变压器产业网

　　500kV惠州变电站是广东东部电网的枢纽变电站，现已投运两台500kV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500kV、220kV、35kV.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。

　　1500kV变压器保护的特点、要求及其置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。500kV电力变压器保护应有比220kV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，500kV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DUOBIAS-M及DUOBIAS两套纵差保护。

　　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，在变压器各侧短路初20ms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。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，以二次谐波为大，取二次谐波作为制动，能获得较理想的制动效果。

　　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。

　　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I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500kV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THR4PE2.500kV侧与220kV侧各装设一套，装设于主I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35kV侧过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。

　　4过励磁保护5⑴kV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。500kV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，装设于主段反向偏移10.由Z3R=10Z3、Z3=1.2Zi（Z3R为段反向偏移阻抗），可得出I段定值为21=Z31. 2=Z310几2，R/段Z4=Zi，定值相同、方向相反。

　　虽然I、IV段定值得以确定，但运行时并不采用IV段，特别是反向的W段。对应装置原理图，在OutModul插件中断开L9，即PTT计时回路，则I段不能出口。而V段因计时器T10无类似连触点，可将其延时置大（9.99s），同时由于V段定值小于段反向偏移，且V段时间定值大于时间，则可避免V段误动。

　　5过励磁保护继电器GTT GTT用来保护主变压器在空载合闸瞬间所产生的冲击振荡。继电器利用v/f原理构成，即利用电压与频率比值的高低来判别是否出现过励磁，定值从1.0至1.25之间可调，以变压器厂家提供的励磁特性曲线为依据整定。输出触点有两对，对延时0.5~1s（内部可调整），作为报警输出，第二对延时5~30s可调，作跳闸输出。

　　3保护装置运行中的问题及改进1两套THR保护装置电流回路设计等同。由于（4是传统式fMt动作时间较慢PuWiS正常运行。但根据ltTHeRe装置原理要求内部必需bookmark2原设计将进口保护放置在电流回路前端，国产保护放后。其本意是在运行中国产保护有动作时，在主变接口屏将电流回路短接，不影响进口保护3Y43QfB）h失继继电电：返回M纵差保护中clishing将有u可可能AnYgQ：rerBdQ（Ah；）/动作快瞬间形成具有中性点（Nentral）的电流回路，用作零序电流启动用，所以交流电流回路经THR装置后实际无电流输出。因此应将国产保护放置在电流回路前端，进口保护放末尾。回路修改后如果国产保护动作，只能将其对应电流回路采用跨接的方法，而不能采用短接方法，否则进口保护将无法正常工作。

　　3.2跳闸继电器TR212、TR213的使用TR212为瞬动触点继电器，TR213为动作自保持继电器，另有一电动复归线圈。此类继电器为提高动作速度及可靠的断弧性能，在制造上有独到之处。动作线圈的线径较粗，匝数相应减少，励磁时电流较大，以增加线圈电动力，动作干脆可靠，且触点间隙较大，可以有效断弧。调试时须严格注意测试方法，只能以冲击电压来测试动作可靠性，（厂家规定为50额定电压），决不能以逐渐升压方法来测其动作电压值。因为当通电时间稍长就会引致线圈过热，超过30ms就能烧坏线圈。

　　TR213继电器在构造上类似国产电动复归掉牌信号继电器，但其动作速度、触点容量则完全是按跳闸继电器要求而设计，是专为性故障而设置的跳闸出口继电器。

　　3.3主变差动保护CT切换回路运行存在的问题带旁路形式。在220kV旁路开关带主变变中开关运行时，为避免出现差动保护范围缩小，主变差动保护中压侧电流回路取旁路开关CT回路。如1主变开入差动保护电流回路切换采用自动切换形式，随变中开关出线侧刀闸22014与旁路母线侧刀闸22013自动切换，见。

　　2主变保护与此类似。但当500kV主变差动保护CT自动切换回路失去直流电源时，其启动继电器3YQ（a）、（b）、4YQ（a）、（b）失磁，触点返回，迫使多个CT切换继电器（双位置继电器，95C-1A、B、C、D）返回，见。其后果将造成运行中变压器差动保护的220kV侧电流被短接，使主变差动保护失去一侧电流而误动跳闸。按惠州站主变差动保护原设计，CT自动切换启动回路电源并接于主变间隔刀闸位置指示器电源（9RD，10RD），而刀闸位置指示器电源涉及的回路较多，容易引起短路造成9RD、10RD熔断，致使CT自动切换启动回路失去电源。主变保护在运行时曾发生过2主变纵差保护动作出口跳主变三侧的事故，由于当时2主变中压侧CT切换启动控制正电源保险9RD烧断，致使电流切换中间继电器侧电流消失，纵差保护动作出口跳主变三侧。为此，必须将差动保护CT自动切换回路电源改造成独立保险供电，以满足主变保护的可靠性要求。

　　改造后CT自动切换回路需满足：保证其CT自动切换功能不变；当CT自动切换回路失去电源时，不会引起差动保护误动；当CT自动切换回路失去电源时，应有告警信号。

　　3.4CT自动切换回路改造的实施及新问题的处理4YQ（a）、（b）从刀闸位置指示器电源（9RD、10RD）中分离出来，独立接于控制电源小母线2KM上，使用专用的保险11RD、12RD，称为主变差动保护CT切换电源，见。

　　将原接于套差动保护电源的/主I差动保护CT 3YQ（a）、（b）、4YQ（a）、（b）因11RD、12RD保险熔断失电时，CT切换继电器95C-1同时失电，由于95C-1是双位置继电器，失电后自保持在原来状态不切换，保证CT切换回路的正确性。

　　电后复电操作时，CT切换回路还是存在有瞬间误切换的可能。因为11RD、12RD失去电源后，95C-1虽机械自保持，但3YQ（a）、（b）、4YQ（a）、⑴失磁，其触点接通了95C- 1的返回线圈。当装入保险11RD、12RD时，95C返回，将差动保护中压侧电流回路瞬时短接，随后1励磁使回路恢复正常。由于CT切换回路在失电复电操作过程中出现继电器YQ与95C-1触点竞赛‘，有可能引起保护误动作。因此在11RD12RD熔断后，装入保险前，应先人工断开CT回路切换直流空气开关MCB26，保证95C-1不能动作，然后才给上11RD、12RD保险，使3YQ（a）、（B（、4YQ（aMb）恢复正常状态，后才给上MCB26开关。按此操作直流电源，才能确保差动保护安全运行。主变第二套差动保护电源的’主差动保护CT也改接到11RD、12RD上，其问题处理与主变套差动保护相同。

　　在“主变差动保护CT切换电源”回路上，装设一个中间继电器，用于监视“主变差动保护CT切换电源”，在电源消失时发告警信号。

　　4结语本文对惠州变电站500kV变压器继电保护的配置、装置的原理及运行作了介绍与分析。主变保护既有国产设备又有进口设备。NEI公司主变保护所用继电器形式多样，从电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型到微机型都有，性能也较复杂。只有深入了解保护装置性能，熟悉保护原理，才能做好设备调试、维护工作。