辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁锦州 121000
摘 要：变压器是电力系统中重要的设备之一，随着近年来电力系统的深入改革，超高压大容量变压器的使用，对变压器保护性能要求进一步提高，一旦变压器发生故障将会严重影响电力系统安全稳定的运行。文章概述了变压器保护配置原则，探讨了500千伏变电站变压器保护配置与运行。
关键词：变电站；变压器；保护配置
引言
变压器的主要参数有额定电压、额定容量、额定频率、额定变比、阻抗电压百分数等，是发电厂和变电所的重要元件之一。然而在实际运行中，不同类型的变压器故障会严重影响电网稳定性，从而十分有必要针对变压器容量装设继电保护装置。变压器作为电力系统中的重要电气设备，合理配置安全可靠的变压器保护装置无论是对系统还是其自身安全都有着极其重要的作用。
一、变压器保护配置原则
1、纵联差动保护
实现纵差保护可通过比较变压器高、低压测电流的相位及大小，当变压器出现外部故障或正常运行时，流入差动保护回路的电流接近为零，若故障出现于变压器内部或引出线部位，两侧电流互感器的电流之和是继电器电流流入差动保护。纵差保护之所以作为电力变压器的主保护，因其具备选择性好和灵敏度高的优点，如变压器的的单独运行容量为100MVA以上或6.3MVA以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。
2、瓦斯保护
变压器保护中的主要内容之一还有瓦斯保护，可充分反映变压器内部等故障，如分接开关接触不良、内部多相短路、铁芯或外壳间短路、绕组内部断线等。瓦斯保护可在变压器内部发生轻微故障时自动开启保护装置，若严重故障产生大量瓦斯时，其保护装置可断开变压器各电源侧的断路器。虽然瓦斯保护灵敏度高，结构简单，但变压器有向外部线路故障或因外界因素发生的误动作都不能给予充分反应，因此，它只能反映内部故障。
3、过电流保护
电力变压器外部相间短路情况都可通过过电流保护反映，一般适用于降压变压器。同时在变压器过电流保护中，为了进一步提高保护的灵敏度，实际应用中可采用复合电压起动的过电流保护。其中复合电压启动的过电流保护与低电压启动的过电流保护原理基本相同，其不同之处主要在于复合电压启动的过电流保护主要是采用低电压继电器和负序电压继电器代替了原来低电压启动的过电流保护中的三个低电压继电器，所以复合电压启动的过电流保护的灵敏度相对较高。
二、500kV变压器保护特点及配置
500kV变压器的工作电压高，容量大，在电网中占有十分重要的地位，一旦变压器出现问题或者继电保护出现故障则会引起主变停电，从而造成重要的经济损失，进行主变组装、拆卸的工程量十分巨大，进行检验与维修的时间比较长，因此，在变压器出现故障是要尽快进行故障查找，并进行故障排除，500KV电力变压器相比于220 kV变压器的灵敏度更高，可靠性更强。
1、500KV主保护双重化配置
为了增强变压器保护的可靠性，500 kV变压器主保护要采取双重化配置。主保护是纵联差动保护，通常配置 和 纵差保护。
（1）差动保护具有差电流速断功能，对于差动保护区内出现的故障能够进行检测，对于变压器短路最初20ms内，电流互感器在饱和之前进行差电流速断并进行故障排除。
（2）比率制动能够提高差动保护的灵敏度，伴随外部穿越性短路电流的变化而变化，当出现系统故障短路时电流增大，尽管有制动作用，但选择合理的制动系数能够在保持制动的前提下，确保相应灵敏度。
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（3）保护装置具有谐波制动功效，可以防止变压器励磁涌流而引起的保护误动。在励磁涌流的谐波中，以二次谐波为最大，取二次谐波进行制动，从而实现制动效果。
2、过励磁保护
500 kV 变压器铁芯正常工作磁密较高， 接近饱和磁密， 磁化曲线较“ 硬” 。在过励磁时，铁芯饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加很快，其中含有许多高次谐波，可引起铁芯、金属构件、绝缘材料过热。若过励磁倍数较高，持续时间过长，可能使变压器损坏。500kV变压器应装设过励磁保护。惠州站采用GEC -ALSTON 公司生产型号为GT I 的继电器，短时间报警，长时间动作跳三侧断路器，装设于主I保护屏
3、500KV变压器的相间后备保护
500 kV电力变压器通常采用单相变压器组，配置相间保护作为变压器引线与相邻母线相间故障的后备保护。例如，惠州站500kV主变相间后备保护采用距离保护，在500KV变压器以及220 kV侧安装保护套，设置保护屏。因为变压器的阻抗大，高压侧以及中压侧距离保护缺少对低压侧相间故障的灵敏度，低压侧为了保持灵敏度也应加装相间故障后备保护，有些500KV变电站采用35 kV侧过流保护。在保持有制动的前提下，能够实现保护灵敏度。
三、各种保护装置分析
1、差动保护
具有与差动保护功能，与通用变压器差动保护原理类似，具有比率差动、二次谐波制动以及无制动电流速断作用。中间变流器采用软件式对变压器变比与接线组进行修正，无需另外装设中间变流器。动作时间快，能够集变压器主保护与辅助功能为一体，对负荷电流、差流等进行实时显示，同时能够实现自检。
2、 差流继电器与电流速
差流继电器是传统的差动继电器，具有比率制动功能，简单的整定检验，可以选择比率制动曲线抽头，依据曲线选定动作值。因为4C21是传统式继电器，所有动作比较慢，进行故障切除的时间 比较长，在小电流下动作的灵敏度较差，继电器电磁线圈较多，CT负担比较重。
3、高阻抗差动继电器DAD3
DAD3为集成电路型小电流继电器，具有动作快速，输入滤波器能有效滤除直流分量及消除谐波分量影响，CT二次断线报警等特点。交流输入为高压侧、中压侧及公共绕组套管电流，交流回路与主保护不同。
4、THR距离保护装置
THR距离保护装置能够实现变压器方向过流，THR型号比较常见的是4PE2，这一型号保护装置具有以下功效：具有相间故障选择功效；对4段阻抗值具有保护作用；选择接地故障功能；THR距离保护装置分两段出口，作为变压器后备保护，，具有可供选择圆形特征和变形特征。
5、GTT过励磁保护继电器
在空载合闸瞬间主变压器所产生的冲击振荡可以用GTT过励磁保护继电器进行保护，遵循v/f原理构成的继电器借助电压与频率比值的高低对过励磁进行判断，从1.0至1.25之间定值可进行调节，同时，结合变压器厂家提供的特性曲线作为整定标准。输出触点通常由两对：第一对延时0.5～1 s作为报警输出，另一对延时5～30 s可调，作跳闸输出。
结束语
总之，近年来随着计算机技术的飞速发展，大部分变电站电力变压器继电保护装置已更换成微机保护，新的保护原理也不断应用其中。为了保障电力变压器的可靠运行，也重视其日常运行管理维护，及时针对保护配置中常见问题予以解决，防止事故发生，提高发电厂变压器保护配置的安全稳定运行。
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论文作者:徐鸿礼,苏杨,张宁
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/11
标签：变压器论文; 电流论文; 继电器论文; 故障论文; 灵敏度论文; 差动论文; 谐波论文; 《电力设备管理》2017年第3期论文;