快速切除220kV變壓器死區(qū)故障的繼電保護(hù)方案的研究

韓 萍

（國(guó)網(wǎng)江蘇省供電公司檢修分公司南通運(yùn)維分部，226001）

快速切除220kV變壓器死區(qū)故障的繼電保護(hù)方案的研究

韓 萍

（國(guó)網(wǎng)江蘇省供電公司檢修分公司南通運(yùn)維分部，226001）

快速切除220kv變壓器死區(qū)故障的繼電保護(hù)技術(shù)是目前控制電力的新手段，它不僅能夠保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展，也預(yù)防了死區(qū)發(fā)生故障的現(xiàn)象。本文針對(duì)故障保護(hù)原理，對(duì)其有效措施進(jìn)行探索分析。

變壓器死區(qū)；繼電保護(hù)；措施

0 前言

220kv變壓器是在電流發(fā)生短路或者是互感器流經(jīng)時(shí)將故障屏蔽在調(diào)度范圍之外的一種方式，它的存在也使電力防護(hù)出現(xiàn)了死角，也就是我們通常所說(shuō)的死區(qū)故障。雖然當(dāng)電壓超過(guò)一定數(shù)額的時(shí)候，自我保護(hù)的功能會(huì)啟動(dòng)，但它也不是非常全面的，這些故障依舊存在。所以，對(duì)死區(qū)故障的繼電保護(hù)方案研究是非常必要的。

1 變壓器死區(qū)故障的主要特征

1.1 變壓器各側(cè)的死角故障

從理論上來(lái)說(shuō)，當(dāng)變壓器跳轉(zhuǎn)到220KV時(shí)，后備系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)自我保護(hù)的狀態(tài)，將電流斷開(kāi)，直到調(diào)整完畢后再進(jìn)行工作準(zhǔn)備。如果一切都按照預(yù)定的方式進(jìn)行，那么也就不會(huì)發(fā)生所謂的死角情況。但變壓器系統(tǒng)有兩側(cè)都在發(fā)揮著作用，可只有一處有斷電設(shè)備，另一側(cè)是沒(méi)有的。在母線側(cè)處就很有可能出現(xiàn)死角等情況。電壓根據(jù)實(shí)際數(shù)量的多少分為幾個(gè)不同的等級(jí)，各等級(jí)之間都有著很大的不同。在兩個(gè)斷路器進(jìn)行連接的端口處，至少有兩個(gè)地方電壓都檢測(cè)不到，也就是說(shuō)在這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)處，極有可能發(fā)生故障。另外，三個(gè)同等運(yùn)行等級(jí)的電壓斷路器與外電路相連。目前的技術(shù)還無(wú)法做到外電路電流的檢測(cè)，所以也會(huì)引發(fā)死區(qū)故障的出現(xiàn)。最重要的是，電壓的用量和實(shí)際變動(dòng)情況都是不同的。有些地方會(huì)出現(xiàn)電壓失衡的情況，致使一些電壓過(guò)低，一些電壓過(guò)高。在低電壓與高電壓的分支處也很容易發(fā)生死區(qū)故障，人工無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 變壓死區(qū)故障特征

以220kv死區(qū)故障變壓器為例，分析其特征和主要弊端。當(dāng)變壓器的兩側(cè)發(fā)生異向流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)變得相對(duì)混亂。變壓器的軸承也進(jìn)行跳動(dòng)。如果調(diào)動(dòng)規(guī)則在母線保護(hù)的范圍之內(nèi)，則故障預(yù)設(shè)方式就會(huì)啟動(dòng)，母線會(huì)切斷所有電流的聯(lián)系，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)的狀態(tài)。但主要電流的兩側(cè)在220kv的作用下還是會(huì)進(jìn)行不斷的跳動(dòng)，它會(huì)繼續(xù)延續(xù)原有的規(guī)則進(jìn)行預(yù)制。所以，我們只能稱這種情況為暫時(shí)短路，不能將故障消除。而在220kv電壓的內(nèi)部，后備變電器的作用也不是非常的明顯，它在死區(qū)受到阻礙時(shí)會(huì)選擇原路返回，電流在電壓的驅(qū)使下仍然存在著縱向流經(jīng)的問(wèn)題。

