[行业技术文章]三绕组变压器过电流保护无选择动作分析及改进

赵蕴刚河北省衡水供电公司(053000)

摘要：早期的110kV三绕组变压器，一般都设置装备摆设电磁型继电器组成的高、低压两侧过电流庇护，其中高压侧过电流庇护既是变压器中压侧母线、线路的后备庇护，也是变压器自己的后备庇护。本文经由过程对一次事故的分析，提出了在过电流庇护整定中应值得注重的问题。

要害词：变压器　过流庇护　整定计较

衡水市饶阳110kV变电所正常由平安220kV变电所供电，所内装有容为31500kVA和20000kVA的三绕组降压变压器各一台，中压35kV和低压10kV采用单母线分段的主接线方式，35kV和10kV母线未装设母差庇护，图1为饶阳所一次系统接线图。两台主变除配有瓦斯庇护、BCH－1型纵差庇护外，还设有：由电磁型继电器组成的110kV复合电压闭锁过电流庇护(复合电压取自35kV母线TV，电流取自变压器110kV进线断路器TA)及10kV过电流庇护等。

图1　饶阳所一次接线图

其中，110kV复合电压闭锁过电流庇护(以下简称"110kV复闭过流庇护")共设三个时限(见表1、2)：时限先跳开中压母线分段301断路器，第二时限跳开主变中压主进断路器，第三时限跳开主变三侧；10kV过流庇护设有两个时限，时限先跳开低压母线的分段501断路器，第二时限跳开主变低压主进断路器。这样，对于主变的外部故障，主变的两侧过电流庇护就能有选择地震作，缩小停电范围。

表1　1^#(31500kVA)主变两侧过流庇护定值

表2　2^#(200000kVA)主变两侧过流庇护定值

在正常运行情况下，1、2^#主变三侧并列运行带全所负荷。

1　事故进程及庇护动作情况

某年8月7日，饶阳所两台主变并列运行带35kV和10kV负荷。16：55，35kV1^#母311－1隔脱离关支柱尽缘子损坏，造成35kV1^#母故障，1、2^#主变110kV复闭过流庇护动作跳开35kV母线分段301断路器及两台主变的35kV主进311、312断路器，2^#主变的10kV过电流庇护动作跳开10kV母线分段501断路器。

从本次故障可以看出：故障点在35kVI#母线，主变的110kV复闭过流庇护动作跳开301、311断路器是准确的，已将311－1隔脱离关的故障点离隔，而再跳开312断路器和10kV分段501断路器则应属于非选择性动作，致使35kV2^#母线停电，扩年夜了停电范围。

2　故障及庇护动作分析

事故发生后，对主变庇护装配进行了检查，没有发现装配问题。但从事故现场发现，311－1隔脱离关的三相尽缘子都存在放电的烧痕，讲明故障点曾发生了严重的三相短路，并从安平220kV变电所的110kV线路167断路器的故障录波可以获得证实。

经由过程对平安所的故障录波波形分析可知：在故障初始瞬间为A、B相间短路，约80ms后转为三相短路。

经综合分析后认为：在35kV1^#母311－1隔脱离关故障发生后，35kV1、2^#母线电压下降，使1、2^#主变的110kV复闭过流庇护的复合电压闭锁元件开放，且流经1、2^#主变高压断路器111、112的故障电流使主变的110kV复闭过流庇护电流元件同时启动，延时1.5s后同时跳开301断路器。但此时故障已成长为三相短路，全所的三侧电压下降，造成1、2^#主变的复合电压元件继续开放，1^#主变的高压侧111断路器继续经由过程故障电流，又经0.5s延时(从故障起头已延续2.0s)后动作跳开311断路器，使311－1隔脱离关故障点与1^#主变隔离；在301断路器跳开的同时，2^#主变经并列运行的10kV母线仍向35kV1^#母线故障点迂回提供短路电流，2^#主变的110kV复闭过流庇护的电流元件在迂回电流的作用下，也经0.5s(从故障起头已延续2.0s)延时后动作跳开312断路器，2^#变的10kV过电流庇护也在此迂回电流的作用下0.5s延时动作跳开10kV母线分段501断路器，致使35kV2^#母线停电和10kV母线排列运行。

3　改良方案与结论

由以上分析，可以对三绕组主变的高、低压侧设置装备摆设的复闭过流庇护在整按时作以下改良：

(1)为避免并列运行的变压器提供迂回短路电流导制类似的过电流庇护无选择性动作，高压复闭过流庇护的时间级差要年夜于低压侧过电流庇护的小动作时限。在本例中，假设2^#主变的10kV过流庇护动作的时限改成0.2～0.3s跳开501断路器，则在1、2^#主变的110kV复闭过流庇护1.5s跳开301断路器后，经2^#主变向故障点提供的迂回短路电流使10kV过电流庇护起动0.2～0.3s后便跳开501断路器，切断了迂回短路电流，2^#主变的110kV复闭过流庇护的过流继电器返回，便不再跳开312断路器，不会导制2^#母线失电，扩年夜停电范围。

(2)在主变的低压过电流庇护回路上增加一个快速跳低压分段的庇护段，该庇护段定值需要斟酌与相邻线路庇护定值的配合。

以上两种改良方案都是当主变中压侧外部故障，假设发生经低压侧的迂回短路电流时，以低压侧母线的快速排列运行来保证高压复闭过流庇护的动作选择性。对于三绕组主变各侧均装设了过电流庇护的整定也有借鉴意义。