500千伏系統(tǒng)干式變壓器保護配置探討
從保護范圍、后備保護配合關(guān)系、運行方式靈活性等方面分析了500kv系統(tǒng)接干式變壓器的保護配置方案。根據(jù)加強主保護、簡化后備保護的原則,提出了一種新的500kv聯(lián)絡(luò)干式變壓器保護配置方案。關(guān)鍵詞:干式變壓器保護;配置方案;500kv系統(tǒng)0簡介目前系統(tǒng)中常用的500kv系統(tǒng)連接干式變壓器的微機保護配置基本遵循電磁型或晶體管硬件級的保護配置方案。隨著微機繼電保護技術(shù)的發(fā)展和成熟,為500kv系統(tǒng)接干式變壓器保護提出新的保護配置方案提供了依據(jù)和可能性。干式變壓器繼電保護的基本功能是保護干式變壓器的安全。應(yīng)根據(jù)干式變壓器可能出現(xiàn)的故障形式和故障時可能采取的保護措施來選擇和配置保護。干式變壓器保護的配置應(yīng)體現(xiàn)加強主保護、簡化后備保護的原則。1 500kv接觸式干式變壓器電流保護配置微機型干式變壓器保護一般配置兩套先立的保護裝置。正常運行時,兩套保護均采用干式變壓器的主ta。旁路開關(guān)送干式變壓器時,一套保護使用套管ta,另一套保護停用(如圖1所示)。每套保護都配有主保護和備用保護。除干式變壓器本體保護(本文不討論)外,主保護一般配有相電流差動保護和具有比率制動特性的差動保護。后備保護配置如下:相間故障采用阻抗保護。方向指向干式變壓器,干式變壓器作為干式變壓器高(中)壓側(cè)繞組和對側(cè)母線的后備保護,對中(高)壓側(cè)母線故障有足夠的靈敏度,且未安裝振蕩閉鎖電路,其動作時間不小于1.5s,其反向偏移阻抗部分作為該側(cè)母線故障的后備保護。設(shè)置一段兩個時限,較好個時限跳至對側(cè)斷路器,第二個時限跳至各側(cè)斷路器。接地故障采用零序電流保護。設(shè)置兩段零序電流保護,較好段零序方向電流保護,指向本地母線,切掉本地斷路器;第二段零序電流保護無方向,動作后各側(cè)斷路器跳開。2電流保護配置方案存在的問題1)接1)500kv系統(tǒng)的干式變壓器多為單相自耦變壓器,干式變壓器內(nèi)部繞組對鐵芯(即地)的絕緣損壞,即單相接地故障應(yīng)是干式變壓器內(nèi)部故障的主要形式。反映相電流的差動保護至少在保護原理上濾除零序電流分量,靈敏度不反映零序電流的差動保護在干式變壓器發(fā)生單相接地故障時靈敏度高。2)保護整定計算復(fù)雜。根據(jù)上述保護配置原則,相間距離保護應(yīng)與對面出線的距離保護相協(xié)調(diào)。由于干式變壓器阻抗大,當(dāng)對向出線較短時,整定配合困難,只有增加動作時間才能滿足選擇性要求。線路保護中的零序電流保護逐漸被接地距離保護取代,線路保護中為保護接地電阻大的故障而保留的較后一個零序電流的配合時間過長,只能簡單地與線路中的接地距離保護配合。對于非定向段的零序電流保護,由于自耦變壓器連接高壓側(cè)和中壓側(cè)的零序電流回路,需要配合高壓側(cè)的零序電流保護 5)后備保護短時限動作縮小故障范圍,長時限動作斷開干式變壓器各側(cè)斷路器的跳閘原理,對干式變壓器和系統(tǒng)有害。由于大部分后備保護采用套管電流互感器,如果在短時間內(nèi)運行,可能無法縮小故障范圍。此外,后備保護本身運行時間長,進而人為增加保護動作延時,不利于干式變壓器設(shè)備的安全,違背繼電保護原理。系統(tǒng)接觸式干式變壓器保護配置原則的探討1)主保護和后備保護的作用干式變壓器電流互感器室的任何故障,主保護都應(yīng)具有保護能力,保護靈敏度應(yīng)盡可能高,使保護能正確反映干式變壓器輕微故障時的情況,較大限度地減少故障對干式變壓器本身和電網(wǎng)的影響。干式變壓器的后備保護不同于線路后備保護。干式變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時,端口三相電流可能不大,三相電壓可能不低,對應(yīng)的實測阻抗可能較大。因此,干式變壓器的后備保護實際上不能起到干式變壓器內(nèi)部故障后備保護的作用。此外,干式變壓器保護不需要為線路提供后備保護。220kv及以上線路配有雙套高頻保護、多級相間、接地距離保護、零序電流保護和斷路器失靈保護,完全不需要干式變壓器提供后備保護。因此,干式變壓器的后備保護應(yīng)作為該側(cè)母線和套管出線的后備保護。2)加強主保護500kv系統(tǒng)接觸干式變壓器多為單相自耦變壓器,單相接地故障應(yīng)是干式變壓器內(nèi)部故障的主要形式,相間短路的可能性極小,需要增加反映零序電流的差動保護。單相自耦變壓器中性點安裝分相ct,不存在電流相位難以測量的問題。此外,就微機保護而言,只需將中性點電流互感器接入保護并稍加修改軟件即可實現(xiàn)。當(dāng)有旁路開關(guān)送干式變壓器運行方式時,如果差動保護不能切換到旁路開關(guān)ct運行,干式變壓器的套管出線和旁路母線沒有快速保護,相當(dāng)于母線運行沒有母線差動保護,降低了繼電保護的保護等級,極大地影響了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,違反了《"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》的要求。因此,當(dāng)有旁路開關(guān)送干式變壓器運行方式時,應(yīng)在旁路開關(guān)中設(shè)置一組電流互感器,切換到干式變壓器差動保護。3)簡化后備保護干式變壓器的后備保護在選擇性和靈敏度上遠(yuǎn)不如主保護。干式變壓器內(nèi)部故障時,后備保護可能不起作用。干式變壓器的后備保護應(yīng)作為該側(cè)母線和套管出線的后備保護。高(中)電壓側(cè)之間短路及接地故障均采用無方向阻抗保護作為后備保護,設(shè)一段一時限,動作后跳干式變壓器各側(cè)開關(guān)。定值按與本側(cè)母線出線距離保護一段配合整定,時間可整定為0.5s,不經(jīng)振蕩閉鎖。取消高(中)壓側(cè)零序電流保護。中性點裝設(shè)零序電流保護,設(shè)一段一時限,當(dāng)干式變壓器高壓側(cè)或中壓側(cè)斷開時,對干式變壓器起到后備保護作用。定值按與高、中壓側(cè)出線較后一段零序電流配合,動作后跳干式變壓器各側(cè)開關(guān)。干式變壓器各側(cè)的過電流保護作為干式變壓器本身較基本的保護,其動作電流按干式變壓器各側(cè)的額定電流整定,動作時間按大于所有出線的動作時間整定。動作后跳干式變壓器各側(cè)開關(guān)。4結(jié)束語合理配置干式變壓器繼電保護對保證干式變壓器安全運行至關(guān)重要,應(yīng)根據(jù)干式變壓器可能的故障形式及故障時可能動作的保護來選擇和配置保護。微機保護允許采用多種原理保護作為主保護,取長補短。應(yīng)重視干式變壓器主保護的作用,適當(dāng)簡化干式變壓器后備保護的配置。 來源:電氣商情網(wǎng)
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