主变压器220kV断路器失灵保护的若干问题分析及对策
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技 术 交 流
主变压器２０Ｖ ２ｋ 断路器失灵保护的若ຫໍສະໝຸດ 问题分析及对策 文／ 浩源 周
摘 要 ：本 文 主 要 对 主 变 压 器 断路 器 失灵 保 护 回路 进 行 了详 细 分 析 ， 变压 器 启 动 失 灵保 护 的特 点 出发 ，主 从 要 对 ２ ０ Ｖ 变 压 器 高压 侧断 路 器 启 动 失灵 保 护 回路 、失 灵保 护跳 主 变断 路 器 回路 、 电流 元 件 相 关 外敷 ｃ 位 置 选 ２ｋ 主 Ｔ 择 及主 变代路时存在 的问题进行 了详细分析 ，指 出在主 变旁代运行 时，断路 器失灵保 护中存在的一些不足 。在 此 基 础 上给 出 了能够 适 应 主 变 压 器代 路 方 式 的 一 种 解 决 方案 。 关键词：变压器 ；失灵保 护 ；存在 问题 ；对策 中图分类号 ：Ｔ ６ ｌ ３ Ｄ １＋． 文献标识码 ：Ｂ 文章 编号 ：１ ０ － １６（ ０ ０ ２（） ｌ３ ０ ０９ ９ ６ ２ １ ）０ ０ｃ一Ｏ ４— １
慑护出 国 ６ ｏ ｌ Ｏ 受茨 １：ｌ ｚ［ 接赢Ｂ ＣＫ Ｊ 接点２ Ｊ ＹＱ
当遇到这 种状况发生时 ，工作人员要及时认识到后 果的严重性 ，并要从理论与工作实践中总结经验 ，找出 合理的对策。失灵保护运行的可靠性是大家都非常关注 的问题 ，为最大限度地杜绝失灵保护的不正确动作 ，需 要我们从接线 、操作和设备质量等各环节着手努力。采 用 高 可 靠性 的 失 灵保 护 判 别元 件 或装 置 ，合理 接 线 、整 定，严格按规程操作，必将极大地提高失灵保护的正确 动 作率 。 而在本文所举实例的操作中 ，如想让主变断路器启动 失灵起 到作用 ，需要在主变保护屏增加一块 “ 旁路代运 时启动失灵”压板 ，保护动作接点不变 ，电流判据采用 主变开关及旁路开关切换后的电流 ，主变所在母线的判 据采用旁路隔离开关重动接点实现 ，由此便可让主变断 路器启动失灵保护正常发生作用。 在 理 论 层 面 ，我 们 要 认 识 到 除 了要 满 足 变 压 器 保 护 启动失 灵保 护除满足失 灵保护 一般性要求外 ，微机 型 变压器失 灵保 护 回路必须考虑 如下几点 ：考虑到变压 器非 电量保 护不能快速返 回 ，要求变压器非 电量保护 跳 高压侧断路 器时不启动失 灵保护 ；需要解决变压 器 低压侧故障时，２ ０ Ｖ 母线电压低不下来的问题 ，即 ２ ｋ ￣ｌ 失灵保护在主断路 器失灵时的 复压 开放 问题 ；要认真 考虑 现场可能 出现 的各种情况 ，使 用更准确代表开关 分 合状 态的 电流作 为相电流判据 ；对于 双母线带旁路 接 线形 式 ，还应 当考虑 主变压器代路时 启动失灵 回路 能做相 应的切换 。同时 ，代路时还需要 考虑旁路断路 器的非全相跳闸问题等 。 作者单位 ：盐城供 电公 司变电运行中心
一
变差动及后备保护动作接点不会返回，０与０４（ ） ３ ２ 或（ 与 ３ ０５ ２ ）回路可接通 ，但故障发生在主变套管ＴＡ之前 ，即 ２０ Ｖ ２ｋ 侧提供的短路电流不会通过主变套管ＴＡ。因此 ， 接入主变套管ＴＡ的主变断路 器失灵保护不会发出启动 失灵的命令 ，特别是在１０ Ｖ与１ｋＶ Ｊ ｋ １ ０ ￣为弱电源端的情 ｌ 况 ，启动失 灵保护将失去作用 。可以想象 ，后果是极其
