中后备保护在主变低压侧母线故障时的动作特性分析

中后备保护在主变低压侧母线故障时的动作特性分析

发表时间：2017-04-25T15:32:27.413Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：南亚楠[导读] 摘要：随着110kV变电站负荷增加，保证供电可靠性，是继电保护的重要任务。

（国网天津滨海供电公司天津滨海 300450）摘要：随着110kV变电站负荷增加，保证供电可靠性，是继电保护的重要任务。三卷变主变低压侧母线发生故障对中压侧后备保护的影响，通过模拟故障、数据分析提出了后备保护的时间配置、改变主变运行方式及加装备自投保护。

关键词：变压器方式整定计算

0 引言

110kV变电站两台三卷变压器运行当10kV侧母线发生相间故障时将会对主变35kV后备保护产生影响。两台主变在不同的运行方式下，低压侧母线发生相间故障，主变中压侧母联断路器动作结果不一样，本文就此问题通过故障模拟进行分析，并提出解决方案。 1某变电站设备参数及主变保护定值 1.1 1T、2T设备参数：SSZ40000/110，110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/11，210/600/2099.5，短路阻抗：高-中10.31% 中-低 6.825 高-低 19.1%。两主变正常运行中性点均为不接地运行方式。

1.2 正常运行方式下两主变保护定值如下：

2 两台三绕组变压器不同运行方式下保护动作分析 2.1 中压侧分列运行、低压侧并列运行

主变T1、主变T2运行，断路器301、断路器302、断路器300运行，35kV无小电源；断路器501、断路器502运行，断路器500热备；

当10kVII母发生相间故障时，故障电流分为两路流向故障点，如图1所示，故障电流I1通过主变T1高压侧传到主变中压侧，由断路器301通过300母联绕到2T中压侧至到达低压侧与另一路故障电流合成总故障电流后流向故障点。

通过表1与表2数据对比分析可以得出：当10kVII母发生相间故障时后，流过断路器300、主变T2低压侧断路器502故障电流均达到各自保护动作定值，并且复压闭锁条件开放，主变跳断路器300时间与主变跳断路器502时间相同，可以得到在此保护定值将会发生断路器300与断路器502保护同时动作。

2.2中压侧并列运行、低压侧并列运行

主变T1、主变T2运行，断路器301、断路器302、断路器300运行，35kV无小电源；断路器501、断路器502、断路器500运行；

当10kVII母发生故障时，故障电流分为两路流向故障点，如图2所示，故障电流I1通过主变T1高压侧传至主变低压侧，由断路器501通过500母联流向故障点；故障电流I2通过主变T2高压侧传至主变低压侧，由断路器502流向故障点。

通过表1与表3数据对比分析可以得出：当主变10kVII母发生相间故障时后，无故障电流流过断路器300，故障电流通过断路器501、断路器500、断路器502流向故障点，并且均达到各自的保护动作值，主变T1、T2低后备保护将在1.2S跳断路器500，再经0.3S（故障1.5S 后）低后备保护动作跳断路器502，此时将故障点隔离，断路器300将不会动作。

3 解决方案

为避免变压器低压侧发生相间故障，变压器中压侧母联断路器保护动作，现提出以下几点解决方案。

3.1 两台主变中、低压侧同时并列运行。

低压侧母线相间故障时，故障电流通过断路器501、断路器500、断路器502流向故障点，中压侧通过断路器300流向故障点电流为零。发生故障母线主变保护动作跳开断路器500，主变跳本侧母联时间与跳本侧断路器时间级差为0.3S，跳开断路器500后0.3S主变低后备过流保护动作跳开本侧断路器将故障点隔离。这样，虽然在主变后备保护做动作跳开断路器500后，断路器300有故障电流流过，在保护定值上达到保护动作值，但在保护时间上并未达到动作值，就不存在中压侧母联断路器动作的可能。

3.2 两台主变中、低压侧同时分列运行，加装母联备自投保护装置。

低压侧母线发生相间故障时，主变中压侧就无法通过断路器300向主变低压侧故障点提供故障电流，断路器300就不存在保护动作的可能。

两台主变分列运行虽然解决了主变中压侧母联断路器不误动的问题，但是两台主变中、低压侧分列运行，发生故障时一台主变保护动作，这段母线所带的负荷将会全部失电，这样将无法保证供电可靠性。加装中、低压侧母联备自投，可以保证在一台主变保护动作后，通过母联备自投短时间内可以恢复供电，避免了负荷损失。

3.3 两台主变中压侧并列运行，低压侧分列运行，主变保护定值在时间上进行配合。

由于受上级电源时间、下级负荷时间需要的限制，主变中压侧跳母联时间与低压侧后备过流跳本侧开关的时间整定相同，没有足够的时间级差，考虑主变中压侧后备保护跳母联时间与主变低后备保护跳本侧断路器时间进行配合，在时间上适当的错开一个时间级差【2】。此解决办法能够解决两主变同时运行时，主变低压侧发生故障时，主变中后备保护不发生保护动作。