般情況下，雙重化配置的保護裝置宜采用不同原理、不同廠家的保護裝置。同時還應(yīng)注意到：主變壓器應(yīng)采用兩套完整、獨立，并且是安裝在各自柜內(nèi)的保護裝置。每套保護均應(yīng)有完整的主、后備保護。兩套完整、獨立的電氣量保護和一套非電量保護應(yīng)使用各自獨立的電源回路（包括直流空氣小開關(guān)及其直流電源監(jiān)視回路），在保護柜上的安裝位置應(yīng)相對獨立。主設(shè)備的非電量保護應(yīng)同時作用于斷路器的兩個跳閘線圈。為與保護裝置雙重化配置相適應(yīng)，500千伏變壓器高、中壓側(cè)和220千伏變壓器高壓側(cè)必須選用具備雙跳閘線圈機構(gòu)的斷路器，斷路器和隔離刀閘的輔助接點、切換回路、輔助變流器以及與其他保護配合的相關(guān)回路亦應(yīng)遵循相互獨立的原則按雙重化配置。以下敘述水力發(fā)電廠常用結(jié)構(gòu)變壓器的保護配置，對于主變，以220kV及以上電壓等級的變壓器為例。1.原則原則上，應(yīng)遵循第三條所述及上述要求，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)和水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)部門的有關(guān)文件之間有些不一致的地方，應(yīng)具體分析或?qū)で笥嘘P(guān)部門的權(quán)威解釋。遵循“強化主保護，簡化后備保護和二次回路”的原則進行保護配置、選型和整定。以下摘錄了GB14285中有關(guān)變壓器保護配置的重要條款。4.1.12.1宜將被保護設(shè)備或線路的主保護（包括縱聯(lián)、橫聯(lián)保護等）及后備保護綜合在一整套裝置內(nèi)，共用直流電源輸入回路及交流電壓互感器和電流互感器的二次回路。該裝置應(yīng)能反應(yīng)被保護設(shè)備或線路的各種故障及異常狀態(tài)，并動作于跳閘或給出信號。對僅配置一套主保護的設(shè)備，應(yīng)采用主保護與后備保護相互獨立的裝置。4.2.3.4對100MW以下的發(fā)電機變壓器組，當(dāng)發(fā)電機與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機與變壓器宜分別裝設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護功能。4.2.3.5對100MW及以上的發(fā)電機變壓器組，應(yīng)裝設(shè)雙重主保護，每一套主保護宜具有發(fā)電機縱聯(lián)差動保護和變壓器縱聯(lián)差動保護功能。4.3電力變壓器保護4.3.1對升壓、降壓、聯(lián)絡(luò)變壓器的下列故障及異常運行狀態(tài)，應(yīng)按本條的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置。a)繞組及其引出線的相間短路和中性點直接接地或經(jīng)小電阻接地側(cè)的接地短路；b)繞組的匝間短路；c)外部相間短路引起的過電流；d)中性點直接接地或經(jīng)小電阻接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；e)過負(fù)荷；f)過勵磁；g)中性點非有效接地側(cè)的單相接地故障；h)油面降低；i)變壓器油溫、繞組溫度過高及油箱壓力過高和冷卻系統(tǒng)故障。4.3.20.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8MVA及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)瞬時動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器充油調(diào)壓開關(guān)，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。4.3.3.1電壓在10kV及以下，容量在10MVA及以下的變壓器，采用電流速斷保護。4.3.3.2電壓在10kV及以上，容量在10MVA及以上的變壓器，采用縱差保護；對于電壓為10kV的重要變壓器，當(dāng)電流速斷保護靈敏度不符合要求時也可采用縱差保護。對于如何配置變壓器保護和各保護的動作邏輯，GB14285、Q/GDW175、DL/T5177等有具體的規(guī)定，要求的保護主要是主保護、后備保護、非電量保護。主保護：電流速斷保護、縱聯(lián)差動保護等。后備保護：相間短路后備保護：過電流保護、復(fù)合電壓啟動的過電流保護、復(fù)合電流保護等。4.3.6.5發(fā)電機變壓器組，在變壓器低壓側(cè)不另設(shè)相間短路后備保護，而利用裝于發(fā)電機中性點側(cè)的相間短路后備保護，作為高壓側(cè)外部、變壓器和分支線相間短路后備保護。接地短路后備保護：零序過電流保護、零序過電壓保護、零序差動保護。異常運行保護：過負(fù)荷保護、過勵磁保護等非電量保護：油面降低、變壓器油溫、繞組溫度過高及油箱壓力過高和冷卻系統(tǒng)故障等。水電規(guī)辦綜[2000]0028號文，水力發(fā)電廠220kV及以上電壓的變壓器可加裝專用故障錄波器裝置。2.差動保護原理簡介