随着电网容量的不断增大和电网问联 系 日趋紧密复 杂，保证电网的安全运行就更加重要 ，超高压电力系统 中继 电保护的拒动给 电网带来的危害越来越大，电力系 统运行中的任一电力设备均应处在保护范 围中，并设有 后 备 保护 措 施 。对 于２ ０ ２ＫＶ及以 上 断路 器 ，必须 采 用 失 灵保护作为近后备保护 。目前实际运行的主变压器保护 主要有电磁型保护、单微机 型保护、双重化微机型保护 三种 。根据国电公司 二十五项重点要求》 ，主变压器 应采用双重化微机 型保护 ，目前也正按此要求进行有计 划地改造。断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保 护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备 的 保护动作信息与拒动断路器的 电流信息构成对断路器失 灵 的 判 别 ，能 够以 较 短 的时 限 切 除 同一 厂站 内其 他有 关 的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网 的稳定运行。本文主要对主变压器断路器失 灵保护回路 进行了详细分析 ，分析断路器失灵保护中存在的问题 ， 并提 出相关的解决方案。 随着技术的更新，微机保护不断取代电磁型保护，到 现在国内已基本实现全微机化保护设置。 目前 ，主变压 器保护按双重化微机型保护配置，一般第一套保护柜含 主变保护Ｉ ＋高压侧操作箱；第二套保护柜含主变保护Ｉ Ｉ ＋中低压侧操作箱 ；第三套保护柜含非 电量、非全相及 失灵启动装置。本文所举例用到的保护 配置情况如下 ： ２０ Ｖ￣型变电站主变保护采用南瑞ＲＣ － ９８ 型保护装 ２ｋ Ｓ－ ７Ｅ 置，非电量保护及失 灵保护用Ｌ Ｐ －７ Ｃ Ｆ － ９４ ￣ＲＣ ＿Ｊ ４ ｓ ＿７ Ａ ９ 型保护 ，高压侧操作箱为Ｃｚ 一１Ｒ型；２ ０ ｘ ２ ２ ＫＶ旁路２０ ７ 线路保护采用南 自Ｐ Ｌ － ０型保护装置 ，断路器保护为 Ｓ －６ ２ Ｐ Ｌ －３ 型保护装置 ，操作箱为Ｆ Ｘ １Ｈ 型操作箱。 Ｓ ＿１ ０ ６ Ｃ － ２Ｐ 失灵保护由电庄闭锁元件、保护动作与电流判别构成 的启动回路 、时间元件及跳闸出 Ｉ回路组成 。启动回路 ： １ 是保证整套保护正确工作的关键之一 ，必须安全可靠 ， 应实现双重判别，防止单一条件判断断路 器失灵，以及 因保护触点卡涩不返回或误碰 、误通电等造成断路器的 拒动和误动。失灵启动回路 （ 在旁路断路器控制保护单 元实现 ），当旁路带路断路器控制单元保护采样电流满 足失灵启动值要求时，失灵启动电流继 电器动作，如下 图所示 ，当主变套管电流大于整定值，主变保护屏 电量 保护 出 １接点 不返 回 ，失灵屏 正 电源０ 与０４ ： ３ １ ２接通 启 动Ｉ 母 失灵 （ 当主变在２０ ＶＩ ２ｋ 母运行时 ）；或是Ｏ与０ ５ １ ２接通启 动 Ⅱ母失灵 （ 当主变在２０ ＶⅡ母运行时）。因而２０ Ｖ ２ｋ ２ｋ 断路器失灵屏通过上述 回路可感受到主变开关拒动的信 息 ，从而跳开主变所在母线的所有断路器，是 当我们将 主变套管 电流作为启动断路器失灵的电流判据时 ，会存 在一段启动失灵的死 区。即主变开关ＴＡ至套管ＴＡ 处这 段 引线发生故障时 ，主变差动及后备保护 均正确动 作。如此时主变高压侧断路器因某种原因拒动失灵，主
严 重 的。
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参考文献 ：
［ ＲＣ ～９ ４ ＡＧ） １ ７ Ａ（ 型变压器非电量及辅助保护装置技术和使用 】 ｓ 说明书 ．
【 ＲＣ － ９ ８ 系列变压器成套保护装置２０ Ｖ． ２ Ｓ ７． ］ ２ Ｋ 版技术说明书
