摘要：从500kV变电站超高压、大容量及特殊的一次接线方式(多为3/2开关接线)等特点出发，对500kV变电站主变压器的继电保护配置特点进行了较为详尽的介绍，为500kV变电站继电保护设备运行维护及设备验收提供参考。
关键词：500kV变电站；继电保护；配置；特点
500kV变电站由于其电压等级高、容量大，特殊的一次接线方式(多为3/2开关接线)，其主变压器及500kV线路、母差保护等配置均与常规220KV变电站主变、线路、母差保护对比有较大区别。对500kV变电站主变压器的继电保护配置特点进行了较为详尽的介绍，为500kV变电站继电保护设备运行维护及验收提供参考。
1 500kV智能变电站继电保护配置设计原则与选型
1.1 500kV线路保护
每回500kV线路双重化配置完整的、独立的能够反映各种类型故障、具有选相功能的全线速动保护；每回线路双重化配置远方跳闸保护；线路过电压及远跳就地判别功能集成在线路保护装置中，主保护与后备保护、过电压保护及就地判别通过一体化保护装置实现。2套主保护分别使用独立的通道传输保护信号。线路保护直接采样，直接跳断路器；经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸；站内其他装置经GOOSE网络启动远跳。线路保护通道根据通信专业的通道安排，分别采用2个不同路由的通道。
1.2 500kV断路器保护
一个半断路器接线的断路器保护按断路器双重化配置，每套保护包含失灵保护及重合闸等功能。断路器保护直接采样、直接跳闸；本断路器失灵时，经GOOSE网络跳相邻断路器。
1.3 500kV母线保护
500kV每段母线按远景规模双重化配置母线差动保护装置。母线保护直接采样，直接跳断路器。失灵启动经GOOSE网络传输。
1.4故障录波器
500kV变电站宜按电压等级和网络配置故障录波装置，故障录波装置应按照合并单元输出的电流极性进行配置，以满足一个半断路器接线时间隔电流的计算。
1.5故障测距装置
为了实现线路故障的精确定位，对于>80km的长线路或路径地形复杂、巡检不便的线路，应配置专用故障测距装置。行波测距装置采样值采用点对点传输方式，数据采样频率应>500kHz。
1.6 220kV线路保护
每回220kV线路按双重化配置完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能的全线速动保护。每套线路保护均具有完整的后备保护。2套保护均应采用一对一启动和断路器控制状态与位置启动方式，不采用2套重合闸相互启动和相互闭锁。重合闸应实现单重、三重、禁止和停用方式。线路保护直采直跳。跨间隔信息（启动母差失灵功能和母差保护动作远跳功能等）采用GOOSE网络传输方式。母线电压切换由合并单元实现，每套线路保护电流合并单元应根据收到的两组母线的电压量及线路的隔离开关的位置信息，自动输出本间隔所在母线的电压。
1.7 220kV母线保护
220kV每段母线按远景规模双重化配置母线差动保护装置。母线保护直接采样，直接跳断路器。开关量（失灵启动、隔离开关位置接点、母联断路器过流保护启动失灵、主变压器保护动作解除电压闭锁等）采用GOOSE网络传输。
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2 500kV变压器保护
500kV变压器由于其电压等级高、容量大，故多为自耦式分相变压器，其保护配置有以下特点：
2.1电量保护
差动保护：稳态比率差动，(1)除了设置防励磁涌流或CT饱和误动的二次、三次谐波制动外，还增设了防主变过励磁误动的五次谐波制动。为反应独立每相变压器内部故障，设置了分相差动保护。零序比率差动保护：主要应用于自耦变压器，为变压器变高、变中和公共绕组零序电流构成的比率差动保护。该保护对变压器绕组接地故障反映较为灵敏，零差各侧零序电流通过装置自产所得，避免了各侧零序CT极性校验问题。非自耦变由于其零差回路不满足，一般不采用零序比率差动。高、中压侧后备保护：阻抗保护,由于500kV主变高、中后备保护中，采用复压闭锁过流、零序电流保护往往灵敏度不能满足，故一般对应采用相间阻抗、接地阻抗保护。零序电流保护,由于500kV自耦变公共绕组中性点均直接接地，不存在间隙接地，故其变高、变中接地后备保护均不设置间隙零序保护。由于自耦变压器变高、变中零序回路具有公共部分，故其零序后备保护分为变高零序保护、变中零序保护及公共绕组零序保护。500kV主变零序后备保护，除设置零序I、II段外，设置零序反时限保护，保证在高阻接地时具有足够的灵敏度。反时限过励磁保护：采用多段式反时限过励磁保护，根据主变过励磁程度（过励磁倍数n=U*/f*）决定作用于跳闸还是发信号。过励磁判断电压一般取500kV侧电压。低压后备保护:低压侧过流保护电流若取自变压器低压侧套管CT，由于此套管CT位于低压侧三角形环内，考虑到主变高、中压侧接地故障时在低压侧三角形环内将产生零序电流，在保护整定值无法配合时，变低过流保护测量电流应为总电流减零流。若取自变低开关CT电流将无此问题，但保护范围将缩小。公绕组保护由于500kV变压器为自耦变压器，将设置公共绕组保护。设置一段时限的零序过流保护，该保护电流取自公共绕组CT（相当于普通变的中性点CT），动作于跳主变三侧。
2.2非电量及失灵、三相不一致保护
非电量保护:500kV分相自耦变压器采用中压侧无载调压方式。在自耦变停运的情况下通过调整其中压侧耦合分接头，达到调整220KV系统电压水平的目的。考虑到500kV主变本体故障将对系统带来较大的影响故其非电量保护动作于跳闸的有：本体重瓦斯、油温高、绕组温度高，压力释放、油位突变按反措要求现仅投发信。非电量保护跳闸开出为跳三侧，不启动失灵保护。主变失灵保护:变高、变中失灵保护均以第一时限跳开主变三侧开关。变中失灵启动还设置一时延解除220KV失灵复压闭锁，防止主变变低后备保护三跳主变时变中开关失灵，而220KV母线电压未能降低到复压解除值而使失灵保护拒动。
结束语
上述500kV主变配置特点，已在电网普遍应用，确保电网安全稳定运行。继电保护是变电站的重要部分，做好变电站继电保护配置设计及运行维护非常重要。随着电力系统的在线监测技术和计算机通信技术的进步，继电保护技术逐渐向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。对变电设备进行继电保护配置设计，对继电保护装置进行定期和按需相结合的检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，保证系统无故障设备正常运行，方能提高供电可靠性。
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论文作者:程彬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/12
标签：变电站论文; 断路器论文; 母线论文; 线路论文; 变压器论文; 继电保护论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第16期论文;