微机型主变压器保护双重化的意义与原因
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有关微机型主变压器保护双重化的意义与原因，差动保护的电流回路进行相应切换，后备保护的电流回路不用切换，主变压器保护的双重化基于的理由是什么。 在电网中，主变压器是用以升压或降压的重要元件。它不但造价昂贵，损坏后修复周期长．还常常因主变压器故障而破坏电网的正常运行方式，造成发电厂停机及用户停电等损失。所以，确保主变压器的安全运行意义重大。 主变压器保护历来为广大继电保护专业人员所重视，如何提高主变压器保护的动作灵敏性和可靠性一直是制造厂家及运行单位的追求目标。但由于变压器既是个电元件、也是个磁元件，具有非线性特点和复杂的暂态过程。 因此，相对于线路保护来说，其动作正确率还很低。随着计算机技术的发展，微机型变压器保护越来越多，性能越来越好，使提高变压器保护的运行水平成为可能，对主变压器保护的双重化是其中一个方面。现在就我们在主变压器保护双重化实践中遇到的一些问题来谈一点体会。 1、主变压器保护双重化的意义 根据《继电保护和安全自动装置技术规程》要求、不同容量及不同电压等级的电力变压器配置不同的保护。一般大型变压器将瓦斯保护及纵联差动保护等作为主保护，各侧安装不同的复压过流、方向零序或阻抗保护等作为后备保护。规程中除明确对330kV及以上变压器可装设双重差动保护外，一般均按单主单后配置。 对于主后分开的保护，常常主保护与后备保护分别接一组电流互感器的次级，一般为差动保护接独立电流互感器，后备保护接主变压器套管电流互感器的次级，如图l。在双母带旁路主接线方式下，旁路开关代主变压器开关时，差动保护的电流回路进行相应切换，后备保护的电流回路不用切换。 差动保护的保护范围包括主变独立电流互感器至套管的引线，当旁代时则包括旁路母线。 在国家电力公司2000年9月发布的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中明确提出，220kV主变压器的微机保护必须双重化。主变保护微机化以前，使用分立电磁型元件组成主保护及后备保护时。 一套220kV主变压器保护一般要三到四面屏，要实现双重化将使屏位达六到七面，显然过于繁复。 在上世纪八十年代末九十年代初采用晶体管及集成电路型主变压器保护，虽然继电器的性能有了较大提高，分散的继电器也改成了整齐划一的机箱，但回路组成及接线仍然脱胎于电磁型保护，一主一后最少要两面屏，双重化后回路也很复杂。早期的微机型主变保护，由于采用的还是主后分开的设计方案，一套主保护加各侧后备保护、操作箱、失灵及非电量保护等，要七、八层机箱，要实现双重化仍然十分困难。 由于高性能的计算机芯片出现，在一套装置中包含主保护、各侧全部后备保护的新一代微机型主变压器保护已开发出来，并得到广泛应用。 该保护装置除非电量保护及开关操作箱外，全套主后合一的保护只要一层机箱，实现双重化后一般四到五层机箱，两面屏。 由于一套保护的的功能集中在一个机箱内，双套保护一般采用相同的输入输出设计，所以外围接线相当简洁，其外围回路比采用主后分开的单套配置还简单。 双重化的保护可以采用不同厂家、不同原理，对变压器发生各类复杂故障时可靠切除故障更有利。双主双后主变压器保护电流回路的接入方式。 主变压器保护的双重化基于以下理由： 计算机技术的发展，高性能计算机芯片的出现，主后合一的设计，在技术上使保护配置的双重化成为可能。 多年来线路保护双重化的成功运行经验。 对供电可靠性要求的提高。微机保护发生故障后，一般要依赖生产厂家进行处理，处理周期较长，如只有单套保护，有时保护故障将使变压器将被迫停运。 采用双主双后主变压器保护后，如何接人电流互感器的二次回路将是我们需要考虑的一个问题： 一般将第一套保护接原差动保护电流互感器次级，即独立电流互感器，旁代时需切换；第二套保护接原后备保护电流互感器次级，即套管电流互感器，旁代时不需要切换，但对降压变的高压侧来说，无论是差动保护还是该侧的后备保护，其保护范围不包括开关电流互感器到变压器套管的引线，对低压侧来说，应其后备保护的保护范围指向非电源侧，所以引线故障将由后备保护切除。 在独立电流互感器次级足够时，可以将第二保护也接人独立电流互感器，旁代时切套管电流互感器,这样可以确保正常运行时两套保护均有足够的保护范围，当第一保护因故退出时，不至于因第二套保护存在死区而影响主变的正常运行。但现场进行电流二次回路的切换较麻烦，因操作不当引起差动保护误动的情况时有发生，所以在保护方式满足要求时，不建议过多进行电流回路的切换。 笔者认为该回路在设计及施丁时可以接好，正常运行时旁代只切第一套，当第一套保护因故退出时，将第二套保护的电流回路切至独立电流互感器。 为了避免电流回路的切换，也可以两套保护均使用套管电流互感器，在降压变的高压侧增设简单电流保护，接独立电流互感器作为引线的保护，当旁代时停用该保护，起用旁路保护作引线及旁路母线的保护，这样保护配置较复杂，该电流保护与旁路保护整定时要考虑励磁涌流的影响。如何取舍将取决于各地的运行习惯。2双主双后主变压器保护的二次回路接线。 |