變壓器差動保護主要是內(nèi)部短路的保護，但當(dāng)外部故障時有不平衡電流可能穿越差動保護電流互感器，造成差動保護誤動作。因此為了躲過外部故障時不平衡電流引起差動保護動作，采用了制動電流來平衡穿越電流引起差動保護的啟動電流。

差動保護原理上完全不反應(yīng)外部短路，因此取得了被保護設(shè)備內(nèi)部故障時的選擇性、靈敏性和速動性，被廣泛應(yīng)用于電氣主設(shè)備和輸電線作為主保護，但差動原理應(yīng)用于變壓器保護卻遇到了越來越多的困難。目前變壓器主保護無一例外的采用差動保護，國內(nèi)外一些公司、專家、學(xué)者和繼電保護科技工作者認(rèn)為，變壓器保護采用差動原理，違反了差動保護的基本前提，即被保護設(shè)備應(yīng)該僅由純電路組成的先決條件，理論上說違反了差動保護應(yīng)遵循的電流基爾霍夫定律，需要另辟蹊徑。他們也在研究、試驗中，讓我們感到欣慰。3.勵磁變壓器保護的詳細(xì)配置及技術(shù)要求(1)勵磁變壓器與發(fā)電機緊密相關(guān)，在GB14285中勵磁變壓器的保護是在發(fā)電機保護條款中論述的。工程實施中，勵磁變壓器保護功能（包括電量和非電量保護）可由發(fā)電機保護裝置實現(xiàn)，也可由單獨的保護裝置實現(xiàn)。(2)在發(fā)電機的各種勵磁方式中，自并勵方式以其接線簡單，可靠性高，造價低，電壓響應(yīng)速度快，滅磁效果好的特點而被廣泛應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，大容量可控硅制造水平的逐步成熟，發(fā)電機采用自并勵勵磁方式已成為一種主流趨勢，對于大型機組業(yè)界人士也越來越傾向于采用自并勵方式。目前水力發(fā)電廠基本都是采用自并勵勵磁系統(tǒng)，GB14285中，4.2.23自并勵發(fā)電機的勵磁變壓器宜采用電流速斷保護作為主保護；過電流保護作為后備保護。工程實施中，有的工程勵磁變是配置差動保護功能。對此有不同的觀點，兩種保護比較而言，電流速斷保護定值高、靈敏度差，但差動保護受強勵持續(xù)時間、電流諧波含量等影響，需要采用合適的保護濾波算法，合理整定定值，并取得經(jīng)驗。(3)勵磁變壓器的保護可以不雙重化配置，對僅配置一套主保護的設(shè)備，GB14285的4.1.12.1有規(guī)定。勵磁變壓器保護由發(fā)電機保護裝置實現(xiàn)時，若發(fā)電機保護是雙重化配置，為了實現(xiàn)兩套保護一致且滿足雙重化配置的要求，通常在勵磁變壓器高壓側(cè)配置兩組保護用的電流互感器，分別接入兩套保護裝置中；勵磁變壓器保護由單獨的保護裝置實現(xiàn)時，通常是采用主后備保護一體化的裝置。a.電流速斷保護（50ET-A）作為勵磁變繞組及其引出線的相間短路故障的主保護，瞬時動作于動作于停機、發(fā)信號及啟動故障錄波。50ET-A采集勵磁變高壓側(cè)兩相TA電流。固有延時（2倍整定值時）不大于30ms；整定值允差不超過

