企业变电所保护误动作的原因分析及处理措施＊——以某变电所工程为例

冯俊琨 ， 陈 荣 ， 刘 芹 ， 马啸宇 ， 王黎光

（四川水利职业技术学院，四川 崇州 611231）

1 概述

近年来随着电网的飞速发展，在“无人值班、少人值守”要求下微机保护得到广泛应用。孙淼洋[1]提出在35kV以下电网中因阶段式电流保护结构简单、动作可靠被广泛应用，并且指出阶段式电流保护应设置瞬时电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护。但是在某电所应用中因受线路较短、上级变电站出线过电流保护动作时间短且保护范围大等影响，每一级线路均设置三段式电流保护不能满足保护的选择性。

2 工程概况

本变电所上接110kV变电站，本变电站已建成多年其出线保护已配置且无法改变，本变电所通过三段10kV母线及13台降压变压器向负荷供电。本变电所电气系统简化电路图如图1所示，按《继电保护技术导则》计算出整定值如表1所示。将表1整定结果输入保护装置后，对951、952、961、962等回路进行变压器空载合闸试验时，均出现各自回路过流Ⅱ段保护误动作情况。

表1 整定计算值Tab.1 Setting calculation value

图1 系统简化短路点图Fig.1 Simplified Short Circuit Point Diagram of the System

3 误动作原因分析

保护误动作主要原因有以下几点：1）变压器空载合闸时会产出很大的励磁涌流，一般可达到额定电流的3.5～8倍[2]，越小的变压器励磁涌流比额定电流的倍数越大，本站整定计算时未考虑到励磁涌流的影响。2）本变电所线路较短设置电流段保护没有保护范围[3]。3）本变电所上一级110kV变电站保护出线过电流保护动作时间仅为0.5s，受此影响按《继电保护技术导则》配置三段式电流保护无法满足选择性。

4 改进措施

因篇幅所限，仅以图1中虚线框内回路为例进行保护的配置与整定。

4.1 系统各回路参数

计算部分电路额定参数与短路电流值分别如表2、表3所示。

表2 电路额定参数Tab.2 Circuit Rating Parameters

表3 短路计算电流值Tab.3 Short Circuit Calculated Current Value

4.2 保护配置及整定计算

4.2.1 961（962）支路

本支路处于线路末段，因此主保护可设为瞬时动作的过电流保护。考虑到变压器励磁涌流很大，整定值以躲开变压器励磁涌流来进行整定：

灵敏性大于1.3，满足要求。

按《继电保护导则》要求该支路本因再设置近后备保护，但因为该功能与主保护均配置在同一保护装置内，当该装置退出运行时近后备保护也失效，从经济实用角度考虑，本支路不再设置近后备保护，由923支路的过电流保护作为本回路的远后备保护。

4.2.2 923支路

本回路考虑到线路太短电流I段没有保护范围，因此设置电流Ⅱ段保护作为本支路的主保护，设置过电流保护作为本段线路的近后备保护及下一段线路的远后备保护。

1)主保护的整定：6

灵敏性=4.62，满足要求。

鉴于微机保护装置对时间分辨率很高，因与上级变电站电流保护动作时限配合较困难，故将时限级差缩短为0.15s，因此本保护动作时限：

2)后备保护的整定：本支路上的最大负荷电流确定时，考虑961支路正常运行，962支路变压器投运产生6Ie的励磁涌流，因此最大负荷电流按7Ie考虑。动作电流IⅢop.923=674 A。

近后备保护灵敏性校验Ksen=10.71；远后备灵敏性校验ksen=1.29均满足要求。

动作时间：

4.2.3 921支路

因本段线路极短发生故障的概率较低、若设置电流Ⅱ段保护则其灵敏性选择性均无法满足要求，因此本段线路仅设置过电流保护。最大负荷电流计算时，以一台变压器空载投运另外三台变压器正常运行时考虑，计算出IⅢop.921=1 068 A，近后备保护灵敏性校验Ksen=6.96；远后备灵敏性校验ksen=6.76均满足要求。因上一级线路为110kV变电所出线，过电流保护动作时限仅为0.5s，为了满足选择性将时限级差降为0.1s。动作时间：

通过上述保护配置及整定，变电所保护整定值如表4所示。

将此整定结果交由调试单位调试，任一变压器投入运行时线路保护不再发生误动作，经过几个月的正常运行保护未发生任何异常情况，证明保护配置及整定方法可行。

表4 整定计算成果表Tab.4 Setting up the table of calculation results

5 结论

1)对于配电网络末端线路保护配置，可不必按照《继电保护技术导则》要求将三段式电流保护配齐。

2)对于微机保护装置而言，动作时限级差可适当缩短。