2 變壓器死區(qū)故障繼電保護(hù)方案

2.1 線路斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方案

隨著死區(qū)故障對(duì)電力影響越來(lái)越深，電力管理者對(duì)其的重視程度也在逐漸的加深。各種繼電保護(hù)方案也相繼出現(xiàn)，以保證電力的穩(wěn)步運(yùn)行。而在幾種方案當(dāng)中，線路斷電器死區(qū)故障繼電保護(hù)措施是非常有效的。當(dāng)故障在預(yù)測(cè)電線的保護(hù)之外，但是在母線的保護(hù)之內(nèi)時(shí)，我們用以下手段加以整合：第一，將線路的縱向流動(dòng)區(qū)域進(jìn)行封鎖，在母線保護(hù)措施啟動(dòng)后使一側(cè)的電流停止，將兩條線連接到一起，在縱向聯(lián)合下加強(qiáng)動(dòng)作跳閘的幅度。第二，對(duì)于允許式縱向電流聯(lián)合保護(hù)機(jī)制，我們應(yīng)該將母線差動(dòng)的變換規(guī)則加以記錄，在聯(lián)合性保護(hù)連接成功后發(fā)出預(yù)制信號(hào)，信號(hào)也就說(shuō)明了能夠繼續(xù)啟動(dòng)電閘。第三，對(duì)于穩(wěn)定度較高的光纖電流，應(yīng)該將母線差動(dòng)的幅度加以延伸，對(duì)側(cè)線路光纖進(jìn)行分項(xiàng)控制，當(dāng)遠(yuǎn)方跳閘信號(hào)啟動(dòng)時(shí)，則說(shuō)明死區(qū)故障得到了控制，從而加速對(duì)光纖電壓分流差動(dòng)的保護(hù)與監(jiān)督。采用上述做法，可以加快對(duì)死區(qū)故障的保護(hù)，從而起到預(yù)防的效果。

2.2 母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)措施

母聯(lián)電路器死區(qū)故障繼電保護(hù)措施也是非常重要的一種保護(hù)手段，它從電壓的源頭出發(fā)，對(duì)整個(gè)死區(qū)電力進(jìn)行有效性控制。當(dāng)母聯(lián)斷路器與發(fā)生故障時(shí)，即

母線與分支部分的差異過(guò)大，死區(qū)的故障部分得不到保護(hù)和有效的預(yù)防。母線短路器會(huì)在分支的內(nèi)容上將電壓的所有聯(lián)系切除。其中包括分閘位置上沒(méi)有發(fā)生故障的部分。經(jīng)調(diào)查表明，仍有一部分的短路電流在總系統(tǒng)處流經(jīng)，母線也無(wú)法按照原有的路徑返回到具體的位置上。在此時(shí)，我們要將母線差動(dòng)的保護(hù)裝置啟動(dòng)出來(lái)，對(duì)電流流經(jīng)的路徑與時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)。母線斷路器會(huì)以每秒150m的速度向前行駛，故障母線小差動(dòng)保護(hù)的作用也會(huì)在此刻凸顯，它將整個(gè)故障進(jìn)行劃分，將故障死區(qū)部分轉(zhuǎn)換到區(qū)內(nèi)，將可以監(jiān)測(cè)到的故障轉(zhuǎn)換到區(qū)外，通過(guò)這種方式的互換可以間接調(diào)整故障段母線的差異，使差動(dòng)大的部分和小的部分變得平衡。這時(shí)保護(hù)系統(tǒng)會(huì)跳開(kāi)母線與斷路器之間的聯(lián)系，從而切除故障死區(qū)。當(dāng)滿足上述條件時(shí)，變壓器則會(huì)進(jìn)行時(shí)段上的延長(zhǎng)，也給檢查人員帶來(lái)了一定的時(shí)間，使故障查控的靈敏度變高，間接的促進(jìn)了電力的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)論

綜上所述，由于變壓器與電流運(yùn)行的實(shí)際性質(zhì)，通常會(huì)發(fā)生一些故障的死區(qū)問(wèn)題，常用的電力控制手段無(wú)法將電壓故障檢測(cè)出來(lái)，使電流在穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行規(guī)劃。所以，電力工作人員應(yīng)該從問(wèn)題的源頭入手，變通繼電保護(hù)的方法，探索有效的發(fā)展模式，將母聯(lián)斷路器和線路斷路器故障的預(yù)制方式加以實(shí)施，全面控制不穩(wěn)定電壓，做到快速切斷220KV變壓器死區(qū)故障，為我國(guó)電力的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造有利條件。

[1]羅達(dá).變壓器差動(dòng)保護(hù)在實(shí)際運(yùn)用中幾個(gè)問(wèn)題的研究[D].四川大學(xué),2005.

[2]董傲楊.密山風(fēng)力發(fā)電站接入對(duì)雞西220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響研究[D].華北電力大學(xué),2014.

[3]鐘文成.天津?yàn)I海地區(qū)220kV母差及失靈保護(hù)的改進(jìn)方案研究[D].天津大學(xué),2012.

[4]李穎超.新一代智能變電站層次化保護(hù)控制系統(tǒng)方案及其可靠性研究[D].北京交通大學(xué),2013.

Research on relay protection scheme for fast fault protection of 220kV transformer

Han Ping
（State grid power supply company in Jiangsu Province, Nantong branch maintenance branch，226001)

The relay protection technology of 220kV Transformer's dead zone fault is a new way to control power,which can not only guarantee the stable development of power system,but also prevent the fault of the dead zone.In this paper,the principle of fault protection,its effective measures to explore and analyze.

Transformer dead zone;relay protection;measures