5%；返回系數(shù)不小于0.9。b.過電流保護（51ET-A）作為廠用變相間短路的后備保護，按躲開最大負(fù)荷電流來整定的，帶時限動作于停機、發(fā)信號及啟動故障錄波。51ET-A采集廠用變高壓側(cè)兩相TA電流。固有延時（2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

5%；返回系數(shù)不小于0.9。c.勵磁變過負(fù)荷保護（49ET-A）作為勵磁變異常運行的保護，保護延時動作于發(fā)信號及啟動故障錄波。49ET-A采集勵磁變高壓側(cè)兩相TA電流。固有延時（1.2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

5%；返回系數(shù)不小于0.9。d.非電量保護接收來自勵磁變本體溫控箱的溫度高及過高動作接點，溫度高動作于發(fā)信號報警，溫度過高動作于停機、發(fā)信號及啟動故障錄波。若為油浸勵磁變，還有相應(yīng)的瓦斯保護。若勵磁變的保護雙重化配置，則相應(yīng)增加50ET-B、51ET-B、49ET-B。4.主變壓器、高壓廠用變保護的詳細(xì)配置及技術(shù)要求介于大、中、小型水力發(fā)電廠主接線和一次設(shè)備的選擇配置有所不同，與變電站的主接線也不一致，以下主要敘述大中型水力發(fā)電廠采用比較多的接線方式，即：發(fā)電機出口接主變低壓側(cè)、支接高壓廠用變壓器，無其它機端負(fù)荷，高壓廠用變壓器高壓側(cè)不裝設(shè)斷路器，兩級變壓至廠用電0.4kV。(1)高壓廠用變壓器電量保護功能可由主變保護裝置實現(xiàn)，也可由單獨的保護裝置實現(xiàn)。高壓廠用變壓器非電量保護信號可直接接入主變非電量保護裝置,也可接入單獨的保護裝置，以下敘述由主變保護裝置實現(xiàn)的情況。(2)高壓廠用變壓器的保護可以不雙重化配置，對僅配置一套主保護的設(shè)備，GB14285的4.1.12.1有規(guī)定。高壓廠用變壓器保護由主變保護裝置實現(xiàn)時，主變保護是雙重化配置，為了實現(xiàn)兩套保護一致且滿足雙重化配置的要求，通常在高壓廠用變壓器高壓側(cè)配置兩組保護用的電流互感器，分別接入兩套保護裝置中；高壓廠用變壓器保護由單獨的保護裝置實現(xiàn)時，通常是采用主后備保護一體化的裝置。(3)通常主變主保護為縱差保護，沒有配置零序差動。增設(shè)零序差動保護有著明顯的優(yōu)點，在常規(guī)差動保護不能滿足內(nèi)部接地短路的靈敏度要求時，應(yīng)增設(shè)零序差動保護。一般情況下，主變差動保護的靈敏度滿足要求；目前主變零序差動保護在國內(nèi)的運用經(jīng)驗不足。