主变压器２０Ｖ ２ｋ 断路器失灵保护的若ຫໍສະໝຸດ 问题分析及对策 文／ 浩源 周
摘 要 ：本 文 主 要 对 主 变 压 器 断路 器 失灵 保 护 回路 进 行 了详 细 分 析 ， 变压 器 启 动 失 灵保 护 的特 点 出发 ，主 从 要 对 ２ ０ Ｖ 变 压 器 高压 侧断 路 器 启 动 失灵 保 护 回路 、失 灵保 护跳 主 变断 路 器 回路 、 电流 元 件 相 关 外敷 ｃ 位 置 选 ２ｋ 主 Ｔ 择 及主 变代路时存在 的问题进行 了详细分析 ，指 出在主 变旁代运行 时，断路 器失灵保 护中存在的一些不足 。在 此 基 础 上给 出 了能够 适 应 主 变 压 器代 路 方 式 的 一 种 解 决 方案 。 关键词：变压器 ；失灵保 护 ；存在 问题 ；对策 中图分类号 ：Ｔ ６ ｌ ３ Ｄ １＋． 文献标识码 ：Ｂ 文章 编号 ：１ ０ － １６（ ０ ０ ２（） ｌ３ ０ ０９ ９ ６ ２ １ ）０ ０ｃ一Ｏ ４— １
慑护出 国 ６ ｏ ｌ Ｏ 受茨 １：ｌ ｚ［ 接赢Ｂ ＣＫ Ｊ 接点２ Ｊ ＹＱ
当遇到这 种状况发生时 ，工作人员要及时认识到后 果的严重性 ，并要从理论与工作实践中总结经验 ，找出 合理的对策。失灵保护运行的可靠性是大家都非常关注 的问题 ，为最大限度地杜绝失灵保护的不正确动作 ，需 要我们从接线 、操作和设备质量等各环节着手努力。采 用 高 可 靠性 的 失 灵保 护 判 别元 件 或装 置 ，合理 接 线 、整 定，严格按规程操作，必将极大地提高失灵保护的正确 动 作率 。 而在本文所举实例的操作中 ，如想让主变断路器启动 失灵起 到作用 ，需要在主变保护屏增加一块 “ 旁路代运 时启动失灵”压板 ，保护动作接点不变 ，电流判据采用 主变开关及旁路开关切换后的电流 ，主变所在母线的判 据采用旁路隔离开关重动接点实现 ，由此便可让主变断 路器启动失灵保护正常发生作用。 在 理 论 层 面 ，我 们 要 认 识 到 除 了要 满 足 变 压 器 保 护 启动失 灵保 护除满足失 灵保护 一般性要求外 ，微机 型 变压器失 灵保 护 回路必须考虑 如下几点 ：考虑到变压 器非 电量保 护不能快速返 回 ，要求变压器非 电量保护 跳 高压侧断路 器时不启动失 灵保护 ；需要解决变压 器 低压侧故障时，２ ０ Ｖ 母线电压低不下来的问题 ，即 ２ ｋ ￣ｌ 失灵保护在主断路 器失灵时的 复压 开放 问题 ；要认真 考虑 现场可能 出现 的各种情况 ，使 用更准确代表开关 分 合状 态的 电流作 为相电流判据 ；对于 双母线带旁路 接 线形 式 ，还应 当考虑 主变压器代路时 启动失灵 回路 能做相 应的切换 。同时 ，代路时还需要 考虑旁路断路 器的非全相跳闸问题等 。 作者单位 ：盐城供 电公 司变电运行中心
一
变差动及后备保护动作接点不会返回，０与０４（ ） ３ ２ 或（ 与 ３ ０５ ２ ）回路可接通 ，但故障发生在主变套管ＴＡ之前 ，即 ２０ Ｖ ２ｋ 侧提供的短路电流不会通过主变套管ＴＡ。因此 ， 接入主变套管ＴＡ的主变断路 器失灵保护不会发出启动 失灵的命令 ，特别是在１０ Ｖ与１ｋＶ Ｊ ｋ １ ０ ￣为弱电源端的情 ｌ 况 ，启动失 灵保护将失去作用 。可以想象 ，后果是极其
