220 kV微机变压器保护应用中若干问题的探讨

　　0引言
　　
　　微机保护在电力系统中已广泛应用。本文结合近年来的现场运行经验，就220kV微机主变保护在应用中的若干问题进行探讨，并提出相应建议。
　　
　　1微机主变保护的配置方案
　　
　　以前杭州市电力局220kV微机主变保护均采用一主一后、主后分开的配置方案，即一套差动保护，一组后备保护，差动保护和后备保护置于各自独立的机箱，后备保护各侧又独立分开[1]。该方案结构清晰、二次回路简单、投资较省，得到广泛应用。
　　
　　随着用户对供电可靠性要求的提高，为避免由于主变保护异常造成主变强迫停役，国家电力公司制定的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（以下简称《二十五项反措》）指出，对于220kV主变压器的微机保护必须双重化[2]。同时，随着技术的发展，不少厂家已推出主后备保护一体、两套保护*独立的配置方案，因此，杭州市电力局在zui近的基建及技改工程中，220kV微机主变保护均按双重化配置（非电量保护除外）。该方案屏面布置简洁、回路清晰、独立性更强、价格增幅不大，比一主一后配置更具优势。
　　
　　2主变保护双重化的电流回路配置
　　
　　220kV微机主变保护双重化后，两套保护的电流回路均应接到对应开关的电流互感器上，当主变220kV开关或110kV开关旁路代时，原则上两套保护的电流回路均可切换，但现场实际应用中，旁路开关电流互感器的二次绕组很可能不够（尤其对一些老变电站），这时两套保护的电流回路主要有以下几种接法：
　　
　　a.正常运行时，两套保护的电流回路均接到对应开关的电流互感器上，当主变开关旁路代时，第1套保护电流回路切换，第2套保护停用（三侧电流互感器回路脱离并短路接地）。
　　
　　b．正常运行时，第1套保护的电流回路接到对应开关的电流互感器上，第2套保护的电流回路改接到对应的套管电流互感器上，当主变开关旁路代时，第1套保护电流回路切换，第2套保护不切换，可继续运行。
　　
　　c．正常运行时，两套保护的电流回路同接法a，当主变开关旁路代时，第1套保护电流回路切到对应的旁路开关电流互感器上，第2套保护切到对应的套管电流互感器上。
　　
　　接法a在正常运行时差动保护范围大，两套保护均能兼顾主变本身、外部引线，缺点是旁路代时只能以单套保护运行。接法b中第2套差动保护范围较小，若第1套保护因故停役，变压器220kV侧外部引线无保护，但旁路代时两套保护均能运行。接法。在正常运行时的情况同接法a，且旁路代时两套保护均能运行，但相比较而言切换操作zui多，增加了由于人为因素出错的概率，不受运行人员的欢迎。笔者认为，变压器某侧开关旁路代运行的时间一般较短，且接法a在旁路代时还能以单套完整保护运行，故宜采用接法a。到目前为止，杭州市电力局在实际应用中均采用接线a。
　　
　　3主变220kV开关失灵保护的设计
　　
　　由于220kV主变保护动作跳220kV开关且开关失灵的概率很低，同时变压器失灵保护在回路上又存在许多问题，因此，以前变压器220kV开关失灵保护均未投入运行。为防止继电保护动作开关拒动而扩大事故范围，甚至威胁系统的安全运行，《二十五项反措》要求，开关设备的失灵保护均必须投入运行[2]，但现场实际应用中，若要投入变压器220kV开关失灵保护，根据我们的经验，设计时应注意以下问题：
　　
　　a．220kV母差复合电压闭锁元件在变压器中／低压侧故障时灵敏度可能不满足要求，故失灵启动后应解除母差复合电压闭锁。
　　
　　b．为保证失灵保护安全可靠运行，不宜采用同一继电器的两副接点或同一门电路的输出同时完成解除母差复合电压闭锁和启动母差失灵的功能。
　　
　　c．失灵保护应可经相电流、零序电流、负序电流闭锁，同时需要主变220kV开关合闸位置辅助判据。
　　
　　d．将主变保护的电量保护和非电量保护出口继电器分开，非电量保护不启动失灵。
　　
　　e．失灵保护电流回路不宜接于变压器220kV套管电流互感器，应接于220kV开关的电流互感器上，以防止死区的出现。在变压器220kV开关旁路代运行时，失灵保护的电流回路应能同时切换，若旁路开关电流互感器的二次绕组不够，可考虑将其和第1套保护共用一组电流互感器二次绕组。
　　
　　4电流互感器断线闭锁的探讨
　　
　　微机差动保护和电磁型差动保护相比，灵敏度大大提高，但同时电流互感器断线闭锁问题也更为突出。对于微机差动保护，电流互感器断线后是否需闭锁差动保护出口，国内长期以来存在以下两种观点：
　　
　　a.电流互感器断线是一种异常运行状态，将危及设备的安全运行，宜快速进行切除，故差动保护不经电流互感器断线闭锁，电流互感器断线引起差动保护动作是可以接受的。
　　
　　b.主变正常运行时，电流互感器断线引起差动保护动作切除变压器属于不正确动作，宜发信号由运行人员进行处理。
　　
　　笔者认为，电流互感器断线对设备的危害，一方面随着负荷电流的增大而增大，另一方面随着时间的延长而增大，若主变在重负荷情况下发生电流互感器断线，保护发出信号，由运行人员汇报调度，在调度许可后转移负荷拉开变压器，将可能严重危害设备的安全运行，因此差动保护不宜经电流互感器断线闭锁。
　　
　　5反措在本体保护中的应用
　　
　　微机主变保护为减小体积、提高动作速度，大多采用小型密封快速中间继电器，这对非电量保护（尤其是用来跳闸的非电量保护）带来不利的影响，甚至会威胁到变压器的可靠运行。由于非电量保护从变压器本体直接将开关量引入保护装置，电缆长，电容电流大，电源正极接地小密封中间继电器极易误动。为此，非电量保护应采用较大启动功率的中间继电器，但不一定要求快速动作，或中间继电器的动作电压为额定电压的50％～70％为宜。同时，引入非电量保护的电缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层在开关场与控制室同时接地。
　　
　　除以上问题外，励磁涌流的识别也是变压器差动保护的关键问题，已有大量文献对此进行了讨论[3~5]，本文不再赘述。
　　
　　6结语
　　
　　本文根据杭州电力局的运行经验，探讨了主变微机保护中几个问题的解决方法，供同行参考。