变电站500kV变压器保护配置与运行分析.doc

引言　　500 kV惠州变电站是广东东部电网的枢纽变电站，现已投运两台500 kV主变压器，#1变压器为SIEMENS公司生产，#2变压器为ABB公司生产。两台变压器都是三相独立、自耦降压式变压器，三侧电压分别为500 kV、220 kV、35 kV。变压器的继电保护装置采用NEI-REYROLLE公司的产品，每台分两面保护屏。由国产继电器构成辅助保护与变压器本体保护，另外组成主变接口屏。根据装置调试和运行情况分析，两套变压器保护能满足运行要求。由于保护装置是进口产品，而且NEI公司产品在国内应用不多，有必要对此做一些介绍与分析，以提高继电保护人员的设备调试维护水平。 1500 kV变压器保护的特点、要求及其配置　　500kV变压器的工作电压高，通过容量大，在电网中地位重要；若变压器故障或其继电保护误动造成主变停电将引起重大经济损失，而且主变组装、拆卸工作量大，检修时间长。这就要求变压器内部故障切除时间尽可能短，以缩小损失。500 kV电力变压器保护应有比220 kV及以下变压器保护有更高的可靠性、灵敏度及速动性。惠州站主变保护按以上原则进行配置，采用以下各种保护的组合。1.1主保护双重化配置　　为提高保护的可靠性，500 kV变压器主保护应采用双重化配置。主保护是纵联差动保护， 配置了DUOBIAS-M及DUOBIAS 4C21/MHJ 两套纵差保护。　　1）差动保护必须有差电流速断功能，能检测在差动保护区内出现的大故障电流。计算表明，在变压器各侧短路最初20 ms内，电流互感器不会饱和，在饱和之前差电流速断部分能可靠切除故障。　　2）为提高差动保护灵敏度而设置比率制动，其动作电流随外部穿越性短路电流增大而自动增大。在内部故障时短路电流较大，虽也有制动作用，但适当选择制动系数，可以做到在有制动情况下，也能保证灵敏度。　　3）为防止因变压器励磁涌流造成差动保护误动，保护装置需有谐波制动功能。在励磁涌流所含各种谐波中，以二次谐波为最大，取二次谐波作为制动，能获得较理想的制动效果。　　主纵差保护型号为DUOBIAS-M，采用数字式二次谐波制动原理纵联差动保护，保护范围为主变压器内部、套管以及开关场CT之间一段引线的相间、接地、匝间故障，保护瞬时动作跳主变三侧开关。装设于主I保护屏。　　主纵差保护型号为DUOBIAS-4C21/MHJ，整流型机械式二次谐波制动原理纵联差动保护，装设于主保护屏。保护范围、功能与主纵差保护相同。　　惠州变电站主变压器还采用高阻差动保护，交流回路采用套管CT，保护范围为主变压器高、中压侧内部线圈相间、接地故障，保护有较高灵敏度，整定值可整定在额定电流10%以内。低定值延时报警，高定值瞬时动作跳三侧断路器。元件型号为DAD3。装设于主保护屏。1.2相间后备保护　　现500 kV电力变压器一般是单相变压器组，配置相间保护作为变压器引线和相邻母线相间故障的后备保护。惠州站500kV主变相间后备保护采用距离保护，型号为THR4PE2。500 kV侧与220 kV侧各装设 一套，装设于主保护屏。由于变压器高-低、中-低侧阻抗较大，高压侧和中压侧距离保护对低压侧相间故障灵敏度不够，低压侧应装设简单的相间故障后备保护，惠州站采用的是35 kV侧过流保护，继电器型号为2DABT，装设于主保护屏。1.3接地后备保护　　接地保护是作为变压器内部、引线、母线、线路接地故障后备保护。由于主变为自耦变压器，其高压侧与中压侧之间有电联系，并有公共接地点，当高压侧或中压侧发生单相接地故障时，零序电流可在高、中压侧之间流通。惠州站主变接地后备保护采用公共绕组零序过流保护，型号DAC，装设于主保护屏。还有高压侧与中压侧由开关场电流互感器构成的零序电流滤过器构成的两侧零序方向电流保护，采用国产许继电气公司生产的传统电磁型电流与整流型方向继电器，装设于主变接口屏。接地后备保护在动作时限上与线路后备段配合。1.4过励磁保护　　500 kV变压器铁芯正常工作磁密较高，接近饱和磁密，磁化曲线较“硬”。在过励磁时，铁芯饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加很快，其中含有许多高次谐波，可引起铁芯、金属构件、绝缘材料过热。若过励磁倍数较高，持续时间过长，可能使变压器损坏。500 kV变压器应装设过励磁保护。惠州站采用GEC-ALSTON公司生产型号为GTT的继电器，短时间报警，长时间动作跳三侧断路器，装设于主保护屏。 2各种保护装置分析2.1微机型差动保护DUOBIAS-M　　DUBIAS-M保护原理与通用变压器差动保护原理一致，具有差动、比率差动、二次谐波制动和无制动电流速断等保护功能。有以下特点： 具有软件式中间变流器，不须另外装设中间变流器，能以软件形式修正变压器变比与接线组别； 动作时间快，两倍整定差流动作