【分析】关于变压器的继电保护该如何选择？

在实际运行中，必须根据变压器的容量和重要程度并考虑到变压器可能发生的各种类型的故障和不正常工作的情况装设各种性能良好、动作可靠的继电保护装置。对变压器继电保护的选择进行了分析。

变压器是电力系统最主要的供电设备，如发生故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响，因此，装设性能良好、安全可靠的保护装置非常，必要。近年来全国发生多起

220kV降压变低压侧故障均由于后备保护等存在问题引起的。一些典型事故再次提醒我们，变压器保护确实存在一些问题影响系统的安全稳定运行。下面对相关问题进行分析。

一、变压器保护装置装设的原则

(一)反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护容量为800千伏安及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护。当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时动作于信号;产生大量瓦斯时，保护装置通常应动作于跳闸，断开变压器各电源侧的断路器。对于高压侧未装设断路器的线路——变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可动作于信号。对于容量为400千伏安及以上的车间油浸式变压器，也应装设瓦斯保护。

(二)纵联差动保护纵联差动保护装置通常装设在单独运行的容量为10000千伏安及以上的变压器上。或装设在并列运行的容量为6300千伏安及以上的变压器上，有选择地切除故障变压器。容量为63000千伏安及以上的厂用工作变压器亦应装设纵联差动保护。对厂用备用变压器，为了简化保护，可装设电流速断保护来代替纵联差动保护。容量为2000，10000千伏安的变压器。如果电流速断保护装置的灵敏度不符合要求，并且过电流保护的动作时限大于0.5秒时，纵联差动保护亦可用于容量小于10000千伏安单独运行的变压器上。

(三)过电流保护过电流保护一般用于降压变压器。对于升压变压器和过电流保护灵敏度不符合要求的降压变压器，一般采用复合电压起动的过电流保护。

(四)零序电流保护在中性点直接接地电网中，如果变压器中性点可能接地运行。对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护，可作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。

二.相间故障的后备保护存在的问题及解决方法

近年来，变压器由于中、低压侧，特别是低压侧母线故障时断路器未能断弧或拒动，而高压侧保护对此又没有足够的灵敏度，遂导致变压器损坏的事故在国内屡见不鲜。例如，某220kV变电站就因主变10kV母线侧刀闸发生短路故障时，10kV开关未能断弧而造成主变烧毁。其原因就是主变220kV侧的相间后备保护一复合电压闭锁过流保护的复合电压未选用10kV侧，而220kV、110kV侧的电压闭锁元件对10kV侧短路的灵敏度不够，造成高、中压侧后备保护没能动作，l0kV侧短路故障无法排除，而使事故进一步扩大。

(一)电压闭锁元件灵敏度不足，当过电流保护不符合灵敏度要求时，常采用复合电压闭锁过电流保护方式，而在低压侧母线或出口三相故障时，高、中压侧电压很高，不足以启动低电压元件。解决高、中压侧电压元件灵敏度不足的方法一般采用三侧电压闭锁并联的方式，低压侧可只采用本侧电压。这种方式要注意电流灵敏度提高后，在低压侧故障切除时可能会因自启动电流过大而造成误动。

(二)电流元件的灵敏度不足，①一些110kV双绕组主变的低压侧未装设过流保护，要靠高压侧过流保护作为低压侧母线、线路故障的后备保护，而电源侧线路保护对主变低压侧故障又无足够的灵敏度。这样，当高压侧后备保护拒动或断路器拒动时，低压侧的故障就没有第二重保护。所以，110kV双绕组主变的低压侧也应装设过流保护作为本侧母线和相邻线路保护的后备。为防止低压侧断路器拒动，过流保护应做成两个时间段，第一时限跳低压侧(或母联)，第二时限跳各侧，以弥补高压侧后备保护电流灵敏度不足的问题。②对于220kV大容量主变而言，由于低压侧加装了限流电抗器，使低压母线的短路电流大幅度下降，遂造成高压侧过流保护的电流元件对低压母线的短路故障灵敏度不足。

合理安排变电站主变的运行方式。目前，110kV配电网以远后备设计为主，110kV及以下电网尽可能以辐射状网络方式运行，强调简化电网运行接线，防止电磁环网可能带来的系统事故，况且电网结构简单、清晰，继电保护的配置与整定也简单。因此，2台主变的中、低压侧分开运行是有条件的，且可减小低压侧的短路容量。中、低压侧分列运行后，提高了高压侧过流保护的电流元件对低压母线短路故障的灵敏度，为提高供电的可靠性，可在母联上装设备用自投装置。加强变压器低压侧的后备保护。因低压母线一般不设母差保护，故母线故障要靠变压器的后备保护来切除。对于低压母线上所带的电容器、线路等设备故障，主变低压侧开关应是切除故障的后备开关，低压侧保护则是这些设备的后备保护。由于高、中压侧后备保护对低压侧故障的灵敏度不高，所以要加强主变低压侧后备保护：在原有配置的基础上再增加一套后备保护作为低压母线保护或其后备，其定值与出线I段或lI段相配合，对母线有1.5的灵敏度。整定时限宜短原因：一是减少变压器出口短路电流对变压器和其它设备的损害：二是防止断路器柜中直流被烧断而不能切除故障。可设两时限，第一时限t1跳本侧(或母分)，第二时限t2跳三侧。在变压器的低压侧配置两套完全独立的过流保护作为低压侧母线的主保护及后备保护，在这种情况下，要求这两套过流保护接于不同的电流互感器，经不同的直流熔断器(自动空气开关)供电，并分别作用于该低压侧断路器和变压器各侧断路器。

三.主变保护的直流配置

当10kV母线故障发生在10kV断路器柜内时，弧光窜入直流系统造成整个直流操作电源消失，引起变压器损坏的事故在全国已发生多起，前述的某变电站即是一例。为保证2套双重化保护的完全独立，以防弧光窜入直流系统引起全站直流停电，变电站要有两段直流母线，两套保护分别由一段母线供电。

220kV降压三绕组变压器的保护电源作如下配置：第一段母线：主变差动保护，中压侧后备保护，低压侧第一套后备保护。

第二段母线：非电量{含失灵、不一致)保护，高压侧后备保护，低压侧第二套后备保护。

在两组母线上，差动、各后备保护应使用不同的分支直流熔断器(自动空气开关)，并注意熔断器(自动空气开关)上、下级之间的配合。

四、变压器的过负荷保护

(一)保护配置规定

容量为400千伏安及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据过负荷的可能性及其大小装设过负荷保护。在经常有人值班的情况—R过负荷保护通常作用于信号。变压器的过负荷电流在大多数情况下都是三相对称的。因此，过负荷保护只要接人一相电流，用一个电流继电器来实现。过负荷保护通常都经过延时作用于信号，而各侧过负荷保护均经过同一时间继电器发出信号。

(二)臊护配置原则

①在双绕组升压变压器上，过负荷保护通常装设在变压器的低压侧。②对于一侧无电源的三绕组变压器，过负荷保护应装在发电机电压侧和无电源的一侧。③对于三侧均有电源的升压变压器，各侧应装过负荷保护。由于主变的过负荷保护动作时间过长，故障电流过大，可使主变压器严重受损。一般变压器的绝缘和机械强度的没计是按25倍额定电流下持续2s不产生任何热的损伤。

五、结论

要使配电变压器保持长期安全可靠运行。除提高技术水平之外，在日常的运行管理方面同样也十分重要。作为配变运行管理人员。一定要做到勤检查、勤维护、勤测量，及时发现问题及时处理，采取各种措施来加强配电变压器的保护，防止出现故障或事故，以保证配电网安全、稳定、可靠运行。