特高压主变保护

变压器保护技术要求
零序过流（方向）保护 a) 电流整定值允许误差±5%或±0.02In； b) 方向元件最小动作电压不大于1V，最小动作电流不
大于0.1In； c) 动作边界允许误差±3度； d) 方向元件的投退应由整定控制。
变压器保护技术要求
低电压闭锁过流保护 a) 电压整定值允许误差±5%或±0.01Un，电流整定值
动时，才允许开放出口跳闸回路。
装置中央信号的接点在直流电源消失后应能自保持，
只能通过人工外部复归。
整套装置主要功能
装置时钟精度：24小时不超过±2s；经对时同步后相
对误差不大于±1ms。 80%～115%额定电压的外部直流电源条件下应能正常 工作。
保护装置应有足够的跳闸接点，除必须的断路器跳闸
110kV侧母线
*
TA7 *
补偿变绕组
1. 自耦变保护为国网标准变 压器主后一体保护：由大差 差动、分相差动、故障分量 差动、分侧差动、零序差动 组成。大差差动保护范围最 大；分相差动保护范围比大 差小但灵敏度高；故障量分 量差动可提高重负荷下内部 轻微匝间故障的灵敏度；分 侧差动和零序差动可提高绕 组单相接地故障灵敏度。 2. 为解决大差差动对于调压 变内部故障灵敏度不够问题， 专门配置调压补偿变差动保 护装置：内部可以看作两个 独立的双绕组变压器保护， 不配置后备保护。
调 压 变 压 器
正反调压切 换开关相当于改 变了TA所在套管 与绕组同名端的 相对位置，由 “绕组头”变成 “绕组尾”，因 此二次极性需要 调整。
低 压 绕 组
补偿变绕组
*
* *
TA5 调压变绕组 TA6
调 压 变 压 器
TA5正接，TA4、TA6反接。
TA5、TA4、TA6正接。
问题二：分接开关正反调压时，调压补偿变差动保护对TA 的极性要求也不同。
变压器保护技术要求
定时限过激磁保护 a) 时限分段不少于两段； b) 过激磁倍数整定值允许误差±2.5%； c) 返回系数不小于0.96； d) 装置适用频率范围45Hz～55Hz。
变压器保护技术要求
反时限过激磁保护 a) 整段特性应由信号告警段、反时限动作段、速断段
b)
c) d) e) f)
500kV侧母线
*
调压绕组差动保护
* *
TA6
补偿绕组差动保护
TA5 调压变绕组
调 压 变 压 器
调压补偿变差动保护的TA极性
TA3 公 共 绕 组 TA4
*
TA3 公 共 绕 组 TA4
*
低 压 绕 组
补偿变绕组
低 压 绕 组
补偿变绕组
*
* * *
TA5 调压变绕组 TA6 调 压 变 压 器
* *
主变压器保护配置要求
g) 对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装
设相间短路后备保护，保护带延时跳闸。在满足灵 敏性和选择性要求的情况下，应优先选用简单可靠 的电流、电压保护，不能满足要求的变压器可采用 阻抗保护。
h) 对外部单相接地短路引起的变压器过电流，变压器
应装设接地短路后备保护，带延时跳闸。 i) 公共绕组侧应配置零序电流保护和过负荷功能。
TA5 调压变绕组 TA6
调 压 变 压 器
调压变差动角侧电流TA5，星侧 电流TA4+TA6。 TA5正接，TA4、TA6反接。
补偿变差动原边电流TA6，副边 电流TA3+TA5。 TA3、TA5、TA6正接。
问题一：调压补偿变差动保护对共用TA的极性要求不同。
分接开关对调压变TA极性的影响
5 + 4 3 2 1
等三段部分组成； 长延时应能整定到1000s； 时限特性应能整定，应与变压器过激磁特性相匹配； 过激磁倍数整定值允许误差±2.5%； 返回系数不小于0.96； 装置适用频率范围45Hz～55Hz。
变压器保护技术要求
阻抗保护 a) 应具有TV断线闭锁功能并发告警信号； b) 具有偏移特性时，正反向阻抗均可分别整定； c) 阻抗整定值允许误差±5%或±1欧姆。
及启动失灵外，还应提供一定数量的备用出口接点。 跳闸接点应保证断路器可靠动作，返回时间应不大于 30ms。
主变压器保护配置要求
a) 主变压器保护和调压变压器、补偿变压器保