(4)通常主變壓器沒有設(shè)置分相差動保護，只有每個繞組具有兩個引出端子的單相變壓器才能采用此方案，該保護也有其固有的缺點，保護繼電器幾乎增加1倍；不能保護變壓器繞組常見的匝間短路。(5)主變通常配置復(fù)合電壓啟動的過電流保護，僅在系統(tǒng)倒送廠用電由主變帶廠用電運行時投入，保護功能由發(fā)電機斷路器位置輔助觸點投退或通過控制字加方向?qū)崿F(xiàn)。(6)針對某些工程，主變至200kV或500kVGIS距離較遠(yuǎn)，需要考慮主變保護與220kV或500kV斷路器保護之間信號傳輸及聯(lián)跳功能。(7)根據(jù)主變縱聯(lián)差動保護的配置，應(yīng)注意接入幾側(cè)的電流。(8)通常主變的保護配置如下：a.第一面主變保護A屏主變差動保護（87T-A）主變差動保護作為主變內(nèi)部及引出線上短路故障的主保護，應(yīng)能反應(yīng)變壓器內(nèi)部相間短路故障、高/低壓側(cè)套管及其引出線的短路故障、高壓側(cè)單相接地短路及變壓器匝間短路故障。保護動作于跳主變高壓側(cè)的斷路器及啟動斷路器失靈保護、跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）（若擴大單元接線）、跳滅磁開關(guān)、停機及啟動故障錄波、并發(fā)事故信號。87T-A采集主變高、低壓側(cè)三相TA二次電流。?應(yīng)具有防止區(qū)外故障誤動及防止勵磁涌流引起誤動，以及防止變壓器過激磁時誤動的功能；?應(yīng)具有防止電流互感器因飽和而導(dǎo)致保護拒動的功能；?應(yīng)具有電流互感器斷線斷線判別功能，斷線后動作于發(fā)信號，并能選擇閉鎖差動或不閉鎖差動且都能報警，當(dāng)電流大于額定電流的1.2倍時可自動解除閉鎖；但不閉鎖差動速斷。

?在同一相上出現(xiàn)兩點接地故障(一點區(qū)內(nèi)、一點區(qū)外)時，可動作出口；

?應(yīng)具有高定值無制動功能的差動速斷功能,其定值要大于變壓器空載合閘的涌流最大值；

差動動作時間（2倍額定電流時）應(yīng)不大于30ms；整定值允差不超過

5%。

差動速斷動作時間（1.5倍額定電流時）應(yīng)不大于20ms。

采用差動速斷保護的原因

一般情況下比率制動原理的差動保護能作為電力變壓器主保護，但是在嚴(yán)重內(nèi)部故障時，短路電流很大的情況下，TA嚴(yán)重飽和使交流暫態(tài)傳變嚴(yán)重惡化，TA的二次側(cè)基波電流為零，高次諧波分量增大，反應(yīng)二次諧波的判據(jù)誤將比率制動原理的差動保護閉瑣，無法反應(yīng)區(qū)內(nèi)短路故障，只有當(dāng)暫態(tài)過程經(jīng)一定時間TA退出暫態(tài)飽和比率制動原理的差動保護才動作，從而影響了比率差動保護的快速動作，所以變壓器比率制動原理的差動保護還應(yīng)配有差動速斷保護，作為輔助保護以加快保護在內(nèi)部嚴(yán)重故障時的動作速度。差動速斷保護是差動電流過電流瞬時速動保護。主變零序電流保護（51TN-A）零序電流保護反應(yīng)主變高壓側(cè)單相接地故障引起的過電流。零序一段延時動作于跳主變高壓側(cè)的斷路器及啟動斷路器失靈保護、發(fā)信號及啟動故障錄波，零序二段延時動作于跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）（若擴大單元接線）、跳滅磁開關(guān)、停機及啟動故障錄波、并發(fā)事故信號。51TN-A采集主變中性點TA二次電流。固有延時（1.2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

2.5%；返回系數(shù)不小于0.9。主變過激磁保護（24T-A）過激磁保護作為由于頻率降低和/或電壓升高引起主變鐵芯磁密過高容易導(dǎo)致絕緣老化，降低使用壽命的保護。由定時限和反時限兩部分組成，定時限部分動作于發(fā)信號或發(fā)信號并減勵磁，反時限部分動作于跳主變高壓側(cè)的斷路器及啟動斷路器失靈保護、跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）（若擴大單元接線）、滅磁、發(fā)信號及啟動故障錄波。固有延時（1.2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

2.5%；返回系數(shù)不小于0.95。復(fù)合電壓起動的方向過流保護（67T-A）作為倒送廠用電時主變壓器相間短路的后備保護，動作于延時跳主變高壓側(cè)的斷路器及啟動斷路器失靈保護、發(fā)信號、啟動故障錄波。固有延時（1.2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

