快速切除220kv变压器死区故障的继电保护方案

1、快速切除220kv变压器死区故障的继电保护方案程晓晖国网自贡供电公司（四川自贡643000）【摘要】：通过联跳变压器其他侧断路器或变压器电源侧后备保护动作的方 法，来切除变压器差动保护电流互感器（ta）和220kv变压器某侧断路器之间发 牛的死区故障，切除故障时间较长；因为是变压器出口故障，所以容易使变压器 损坏。木文对220kv变压器有关的继电保护动作特征与各侧死区故障的故障特征 进行了分析，制定了几种保护方案来快速切除220kv变压器各侧死区故障，并对 死区故障保护短延时的参数进行了研究。【关键词】：继电保护；死区故障；变压器；快速切除1. 目前切除变压器死区故障时保护存在的问题如果用变压

2、器电源侧后备保护和电源侧线路后备保护动作切除变压器死区 故障，动作时限很长。最近，有关人员开始利用联跳变压器的各侧断路器来制定 切除此类故障的解决方案，可切除故障的时间依然很长。2. 死区故障特征2.1变压器各侧的死区故障一般来讲，变压器如果有运行的几个电压等级通过由断路器、ta、隔离开关 成的间隔设备与外电路设备连接，若变压器某一侧断路器两边只有变压器这一边 有ta,而母线一边没有ta,那么，可能就有几个变压器死区故障位置。也就是 说，如果有两个运行电压等级经断路器间隔设备和外电路设备连接，就最少有2 个死区故障位置；如果有3个运行电压等级经断路器间隔设备与外电路设备连 接，就最少有3个死区

3、故障位置。220kv变压器不但在压侧有死区故障，而且在 变压器高压侧和低压侧也有死区故障。2.2变压器死区故障的特征2.2.1 hokv和220kv侧死区故障的特征若变压器llokv侧出现死区故障，就会启动llokv母线差动保护中故障段母 线差动的大差动保护及母线的小差动保护，跳开故障段母线全部断路器，包含该 220kv变压器llokv侧断路器，可主电源在22okv侧，照样为故障点接通短路电 流，故障未得到切除。这吋，22okv变压器llokv侧ta还是有很大的短路电流通 过，这样llokv母线差动保护的小差动保护和人差动保护动作还是没有返冋，同 时，220kv变压器llokv侧的后备保护仍动

4、作也并没有返回。如果llokv母线差动保护停用时发生llokv侧死区故障,220kv变压器llokv 侧后备保护中按llokv侧故障有足够灵敏度整定的相间或接地保护会启动，按 一定延时动作跳开220kv变压器llokv侧断路器，可主电源在22okv侧，还是向 故障点供应短路电流，故障也没有得到切除。这时，220kv变压器llokv侧ta 还是会流过非常大的短路电流，所以，220kv变压器llokv侧的后备保护仍然动 作没有返冋。针对llokv侧或220kv侧变压器中性点在不接地吋出现变压器死区故障，那 么就会有该侧中性点间隙零序电压或零序电流保护动作跳变压器各侧断路器切 除此故障。2.2.2低

5、压侧死区故障特征220kv变压器的低压侧通常情况下有lokv和35kv两种电压等级，该侧母线 故障的保护是由低压侧的后备保护中根据该侧母线故障有极大灵敏度实行限时 速断保护。当变压器低压侧发生死区故障吋,220kv变压器低压侧后备保护启动， 跳开220kv变压器该侧断路器，由于主电源在220kv侧，还是会对故障点供应短 路电流，因此故障未切除，与此同时，22okv变压器低压侧ta还会有非常大的 短路电流流过，所以，220kv变压器的低压侧后备保护依i口未返冋动作。3. 变压器死区故障继屯保护方案3.1电网其他死区故障继电保护方案3.1.1线路断路器死区故障继电保护方案当ja与线路断路器之间发生

6、故障吋，母线差动保护动作跳开该母线上全部 断路器的同时:允许式线路纵联保护是向对侧线路纵联保护发出允许信号，使 对侧线路纵联保护动作跳闸加速;闭锁式线路纵联保护是开启该侧线路纵联保 护停信，使对侧线路纵联保护动作跳闸加快；光纤分相电流差动保护是向对侧 线路光纤分相电流差动保护发出远方跳闸信号，使对侧线路光纤分相电流差动保 护动作跳闸加快。通过以上措施，能够快速切除线路断路器死区故障，保证系统 稳定安全的运行。3.1.2母联断路器死区故障继电保护方案当ta与母联断路器之间发生故障吋，母线差动保护中没有故障的母线大差 动保护和小差动保护会开启，跳开没有故障母线上的全部断路器。由于母联断路 器处在分

7、闸位置，并没有切除故障，ta还是会流过非常大的短路电流，所以， 母线差动保护的大差动保护没有返冋动作，并且通过延时把ta电流排出母线差 动保护。这吋，故障转变成区内故障，故障段母线人差动保护与小差动保护开启 跳开全部断路器，切除了母联断路器死区故障。3.2变压器死区故障的继电保护方案321方案1当220kv变压器的一侧出现死区故障，该侧没有返冋母线差动保护，220kv 变压器这侧的ta依口流过短路电流，因此制定“封ta”的跳闸控制方案如下:1）变压器一侧a、b、c三相中有一电流满足启动值2）继电器处在动作状态。当以上两个条件都满足吋，在经合理的延吋后退岀ta。当有一个条件未满 足时，os接入变

