变压器后备保护拒动原因分析

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　　【摘 要】变电站主变压器和侧复合电压闭锁过电流保护拒动的事故，或者切断电路装置，如果当其中一个发生拒动现象，进而使后备保护实效断出故障位置并及时面对问题作出相应对策的方法。突然当故障出现时针对侧主变压器在相邻的线路远端，并且保护装置，扩大了受损面积，造成严重后果这一问题，提出了一种能够快速诊断故障位置并及时面对问题做出相应对策的方法。
　　【关键词】变压器；后备保护；拒动原因
　　前言
　　对由外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护，该保护宜选用过电流保护。为提高灵敏度、增加安全性，变压器相电流保护宜采用复合电压闭锁过电流（简称复压过流）保护的方法。复压过流保护作为变压器外部相间短路的后备保护在电网中得到广泛应用。目前，对于变压器相间后备保护的分析研究多集中在变压器相间后备保护对低压侧相间短路故障灵敏度不足和动作时限过长2个方面，而对于变压器低压侧相间后备保护对本侧出线远后备灵敏度问题的论述则较少。本文通过对一起事故的具体分析，指出了目前变压器中、低压侧复压过流保护对本侧出线三相短路远后备灵敏度不足的问题并提出了相应的对策。
　　1三绕组變压器后备保护
　　对于三绕组变压器，当其一侧断路器跳开后，另外两侧还能够继续运行，所以三绕组变压器相间短路后备保护在作为相邻元件的后备时，应该有选择性地只跳开近故障点一侧的断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能地缩小故障影响范围；而作为变压器内部故障的后备保护时，应该跳开三侧断路器，使变压器退出运行。为此，需要在变压器的两侧或三侧都装设复压过流保护装置，各侧保护之间相互配合作为变压器内部故障及其相邻元件的后备保护。通常，主电源侧的复压过流保护兼作变压器主保护的后备，而其他各侧复压过流保护主要作为本侧相邻元件保护的后备。对于单侧电源的三绕组变压器通过时间元件的设置实现各侧保护的相互配合；对于多侧电源的三绕组变压器还需在各电源侧增设方向元件来实现各侧保护的相互配合。
　　2变压器后备保护拒动原因分析
　　后备保护不能进行的原因通常是因为低电压部分的线电压低于了母线的线电压，从而造成三项短路，使中压侧的电压部分失灵。另外就是由于高压侧的电压出现局部的分配错误而导致过电流保护取代了后备保护设备，使得故障被解除，配电网的受损区域得到有效的控制。
　　通过不断的分析探究可以得出进一步的结论。如果线路的断路器发生拒动，那么将直接影响到主变压器对该侧保护的灵敏度。因为故障出现的地方处于主变本侧路线，所以故障被排除的可能性很小，进而导致电路的受损面积进一步加大。
　　3实例分析结果
　　3.1变压器额定容量变化
　　当前曹县公司110kV变电站变压器主变容量一般都是以40-50MVA为主。系统的阻抗一般为12欧。通过对比分析可以得出相应的结论。随着变压器额定容量的不断增大，三种元件受到的保护范围越来越短。当出现三相短路时，低压元件的保护范围较短，当相邻的线路较长时，低压元件不能启动，封锁过电流保护，使变压器后备保护拒动，过电流保护元件的保护范围要高于低电压元件。所以三者相比较而言，低电压元件是使三相短路之后产生后备保护拒动的关键因素。所以当复合电压元件的保护范围相对缩短时，变压器的后备保护将整体失去原有的灵敏度。
　　如果发生的是两相短路，那么过电流的保护范围将会相对缩短，而相比之下负序电压元件将会出现较长的保护范围。如果相邻的线路较长，过流元件依旧不能进行正常的起动，也就会产生变压器后备保护拒动的现象。所以在两相短路时，过流元件是导致其后备保护拒动的关键性因素。所以，如果过电流的元件保护范围缩短时，变压器的后备保护系统的灵敏度将整体受到严重的影响。
　　3.2系统阻抗变化
　　变压器的容量为额定容量，所以可以根据系统阻抗的变化，来对各个元件的保护范围进行一个简单的计算。通过实例的数据分析，可以得出，随着系统阻抗的不断加大，负序电压元件以及低电压元件的保护范围会相对变长，而过电流元件则恰好相反，它的保护范围将会逐渐变短。与上述的变化相一致，三相短路的主要后备保护拒动的原因是低电压元件，二相短路的后备保护拒动的原因是过电流元件。
　　通过实例分析，不难得知，复压过流保护系统以及变压器额定容量的联系较为紧密。当其保护范围缩短时，变压器的相邻线路将会逐渐变长。
　　4保护效果的改进措施
　　4.1低电压部分拒动现象的改进措施
　　当低电压部分产生了拒动的现象，就会在复压过流保护过程当中形成过电流保护，这样就可以保护变压器在不带电压闭锁的情况下能够正常的进行工作。达到有效降低因为低电压产生的拒动，并且避免了后续因为拒动产生的一系列不利影响。
　　4.2不断扩宽复合电压闭锁方式的应用范围对变压器的过电流进行保护
　　变压器在运行过程中展现出的负载能力会因为规格类型不同，而具有不同的负载能力。如果依据变压器的负载能力来对变压器的过电流值进行整定，那么就会大大降低变压器后备保护的灵敏度，从而导致过电流保护拒动现象的发生。
　　变压器在正常运行过程中也难免产生电动机承载较大负荷的现象。这种承载的负荷往往超出了预定的承受范围，但是合格的变压器也应该具备能够短时间承载过负荷的能力。在出现超过承载能力的状况下，变压器中的电子元器件很难跟随变压器短时间内产生的负荷能力进行改变，产生过大的变化。所以为了避免后备保护作用的产生，就应该采取复压过流来对变压器实行后备保护。
　　4.3主变后备保护中低电压整定值的探讨
　　主变后备保护中低电压整定值主要考虑2点①躲过正常运行时可能出现的低电压；②躲过电动机负荷自起动时的低电压，电压取自变压器低压侧电压互感器时，低电压整定值可取0.5UN～0.7UN；电压取自变压器高压侧电压互感器时，低电压整定值可取0.7UN～0.8UN。当主变低压侧后备保护中增设高定值过流保护，低电压元件对三相短路故障灵敏度不足的问题已经由高定值过流元件来解决时，为更可靠地躲过非故障时出现的低电压，低电压元件宜取规程推荐值中的较低值。比如：电压取自变压器低压侧电压互感器时，低电压整定值可取不大于0.6UN；电压取自变压器高压侧电压互感器时，低电压整定值可取不大于0.7UN。当然，必须强调的是，采用上述建议整定值时需注意校验高定值过流元件对三相短路的灵敏度。
　　5总结
　　文章对变压器后备保护拒动的原因进行了具体的分析，并结合一起变压器相间短路后备保护拒动事故，对传统复压过流保护中低电压元件、负序电压元件和过电流元件的保护范围进行了实例计算分析，指出了复压过流保护随系统阻抗和变压器额定容量变化而变化且保护范围较短，当相邻线路远端故障时保护灵敏度不足的问题。并且通过简单的计算得出了受保护的范围，得出了低电压、负序电压以及电流部分之间的变压器额定容量变化的关系。提出了对变压器进行后备保护的方法，不受系统运行方式、线路长短以及故障点位置和过渡电阻的影响，从而保障电力系统配电网的安全平稳运行。
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　　（作者单位：国网山东省电力公司曹县供电公司）
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