护应分布于不同保护装置内，并单独组屏。 1000kV变压器应配置双重化的主、后一体电 气量保护和一套非电量保护。 b) 主变压器主后一体双重化配置的保护共用直 流电源及电压互感器、电流互感器的二次回 路，应配置纵差保护或分相差动保护加上低 压侧小区差动保护。
主变压器保护配置要求
c) 主变压器保护应具有接入高、中压侧和公共
绕组回路的分侧差动保护，不应将中性点零 序电流接入差动保护。 d) 可配置不经整定的反映故障分量的差动保护。 e) 变压器差动保护应采用TPY型电流互感器。
f) 各侧应配置后备保护和过负荷功能，各侧应 各装设一套不带任何闭锁的过流保护或零序 电流保护作为变压器的总后备保护。
j)
过激磁具有定时限或反时限特性。定时限保护由两 段组成，低定值发信，高定值跳闸。
主变压器保护配置要求
k) 应装设瓦斯保护。轻瓦斯或油面下降时发信；
重瓦斯跳闸。 l) 非电量保护分相设置。 m) 非电量保护应有独立的出口回路。不得使 用弱电作为跳闸起动电源。 n) 不允许由非电量保护启动失灵。
调压变补偿变保护配置要求
调压补偿变配置双重化差动保护，非电量保护，不配
置后备保护。第一套差动保护、第二套差动保护及非 电量保护共组两面屏。
1000kV变压器差动保护配置
TA1
零序差动保护 分侧差动保护
*
1000kV侧母线
大差差动速断保护 大差差动保护 故障分量差动保护
主 变 压 器
分相差动速断保护 分相差动保护
*
TA2 公 共 绕 组 低 压 绕 组 TA4 TA3
a) 为了保证调压变和补偿变匝间故障的灵敏度，
两者必须单独配置差动保护。调压变和补偿 变不配置差动速断和后备保护。
b) 非电量保护的配置与主变一致。
变压器保护技术要求
差动保护 a) 具有防止区外故障误动的制动特性； b) 具有TA断线判别功能，并能报警，是否闭锁差动，
可整定； c) 差动动作时间（2倍整定值）不大于30ms； d) 整定值允许误差±5%或±0.02In；
e) 主变压器纵差保护、分相差动保护、调压变差动保
护和补偿变差动保护应具有防止励磁涌流引起误动 的功能；
变压器保护技术要求
差动保护 f) 主变压器纵差保护、分相差动保护应具有防止过激
磁引起误动的功能；
g) 主变压器纵差保护、分相差动保护应具有严重内部
故障TA饱和情况下快速动作的差动速断功能，差动 速断保护不经电流波形特征元件闭锁，差动速断动 作时间（1.5倍整定值）不大于20ms。
问题三：分接开关档位调整后，调压补偿变额定电压电流
参数也变化； 措施三：根据档位设置参数定值区，设定不同档位下各绕 组额定电流、电压、变比、容量等参数。
特高压变压器物理动模
区内外金属性短路故障及
区外断线故障 大电流短路故障 经过渡电阻故障 主变匝间短路 励磁涌流试验 手合断路器于故障变压器 发展性故障 投切低压侧电容、电抗器 系统振荡及振荡中故障
Q/GWD 325-2009
术语
纵差保护：由变压器各侧外附CT构成的差动保护，该
保护能反映变压器各侧的各类故障。
分相差动保护：将变压器的各相绕组分别作为保护对
象，由每相绕组的各侧CT构成的差动保护，该保护能 反映变压器某一相各侧全部故障。分相差动保护是指 由变压器高、中压侧外附CT和低压侧三角内部套管 （绕组）CT构成的差动保护。
江苏电科院
目录
1000kV变压器结构 1000kV变压器保护配置 1000kV变压器保护装置技术要求
1000kV变压器原理
1. 自耦变+调压补偿变 分相分体式 2. 变磁通中性点无励磁 调压方式，极大降低 了对分接开关的要求， 但需要增加对低压绕 组的补偿 3. 补偿方式类似“负反 馈”，目的是稳定低 压侧电压 4. “两并一串”——调 压励磁绕组与低压绕 组并联；调压绕组与 补偿励磁绕组并联； 补偿绕组与低压绕组 串联 绕组 SV 串联 CV 公共 LV 低压 EV TV LE LT
问题三：分接开关 档位调整后，调压 补偿变额定电压电 流参数也变化。
调压补偿变保护的应对措施
问题一：调压补偿变差动保护对共用TA的极性要求不同； 措施一：调压补偿变差动保护TA极性由装置内部实现，二
次回路全部正极性星型接法。