随着电网容量的不断增大和电网问联 系 日趋紧密复 杂，保证电网的安全运行就更加重要 ，超高压电力系统 中继 电保护的拒动给 电网带来的危害越来越大，电力系 统运行中的任一电力设备均应处在保护范 围中，并设有 后 备 保护 措 施 。对 于２ ０ ２ＫＶ及以 上 断路 器 ，必须 采 用 失 灵保护作为近后备保护 。目前实际运行的主变压器保护 主要有电磁型保护、单微机 型保护、双重化微机型保护 三种 。根据国电公司 二十五项重点要求》 ，主变压器 应采用双重化微机 型保护 ，目前也正按此要求进行有计 划地改造。断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保 护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备 的 保护动作信息与拒动断路器的 电流信息构成对断路器失 灵 的 判 别 ，能 够以 较 短 的时 限 切 除 同一 厂站 内其 他有 关 的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网 的稳定运行。本文主要对主变压器断路器失 灵保护回路 进行了详细分析 ，分析断路器失灵保护中存在的问题 ， 并提 出相关的解决方案。 随着技术的更新，微机保护不断取代电磁型保护，到 现在国内已基本实现全微机化保护设置。 目前 ，主变压 器保护按双重化微机型保护配置，一般第一套保护柜含 主变保护Ｉ ＋高压侧操作箱；第二套保护柜含主变保护Ｉ Ｉ ＋中低压侧操作箱 ；第三套保护柜含非 电量、非全相及 失灵启动装置。本文所举例用到的保护 配置情况如下 ： ２０ Ｖ￣型变电站主变保护采用南瑞ＲＣ － ９８ 型保护装 ２ｋ Ｓ－ ７Ｅ 置，非电量保护及失 灵保护用Ｌ Ｐ －７ Ｃ Ｆ － ９４ ￣ＲＣ ＿Ｊ ４ ｓ ＿７ Ａ ９ 型保护 ，高压侧操作箱为Ｃｚ 一１Ｒ型；２ ０ ｘ ２ ２ ＫＶ旁路２０ ７ 线路保护采用南 自Ｐ Ｌ － ０型保护装置 ，断路器保护为 Ｓ －６ ２ Ｐ Ｌ －３ 型保护装置 ，操作箱为Ｆ Ｘ １Ｈ 型操作箱。 Ｓ ＿１ ０ ６ Ｃ － ２Ｐ 失灵保护由电庄闭锁元件、保护动作与电流判别构成 的启动回路 、时间元件及跳闸出 Ｉ回路组成 。启动回路 ： １ 是保证整套保护正确工作的关键之一 ，必须安全可靠 ， 应实现双重判别，防止单一条件判断断路 器失灵，以及 因保护触点卡涩不返回或误碰 、误通电等造成断路器的 拒动和误动。失灵启动回路 （ 在旁路断路器控制保护单 元实现 ），当旁路带路断路器控制单元保护采样电流满 足失灵启动值要求时，失灵启动电流继 电器动作，如下 图所示 ，当主变套管电流大于整定值，主变保护屏 电量 保护 出 １接点 不返 回 ，失灵屏 正 电源０ 与０４ ： ３ １ ２接通 启 动Ｉ 母 失灵 （ 当主变在２０ ＶＩ ２ｋ 母运行时 ）；或是Ｏ与０ ５ １ ２接通启 动 Ⅱ母失灵 （ 当主变在２０ ＶⅡ母运行时）。因而２０ Ｖ ２ｋ ２ｋ 断路器失灵屏通过上述 回路可感受到主变开关拒动的信 息 ，从而跳开主变所在母线的所有断路器，是 当我们将 主变套管 电流作为启动断路器失灵的电流判据时 ，会存 在一段启动失灵的死 区。即主变开关ＴＡ至套管ＴＡ 处这 段 引线发生故障时 ，主变差动及后备保护 均正确动 作。如此时主变高压侧断路器因某种原因拒动失灵，主
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匿 感器 《 改进前》 ， １ 失灵ｉ 电巍 Ｅ 羼保护出 秘 ６ ０ 羹劫 ｉ １ １ Ｏ
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参考文献 ：
［ ＲＣ ～９ ４ ＡＧ） １ ７ Ａ（ 型变压器非电量及辅助保护装置技术和使用 】 ｓ 说明书 ．
【 ＲＣ － ９ ８ 系列变压器成套保护装置２０ Ｖ． ２ Ｓ ７． ］ ２ Ｋ 版技术说明书