2.5%；返回系數(shù)不小于0.9。電壓互感器斷線監(jiān)測用于檢測保護用PT二次回路斷線，在發(fā)信號報警的同時根據(jù)具體情況閉鎖某些保護功能。電流互感器斷線監(jiān)測用于檢測保護用TA二次回路斷線，發(fā)信號報警、閉鎖或允許跳閘。高壓廠用變電流速斷保護（50ST-A）作為高壓廠用變繞組及其引出線的相間短路故障的主保護，瞬時動作于跳高壓廠用變低壓側(cè)斷路器、跳本單元主變高壓側(cè)的斷路器、跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）（若擴大單元接線）、發(fā)信號及啟動故障錄波。50ST-A采集高壓廠用變高壓側(cè)兩相TA電流。固有延時（2倍整定值時）不大于30ms；整定值允差不超過

5%；返回系數(shù)不小于0.9。高壓廠用變過電流保護（51ST-A）作為高壓廠用變相間短路的后備保護，按躲開最大負(fù)荷電流來整定的，帶時限動作于跳高壓廠用變低壓側(cè)斷路器、跳本單元主變高壓側(cè)相連的兩個斷路器、跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）、發(fā)信號及啟動故障錄波。51ST-A采集高壓廠用變高壓側(cè)兩相TA電流。固有延時（2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

5%；返回系數(shù)不小于0.9。高壓廠用變過負(fù)荷保護（49ST-A）作為高壓廠用變異常運行的保護，保護延時動作于發(fā)信號及啟動故障錄波。49ST-A采集高壓廠用變高壓側(cè)兩相TA電流。固有延時（1.2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

5%；返回系數(shù)不小于0.9。b.第二面主變保護B屏在主變保護B屏裝設(shè)與A屏完全相同的保護，要求及作用對象同A屏，但主保護應(yīng)盡量使用不同原理。主變差動保護（87T-B）主變零序電流保護（51TN-B）主變過激磁保護（24T-B）復(fù)合電壓起動的方向過流保護（67T-B）電壓互感器斷線監(jiān)測電流互感器斷線監(jiān)測高壓廠用變電流速斷保護（50ST-B）高壓廠用變過電流保護（51ST-B）高壓廠用變過負(fù)荷保護（49ST-B）。c.第三面主變保護C屏Q/GDW175中規(guī)定，非電量保護只有重瓦斯作用于跳閘，其余非電量保護宜作用于信號。四川電網(wǎng)的具體要求，見川電調(diào)[2006]135號文：110kV及以下的變壓器非電量保護中除重瓦斯保護作用于跳閘外，其余非電量保護均作用于信號。220kV及以上的變壓器非電量保護中除重瓦斯保護、油溫二段作用于跳閘外，油溫保護一段輸出閉鎖二段輸出，其余非電量保護均作用于信號。對于冷卻全停保護，220kV及以上強油循環(huán)的變壓器的冷卻器全停保護，冷卻器全停時，應(yīng)瞬時作用于事故報警信號；冷卻器全停20min后，若上層油溫達(dá)到75℃則作用于跳閘；冷卻器全停60min不經(jīng)油溫閉鎖直接跳閘。主變壓力釋放保護（63T）接收來自主變本體的壓力釋放裝置的動作接點，作為反應(yīng)主變壓器內(nèi)部故障引起的油箱壓力過高的保護，壓力高、過高動作于報警及啟動故障錄波。主變重瓦斯保護（30TH）接收來自主變本體的瓦斯繼電器的動作接點，作為反應(yīng)主變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯的保護，瞬時動作于跳主變高壓側(cè)的斷路器、跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）、跳滅磁開關(guān)、停機及啟動故障錄波、并發(fā)事故信號。主變輕瓦斯保護（30TL）接收來自主變本體的瓦斯繼電器的動作接點，作為反應(yīng)主變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯的保護，瞬時動作于發(fā)信號及啟動故障錄波。主變溫度保護（49T）接收來自主變本體的油溫指示控制器的動作接點，作為反應(yīng)主變壓器油箱油面溫度過高的保護，溫度高動作于發(fā)信號報警，溫度過高動作于跳主變高壓側(cè)的斷路器、跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）、跳滅磁開關(guān)、停機及啟動故障錄波、并發(fā)事故信號。接收來自主變本體的繞組溫度指示控制器的動作接點，作為反應(yīng)主變壓器繞組溫度過高的保護，溫度高、過高動作于報警及啟動故障錄波。主變冷卻系統(tǒng)故障保護（62T）接收來自主變冷卻器控制柜的動作接點，注意動作邏輯上前述Q/GDW175與川電調(diào)[2006]135號文的差別。高壓廠用變溫度保護（49ST）接收來自高壓廠用變本體溫控箱的溫度高及過高動作接點，溫度高動作于發(fā)信號報警，溫度過高動作于跳廠用變低壓側(cè)斷路器、跳本單元主變高壓側(cè)的斷路器、跳本單元及相鄰單元發(fā)電機出口斷路器（若擴大單元接線）、發(fā)信號及啟動故障錄波。5.低壓廠用變保護的詳細(xì)配置及技術(shù)要求通常低壓廠用變保護分別安裝在相應(yīng)的10kV開關(guān)柜內(nèi)，其保護功能由單獨的保護裝置實現(xiàn)，所配置的保護與高壓廠用變相同，只是保護動作對象不同而已。一次側(cè)接入10kV及以下非有效接地系統(tǒng)，低壓廠用變低壓側(cè)中性點直接接地的變壓器，裝設(shè)低壓側(cè)單相接地保護（64ST），保護延時動作于跳低壓廠用變各側(cè)斷路器、發(fā)信號及啟動故障錄波。64ST采集低壓廠用變中性點TA電流。固有延時（1.2倍整定值時）不大于40ms；整定值允差不超過