问题二：分接开关正反调压时，调压补偿变差动保护对TA
的极性要求也不同； 措施二：6～9档时装置自动改变调压变星侧绕组极性。
术语
低压侧小区差动保护：由低压侧三角形三相绕组内部
CT和一个反映亮相绕组差电流的外附CT构成的差动保 护。
分侧差动保护：将变压器的各侧绕组分别作为被保护
对象，由各侧绕组的首末端CT按相构成的差动保护， 该保护不能反映变压器各侧绕组的全部故障。高中压 和公共绕组分侧差动保护指由自耦变压器高、中压侧 外附CT和公共绕组CT构成的差动保护。
故障分量差动保护：零序分量、负序分量或变化量等
反映轻微故障的差动保护称为故障分量差动保护。
整套装置主要功能
应含有实现变压器必须的能反映各种故障的保护功能。 保护装置应具有完善的自检功能，包括硬件损坏、功
能失效、二次回路异常状态的自检。任一元件损坏时 （出口继电器除外），不应误动作。
装置应具有独立的启动元件，只有在电力系统发生扰
变压器保护技术要求
复合电压闭锁过流（方向）保护 a) 电压整定值允许误差±5%或±0.01Un，负序电压整
定值允许误差±5%或±0.01Un，电流整定值允许误 差±5%或±0.02In； b) 方向元件无死区；动作边界允许误差±3度； c) 具有TV断线报警功能； d) 方向元件的投退应由整定控制。
TA断线 TA饱和 TV断线 后备距离保护功能 调压变及补偿变匝间短
路故障
直流电源断续及直流电
压波动试验
皖电东送动模试验主要问题： 1. 重负载下匝间轻微故障，保护灵敏度普遍不够，1.5%匝间故障只有 南瑞继保工频变化量差动动作（标准要求3%能可靠动作）； 2. 四方、国电南自差动保护动作时间都接近30ms的底线要求，南瑞 继保、南瑞科技、许继的保护动作时间都在20ms以内。
档位对调压补偿变参数的影响
档位从1～9调整： 1.调压变变比变化， 调压绕组电压和励磁 绕组电流从正向最大 到零后到反向最大； 2.补偿变的变比不变， 励磁绕组电压和补偿 绕组电压从正向最大 到零到反向最大； 3.调压变的励磁绕组 电压+补偿变的补偿 绕组电压恒定在110kV； 4.5档称中间档位，相 当于自耦变中性点不 经调压补偿直接接地。
装置过载、绝缘强度、耐湿热性能、抗电气干扰性能可参照标准原文。
重点内容回顾 • 1000kV变压器中性点调压方式。 • 自耦变和调压补偿变分别配置独立的差动保护装置。 • 分接开关和档位都会影响调压补偿变差动保护。 • 调压补偿变差动保护TA极性由装置内部实现，二次回路全部正极 性星型接法。 • 6～9档时装置自动改变调压变星侧绕组极性。 • 根据档位设置参数定值区，设定不同档位下各绕组额定电流、电 压、变比、容量等参数。
TA3 公 共 绕 组 TA4
极性开关正极时，由 下而上1～5档，中压 侧电压依次降低 1.25%，5档时525kV。
*
极性开关负极时，由 下而上6～9档，中压 侧电压依次降低1.25%， 9档时95%Un。
TA3 公 共 绕 组 TA4
wk.baidu.com
9 + 8 7 6 5
*
低 压 绕 组
补偿变绕组
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* *
TA5 调压变绕组 TA6
调压励磁 调压
补偿励磁 补偿
1000kV变压器结构（沈变）
1000kV变压器结构（保变）
TA配置（沈变保变）
TA配置（西变）
1000kV变压器套管连接图
TA6 TA5 TA3
1000kV变压器保护基本配置
自耦变配置主后一体化双重化电气量保护，非电量保
护。第一套电气量保护、第二套电气量保护、非电量 及低压侧操作箱共组三面屏。
允许误差±5%或±0.02In ； b) 具有TV断线报警功能。
（零序）过流保护 a) 电流整定值允许误差±5%或±0.02In 。
变压器保护技术要求
过负荷保护 a) 电流整定值允许误差±5%或±0.02In； b) 返回系数：0.9～0.95。 断路器失灵起动 a) 电流整定值允许误差±5%或±0.02In； b) 返回系数：0.9～0.95； c) 返回时间不大于20ms。