110千伏变电站主变压器纵差保护存在的问题及解

摘要：针对电力系统末端山区电网短路电抗的巨大差异，从110千伏变电站主变压器纵差保护的整定和灵敏度校核两方面探讨整定中的问题及解决方法。关键词：干线变压器；纵向差异；设定；纵差保护是干式变压器的主要保护之一，它以环流原理为基础，并与干式变压器各侧电流的幅值和相位原理相比较。正常运行时，在保护范围外发生故障时，保护装置不会动作，因为保护装置内没有动作电流流动；然而，当干式变压器的绕组和出线发生多相短路故障时，大电流接地系统侧的绕组和出线发生单相接地短路，绕组匝间发生短路故障时，干式变压器每侧的断路器可以快速选择性地跳闸，从而达到快速排除故障和保护干式变压器的目的。蕉岭电网作为山区县级电网，位于电力系统的末端，不仅受电力系统运行方式变化的影响很大，而且受电网中小水电站等地方电源装机容量的影响也很大。其90%以上的装机容量为无水库调节的小水电站，导致系统(包括本地电源)向县级电网变电站提供的短路电抗相差较大(大运行模式下提供给110千伏变电站110千伏母线的短路电流是小运行模式下的3倍以上)，从而将县级电力提供给县级。以2#主变压器SSZ9-40000/115/38.5/11的整定计算为例， 以蕉岭电网110千伏新浦变电站为例，说明纵差保护整定和校验中应注意的问题。 1相关参数：电力系统(包括就地供电)向110千伏新浦变电站110千伏母线提供的大运行方式和小运行方式的正序短路电抗分别为：x大方式=0.0710和x小方式=0.2156；以上数值均为标准值。如果其参考电容SB=100毫伏，参考电压U B=115kV千伏，其参考电抗XB=UB2/sb=132.25。2#干线变压器参数：SSZ9-40000/115/38.5/11型，额定分接时短路电压百分比为：高至中压UT(1-2)%=9.6，中至低压UT(2-3)%=6.8，高至低压UT (1-3)%=17高压侧IE额定电流=200.8A.2数据计算为计算过程的可视化显示，其平均额定电压UC=115kV。110kV、35kV、10kV母线短路点名称分别为d 1、d2、d3，短路电流为Id1、Id2、Id3分别。变电站的正常运行方式是2#主变压器先立运行。变电所主要供应建材用电；小水电站接入本站35kV、10kV母线的供电能力小，它们提供给本变电站母线的短路电流小，可以忽略不计。此外，由于电网中r <0.3x，根据GB/T 15544进行三相交流系统短路电流计算时，可以忽略计算中的电阻。电力系统向车站提供的110千伏母线短路电流计算如下：正序三相短路电流I(3)d1大=7.08ka小运行方式下，正序三相短路电流I(3)dI小=2.33 Ka在小运行方式下，正序两相短路电流为I(2)d1小=2.02kA，在2#主变压器运行时，较大方式下只提供35kV和10kV母线对站短路电流的计算。各绕组短路电压百分比的计算：高压侧绕组短路电压按V1%=10.3计算；中压绕组短路电压按V2%=-0.7计算；低压侧绕组短路电压按V3%=7.5计算。各绕组等效电抗计算：高压侧绕组电抗X1=34.05；中压侧绕组电抗x2=0；低压侧绕组电抗为X3=24.80。在马克西 #p#分页标题#e#

根据相关技术规定，继电保护和安全自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和快速性的要求。同时，根据本规范的规定，灵敏度是指当设备或线路的保护范围内发生金属短路时，保护装置应具有必要的灵敏度系数。灵敏度系数应根据正常运行模式(包括正常维护)和故障类型计算。根据此规定，干式变压器纵差保护中差动电流分量短路保护的较小灵敏度系数不应小于“2.0”，即KLM2，其中I(2)d1小=2.02kA，则IDZI(2)d1小/2=1.01kA，以满足较小灵敏度系数不小于2.0的要求。现在问题来了。差动动作电流的整定值可以避免涌流，但如果根据避免外部短路引起的较大不平衡电流来设定，差动动作电流的整定值应大于I(3)d2，即1.53kA；如果要满足灵敏度要求，差动电流元件的整定值应小于1.01千伏安，对于主变压器的纵差保护，应根据避免外部短路引起的较大不平衡电流来整定，还是应满足灵敏度要求。从作者的角度来看，满足灵敏度要求是较好位的。满足灵敏度要求是保证可靠运行的前提，即保证差动保护在保护范围内发生短路故障时能迅速切断故障，使其在运行时动作，较终达到保护主变压器和电网的目的。因此，在整定方案中，110千伏新浦变电站2#主变压器差动运行电流整定为1.01千伏安，可避免励磁涌流，满足灵敏度要求；为解决外部短路引起的较大不平衡电流无法避免的问题，结合主变压器微机保护装置的特点，不仅投入差动速断保护，

也投入比率差动保护，以提高保护躲过外部短路时产生的较大不平衡电流的能力。该保护方案作为继电保护方案特殊处理方式，经过主管安全生产领导审批后，至今运行已超过一年时间，未发生拒动或者误动事故，确保了电网和设备的安全、稳定运行。 将110kV 新铺变电站2#主干式变压器的整定经验，应用到蕉岭电网内，同样存在整定难题的其余6个110kV和35kV变电站，共11台主干式变压器的纵联差动保护动作电流的整定上，以上所有保护方案已运行一年以上，均未发生保护的拒动或者误动事故，保护正确动作率为100%，从而为确保电网的安全运行作出了努力。