变压器后备保护拒动原因分析及对策探讨

李　涛（洛阳三隆安装检修有限公司,河南　洛阳　471012）

变压器后备保护拒动原因分析及对策探讨

李涛
（洛阳三隆安装检修有限公司,河南洛阳471012）

由一变电站主变压器和侧复合电压闭锁过电流保护拒动的事故，突然当故障出现时针对侧主变压器在相邻的线路远端，并且保护装置或者切断电路装置，如果当其中一个发生拒动现象，进而使后备保护实效，扩大了受损面积，造成严重后果这一问题，提出了一种能够快速诊断出故障位置并及时面对问题作出相应对策的方法。

变压器；保护拒动；保护失效；诊断故障

1　变压器的后备保护以及其拒动原因分析

1.1 解析变压器的后备保护

以拒动事故中三绕组变压器的保护为例，当线路中故障点出现后，要实现当其一侧断路器跳开后，其他两侧仍能正常工作，应该有选择的跳开离事故点近的一侧的断路器,这样才能保证另两侧电路继续正常无误运行。当变压器内出现故障点时，安装在变压器两侧或三侧的保护装置会迅速断开三侧断路器，让变压器停止工作，从而使变压器的后备保护得以实现。

1.2解析后备保护矩动

某110KV变电站的电气部分主接线图如图1所示。从接线图看出电路中1号主变后备保护采用的是复压过流保护，当电路中主变中压侧的后备保护因钢厂线303断路器的矩动而相应矩动，高压侧后备保护跳闸。从事故分析发现，变压器中压侧出线末端存在故障点，由于低电压部分的线电压低于母线残压，且三相短路，致使中压侧的电压部分异常，从而不能实现后备保护。故障之所以能被切除，是因为电压部分出现错误，使高压侧后备保护成为了不带电压闭锁的纯过电流保护。

2　　理论分析保护矩动并实例计算

根据上述分析可知，事故发生时，低电压部分的线电压低于母线残压，低电压元器件不工作，电压保护闭锁，后备保护不能实现，这是造成主变中压侧复压过流保护拒动的本质原因。下文从理论上详解了此事故发生的原因，就变压器的相邻电路出现两相和三相短路时，过电流原件、低压元件和负序电压原件的保护范围进行了实例计算。

以图2为简化系统接线，在图3中，ZL是线路的等值正序阻抗，ZS是主变阻抗和系统构成的系统的等值正序阻抗，低压元件的整定值是Uset=aUN。过渡电阻忽略不计，以下分别计算分析图2中不同元件的保护范围。E*=1是系统电压标幺值。

2.1 低电压部分保护范围的计算

Ub是主变中压侧的母线残压，则Ub =（Z L *E*/Z L *+Z S *）U N 。K sen 为低电压部分后备保护灵敏度系数，Z L * 为线路阻抗标幺值，则 Z L *=aZ s */(K sen -a)。线路单位长度的阻抗标幺值是Z UL * ，低电压部分的保护范围是L1，则 L 1 =Z L */Z UL *=aZ s */[(K sen -a)Z UL *]。如果实际线路长度大于L1，不仅会影响到低电压部分的灵敏性，而且会使后备保护发生矩动。

2.2 负序电压部分保护范围的计算

Z L * 是线路阻抗标幺值，则 Z L *=[(1-2βK sen )Z S *]/2βK sen 。L N 是负序电压部分的保护范围，则 L N =（Z L */Z UL *）=[(1-2βK sen )Z S *]/2βK sen Z UL*。.如果实际线路长度大于LN，不仅会影响到负序电压部分的灵敏性，而且会使后备保护发生矩动。

2.3 过电流部分保护范围的计算

Z L * 是线路阻抗标幺值，则 Z L *=K K /λK sen -Z s *。过电流部分的保护范围为LO，则

如果实际线路长度大于LO，不仅会影响到过电流部分的灵敏性，而且会使后备保护发生矩动。

3　　具体的应对措施

3.1复合电压闭锁运用在变压器过流保护中的必要性

变压器在运行时要具备一定的过负荷运行能力是变压器正常运行的基本要求。变压器在运行过程中的负载能力不同，如果变压器过电流的保护值由于变压器的负载能力不同而被确定为不同固定值的话，将大大降低变压器的灵敏度，过电流保护现象也会发生。复合电压闭锁适用于变压器过流保护。由此降低了过电流元件的整定值，不仅使变压器超额定负荷电流运行时不会误动，而且大大增强了灵敏度。

3.2低电压元件矩动时复压过流保护的应对措施

变压器过流保护采用复合电压闭锁后，虽然提高了过流元件的灵敏度，但不能保证复合电压元件的灵敏度，这也会影响到变压器后备保护整体的灵敏度。在某些情况下，不带电压闭锁的纯过流保护，在复压过流保护的低电压元件矩动时，依然可以正确动作。所以，最好的措施是，将现有的复压电流段保留，同时增加一段纯过流保护。

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程[S]．北京：中国电力出版社，2006.