5%；返回系數(shù)不小于0.9。五、通用技術(shù)要求1.滿足第三條的要求，遵循“強化主保護，簡化后備保護和二次回路”的原則進行保護配置、選型和整定，應(yīng)選用經(jīng)電力行業(yè)認(rèn)可的檢測機構(gòu)檢測合格的微機繼電保護裝置。2.繼電保護裝置應(yīng)采用數(shù)字式、微處理器邏輯構(gòu)成的繼電保護系統(tǒng)，且具有原理成熟、技術(shù)先進、制造質(zhì)量可靠和成功運行經(jīng)驗。微處理器應(yīng)采用高可靠性、低功耗、高抗干擾的工業(yè)型微機，其運行速度、存儲容量能與保護系統(tǒng)的任務(wù)和要求相適應(yīng)。3.各保護裝置應(yīng)采用32位雙CPU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)完成保護邏輯、跳閘出口及對外通信等任務(wù)。4.繼電保護系統(tǒng)的軟件和硬件應(yīng)具有在線自動檢測、連續(xù)監(jiān)視、動作記錄存儲和容錯功能。某一子系統(tǒng)的部分軟件或硬件故障均不影響該系統(tǒng)其他部分的正常工作，并能發(fā)出報警信號；除出口繼電器外，保護裝置內(nèi)任一元件損壞，不應(yīng)誤跳閘。自動檢測回路應(yīng)能發(fā)出告警或裝置異常信號，并給出有關(guān)信息指明損壞元件所在部位，至少能將故障定位至模塊（插件）。5.繼電保護系統(tǒng)應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)化元件組成，這些元件應(yīng)易于拆卸和更換。保護裝置應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的試驗插件和試驗插頭。6.所有涉及直接跳閘的重要回路應(yīng)采用動作電壓在額定直流電源電壓的55%~70%范圍內(nèi)的中間繼電器，并要求其啟動功率不低于5W；遵守保護裝置24V開入電源不出保護室的原則，以免引進干擾，所有從保護室外引入的開入量不能直接接入保護裝置的24V光耦。