摘要：二级降压方式在特高压交流变电站中广泛适用，而串联变压器在运行的过程中往往是通过接入110kV的CT电流以及380kV的CT电流。因此，若低压侧发生故障，则其电流值可以达到几万安培，但是换算到高压侧则仅有几百安培。高压侧和低压侧的电流数据相差悬殊，因此会给交流特高压电站的站用CT选型带来困扰。本文将对站用变保护的特殊问题进行分析，进而提出相应的技术解决方案。
关键词：交流；特高压变电站；站用变保护；技术方案；分析
特高压变压器的主体结构采取主体变压器与调压变压器形成补偿变压器的相互结构，这就使特高压的变压器相关保护配置的方案与超高压保护方案并不完全相同，在基本的本体变压器配备相关的差动保护之外，还应对调压变压器以及补偿变压器需要进行特殊的设置差动保护。特高压变压器空充时，调压变压器的励磁涌流二次谐波含量低，采用二次谐波按相制动原理调压变保护可能出现误动，提出消磁法来改善励磁涌流特性，提高现有特高压变压器差动保护识别励磁涌流的能力。对于超高压变电站的站用变保护的配置和原理相对简单，原理与技术比较成熟。交流特高压变电站低压侧具有电压等级高、设备容量大和结构特殊等特点，应认真研究分析其特征及对继电保护的影响。我们所研究的交流特高压变电站的低压侧的电压等级往往较高，且变电站内的设备容量也比较大，具有鲜明的结构特点，所以继电保护的性能要求需要更高才能切实的满足运行的需要。根据交流特高压变电站站的站用变保护的工作特点，我们可以采取一定的措施来使得其运行更加的稳定、可靠、安全。本文将对站用变保护技术方案进行探究。
1、站用变电器保护配置问题及分析
1.保护配置
交流特高压变电站的站用保护的配置方案需要遵循继电保护的相关技术规章和细则。其往往采用主独立配置以及备独立配置相互结合的原则。其中主保护的差动两侧的内部电流则分别来自110kV断路器和低压侧的0.4kV断路器。而主保护的设计时为了处理变压器内部、高压侧单相接地以及匝间层的短路故障。而高压侧的后备电流则是来自110kV的断路器。交流特高压变电站的低压侧是三相四线制的变系统，一般对其配备零序过流保护措施。其变压器的低压母线的主保护是通过低压侧的后备过流保护而实现的，其电流来源于低压侧。
2.问题分析
交流特高压变电站站用变保护中的差动保护动作电流的整定问题分析。根据对交流特高压变电站站用变保护的差动保护原理分析可以发现，其差动的最小电
流有如下关系：Imin=Krel(Ker+∆U+∆M)Ie，其中Imin是交流特高压变电站站用变保护种的差动最小电流，而Ie则为高压侧的二次额定电流值。Krel，Ker分贝为可靠性系数和电流互感器的变比误差值。∆U是变压器在进行分头调试的过程中所产生的误差值。∆M的取值一般为0.05。根据以上关系，在差动保护中，如果高压侧和低压侧按照用变保护的整定的原则进行相关结果分析，可以根据上述公式得到最小的电流值。若按照最好电流值和二次额定电流值之间的关系来判断，其保护装置所产生的精工电流就要比动作电流大，进而使得交流特高压变电站站用变保护无法正常工作。
高压侧的差动保护出现拒动问题以及其后背保护问题分析。当交流特高压变电站站用变保护的高压侧选用1600/1时，则会由于动作电流过小而是的保护装置无法正常运行。若高压侧采用100/1时，高压侧故障时，则会导致差动保护拒动现象发生。当后备保护的高压侧为1600/1时，过流保护的整定值的大小比精工电流小，因此无法进行电流整定，导致高压侧的后备保护出现问题。
3、用变保护技术方案分析
二级串联变压器的差动保护需引接110kV和380V侧CT电流，由于两侧电流数值相差较大，110kV侧电流互感器变比的选择首先应考虑保护定值的整定要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于设备制造原因110/10kV变压器额定容量为5000kVA,但实际负荷容量应按2500kVA考虑，最大负荷电流约为13A，同时考虑到110kV侧31.5kA的短路容量要求，该侧CT变比按1600/1A、380V侧CT变比4000/1A时，两侧CT二次电流相差100倍以上，远远超过继电保护制造商的允许倍数，因此不能满足差动保护整定要求。若将110kV侧CT变比降至400/1A，两侧CT二次电流相差约28倍，在允许倍数范围之内，但差动保护最小动作电流整定值按躲过变压器最大负载时的不平衡电流计算，后备过流保护按躲过最大负荷电流计算，均小于保护装置的整定范围下限值，不能满足保护整定要求。根据比较计算，变压器110kV侧套管CT变比需按100/1A选取，以满足站用变压器差动保护和后备过流保护的整定要求。
根据上述分析的二级串联变压器的差动保护在接入高、低压侧的电流情况，由于高、低压侧的电流数据值差距较大，因此使得交流特高压变电站站用变保护中的设备配置和保护原理等带来问题。无论差动保护的高压侧使用的是小变比还是大变比，高压侧都不能正常进行工作。因此根据对上述现象的分析，我们可以兼顾大变比和小变比两种CT，进而使得大变比CT和低压侧CT形成一套差动保护小变比同时与低压侧也形成一套差动保护，这样可以对线路中的工作条件进行限制。这两套差动保护可以相互协调，最终使得交流特高压变电站站用变保护的技术方案逐渐完善。而高压侧的后背保护装置同时接入大变比和小变比CT，进行高定值和低定值两种过流保护，最终导致其反应出现故障。双套差动保护的技术方案的严重故障是由大变比CT来完成的，而弱故障则是通过小变比来完成的，这两套不同的保护形式是由一台变电站的设备来完成的。根据低压侧的外故障分析，可以避免高压侧的稳态饱和。而线路中的暂态保护的程度往往比较小，所以采用小变比CT。而双CT接入的高压侧后备保护方案中会接入大、小变比两组二次电流，进而设置两套不同的定制单独整定方案，最终使得保护方案更加完善。而保护技术方案中的高压侧复压过流保护的元件有两种，一种是大变比过流元件，一种是小变比过流元件。两种元件分别和大、小变比CT的二次三相电流相互连接，每一项都会满足以下关系。
小变比过流元件:If＞I
大变比过流元件:If＞I，其中If＞0.1In
而I是高压侧复压过流保护动作电流的整定值大小。
4、结语
综上所述，本文对交流特高压变电站站用变的特殊问题进行了详细分析，此外还介绍了二级串联变压器在工作时所导致的高压低压两侧的电流数据过大的现象。根据上述问题提出一套适用于交流特高变电站站用变保护中的差动保护技术方案以及变电站的后备保护技术办法。这两套用变保护的技术办法是通过不同变比的CT来实现的，这有效的处理了交流特高压变电站站用变保护的问题，使得站用变保护具有更高的安全性和可靠性。
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论文作者:王微思,王志敏,张会波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
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