8、压器该侧ta。因为ta把故障侧电流退出了 ta电流计算，类似 于变压器差动保护综合差流从很小变成了短路点的短路电流，变压器差动保护就 会分析此故障变为了区内故障，因此变压器差动保护动作，开启变压器的总出口 的跳闸冋路，从而使该故障切除。3.2.2方案2当220kv变压器一侧出现了死区故障，参考线路断路器死区故障的继电保护方案将线路断路器死区故障切除，制定变压器该侧死区故障启动控制“联跳”的 跳闸方案具体如下：1）变压器一侧a、b、c三相电流达到启动值。2）变压器一侧后备保护跳闸出口，继电器在动作状态。当以上条件都符合时，在经过延吋后开启变压器保护总出口的跳闸冋路，开 启跳开变压器的所有断路器，

9、使变压器死区故障快速被切除。若有一个条件不 满足时，则不启动变压器保护跳闸总出口冋路。3.2.3方案3当220kv变压器的一-侧出现死区故障吋，220kv变压器该侧后备保护动作, 跳开变压器该侧的断路器，该侧断路器已经在分闸位置，但220kv变压器该侧ta 还会流过故障电流，根据母联断路器死区故障的继电保护方案，制定变压器该 侧死区故障“封ta”的跳闸控制方案如下：1）变压器该侧断路器在分闸位置。2）变压器零序电流超过整定值。当两个条件都满足时，变压器该侧电流不参加变压器差动保护电流计算。当 有一个条件不满足时，则变压器该侧电流参与变压器差动保护电流计算。变压器 差动保护把故障电流不加入ta电

10、流计算，就等于ta综合差流从很小变成了短路 点的短路电流，从而判断该故障为区内故障跳开变压器其他的侧断路器，使故障 被切除。324方案4当220kv变压器某侧发生了死区故障，制定变压器该侧死区故障“联跳” 的跳闸控制方案具体如下：1）变压器该侧断路器在分闸位置。2）变压器零序电流超过整定值。当两个条件都满足时，在经延吋后开启总出口的跳闸冋路，跳开变压器的所 有断路器，以此变压器死区故障快速切除。当有一个条件不满足吋，则不开启变 压器保护总岀口的跳闸冋路。3.2.5变压器死区故障保护的设置设置变压器死区故障保护时，要根据220kv变压器某-侧是不是有死区故障 来进行设置，只要这一侧或其一个分支冋

11、路有死区故障，那么需要按照死区故 障快速切除方案来进行变压器死区故障保护的设置。3.3讨论方案1和2是否需要引入跳闸位置接点针对方案1和2是不是应该考虑引入跳闸位置接点，讨论了变压器中的压侧。 当压侧母线出现故障时，母线差动保护产生动作，而变压器的压侧断路器不动作, 这样就造成此断路器不灵敏，若引入跳闸位置接点，因为断路器失灵不能动作， 那么跳闸位置接点就不能够闭合，所以便不能切除故障；这吋，若不引入跳闸位 置接点，因为缺少跳闸位置接点闭合的条件，故障保护就可以动作切除故障。 由此看来，如果不引入跳闸位置接点，那么该死区故障保护还可以保护变压器该 侧断路器。3.4两种保护的比较1）变压器死区故

12、障保护动作较快。如果启动母线失灵保护后，跳母联断路 器与其它断路器同时跳闸，最少会比高压侧断路器失灵保护的动作少用约50ms； 如果跳母联断路器与其它断路器不同时跳闸，最少比变压器高压侧断路器失灵 保护动作少用约200mso2）变压器死区故障保护动作环节少；因为220kv变压器保护为主保护和后 备保护整体化设计，相互之间配合。3）两种保护的保护启动量不同，变压器死区故障保护中启动量使用了 “变 压器本侧后备保护跳本侧岀口继电器”与“本侧母线差动保护”；变压器高压侧 断路器失灵保护中启动量采用了 “变压器电气量保护跳本侧岀口继电器”和“本 侧母线差动保护”。3.5变压器死区故障保护4种方案的比较方案1和2既能够作为变压器该侧的死区故障保护，又能作为变压器该侧的 断路器失灵保护；而方案3和4只能作为变压器该侧的死区故障保护。因为微机 变压器保护都能够由程序实现，因此4种方案都可方便地在变压器保护中实现。对于动作的效率，方案1和3比方案2和4多了让变压器差动保护动作的过 程，因而2和4动作更简单，动作速度相对更快，可以优先使用。在实际使用吋， 可将4种方案结合起来使用，作为相互补充。4.结论通过对变压器死区故障的特征进行分析，制定了相应的4种变压器死区故障 保护方案，它们都可以在电网中运用。因为方案2和4比方案1和3动作更