（神华宁煤集团煤制油分公司 宁夏银川 750000）
摘要：在煤化工企业工厂供电中，35kV变压器作为重点供电设备，做好35kV变压器线变组保护及本体差动保护，避免越级跳闸，维护供电系统安全稳定运行。
关键词：电力变压器；保护配置；线变组保护；差动保护；非电量保护；比率差动保护
1 前言
在煤化工工厂供电中35kV变压器作为小电流接地系统中性点不接地或经过消弧线圈或高阻抗接地三相供电系统，如果某一相发生接地短路故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小的多，所以这种系统被称为“小电流接地系统”，我国标准要求Xo/X1＞4～5（Xo为零序阻抗，X1为正序阻抗）的系统为小接地系统。由于35kV系统均为小电流不接地系统，为此了解35kV电力变压器保护配置及其与线路三段式电流保护配合具有重要意义。
2 变压器工作原理
变压器工作原理：变压器是变换交流电压，电流和阻抗的器件，当一次线圈中通有交流电流时，铁芯中便产生交变磁通，使二次线圈中感应出电压或电流。变压器由铁性和线圈组成，线圈有两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初次线圈，其余的绕组叫次级线圈，下面主要讨论的为35kV系统中降压变压器在中性点不接地系统性应用最为广泛。
3 变压器保护的配置
3.1 变压器的主保护
在35kV的变压器的变压器的主保护有差动保护，瓦斯保护。根据变压器调压方式不同，瓦斯保护分为有载调压重瓦斯本体重瓦斯保护。
（1）变压器的差动保护，其保护范围为变压器两侧开关差动CT之间的变压器引线，隔离刀闸之间的一次电气部分，差动保动作原理是根据基尔霍夫电流定率：电路中在一个节点上，在任意时刻，流入节点的电流之和等于流出节点电流之和。所以当区外短路故障时，有较大的穿越性电流流过变压器时，差动保护不会动作，又根据变压器两侧线圈接线方式不同，进行正确的相位补偿，差动CT的Y形侧△接，△形侧Y接。根据电路电流的大小，及动作原理又分为差动速断保护（速断保护值一般为7～8倍变压器额定电流Y）及比率制动的差动保护。
（2）变压器的纵差保护，是反应相间短路、高压侧单相接地短路以及匝间短路的主保护，其保护范围包括变压器套管及引出线。变压器在空载合闸时的过励磁电流，其值可为In的数倍到10倍以上，这样大的励磁电流通常称为励磁涌流。
（3）瓦斯保护，瓦斯保护是变压器内部故障的主保护属于非电量保护的一种。其保护范围相对于差动保护范围较小，主要保护变压器内部故障，包括：变压器相间短路、匝间短路、铁芯故障、短线故障、变压器油面降低。同时瓦斯保护是变压器铁芯故障，油面降低的唯一保护，差动保护对此无反应，所以不能用差动保护代替瓦斯保护，瓦斯保护也无法代替差动保护。其原理是变压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内部过热，并造成变压器油分解产生气体而造成喷油冲击继电器瓦斯保护动作。瓦斯保护分为轻瓦斯和重瓦斯两种，轻瓦斯保护：当变压器内发生轻微故障时，产生的气体较少且速度缓慢，气体上升后逐渐积聚在继电器的上部，使气体继电器内的油面下降，使得其中一个触点闭合而作用于信号。轻瓦斯保护动作值采用气体容积大小表示：250～300cm3。重瓦斯保护：当变压器内发生严重故障时，强烈的电弧将产生大量的气体，油箱压力迅速升高，迫使变压器油沿着油箱冲向油枕，在油流的激烈冲击下，使另一触点接闭而动作于跳闸。重瓦斯保护动作值采用油流速度大小表示：0.6～1.5m/s。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。
3.2 变压器的低后备保护配置
变压器的低压出线线路故障，但是低压出线保护或者断路器拒动时，此时通过变压器低后备保护充当低压出线线路的远后备。变压器低后备保护动作，变压器低压断路器跳闸，切除故障点，但是也扩大停电范围，当低压母线故障，母线差动没有投入或母线差动保护拒动的情况下，变压器低后备保护动作，变压器开关跳闸切除故障点，此时变压器低后备保护充当母线故障的近后备保护。
3.3 变压器的高后备保护和其他保护的配合
如果变压器的主保护（瓦斯，差动保护）拒动时，由于变压器的高后备动作切除故障点，此时变压器的高后备保护充当变压器的差动保护和瓦斯保护的近后备保护。但是如果变压器低压侧出线或者母线故障线路或母线保护没有动作或者开关拒动通过变压器的高后备保护动作，切除远方故障，此时变压器高后备保护就是母线故障和出线故障的远后备保护。
4 35kV变压器保护及进线保护配合
在神华宁煤集团煤化工单电源的35kV线路中，一般配置有三段式电流保护。电流Ⅰ段保护又称电流速断保护，保护范围为本线路全长80%～85%。动作时限一般整定位0s，动作判据是根据线路末端发生三相金属性短路时的短路电流来整定，不能保护线路全长，整定时间为0.4s，动作于10kV侧断路器。但是其保护范围也不超过变压器差动保护范围。电流Ⅱ段保护又称为限时速断保护，其保护范围为线路全长，整定时间为1s，动作于10kV侧断路器。35kV进线的电流Ⅱ段保护保护和变压器限时速断保护相互配合。当变压器低后备限时速断保护拒动或断路器拒动时依靠35kV进线的电流Ⅱ段保护动作切除短路故障点。一般变压器低后备限时速断整定时间为0.4s，动作于0.4kV侧断路器，电流Ⅰ段保护和电流Ⅱ段保护是线路的主保护。电流Ⅱ段保护通过时间的来实现其选择性。电流ⅠⅡ段保护又称为过电流保护，根据躲过最大负荷电流来整定，可以保护本线路全长及下级线路全长，整定时间较长为2.0s。作为电流Ⅰ段保护和电流Ⅱ段保护的近后备保护。
5 35kV变压器非电量保护配置
35kV变压器除主保护外还有非电量保护配置，保障变压器运行期间对故障信号的判断，35kV变压器非电量保护配置详见表1。
表1 35kV变压器非电量保护配置
5 神宁集团煤制油项目气化35kV变电站保护配置实例图。（图2）
图1 变压器差地差动保护单相原理接线图
图2 气化35kV变电站保护配置实例图
6 结束语
近年来随着继电保护的快速发展通过继电保护动作情况判断故障范围成为继电保护发展的趋势，使运行值班人员迅速判断清楚故障点的范围，为正确处理电力系统事故起到重要的作用。
参考文献：
[1] 高春如 大型发电机组继电保护整定计算与运行技术.2版，中国电力出版社.2010.
[2] 高春如等 发电厂厂用电及工业用电系统继电保护整定计算.中国电力出版社.2012.4.
[3] 苏文成 工厂供电 机械工业出版社.2012.
[4] 神华煤制油400万吨/年煤炭间接液化项目气化35kV变压器继电保护定值单.2015.10.
作者简介：
台文昊（1978～）男 助理工程师 神华宁煤集团煤制油分公司电气管理中心，主要从事电气运维工作。
论文作者:台文昊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/29
标签：变压器论文; 电流论文; 瓦斯论文; 故障论文; 动作论文; 差动论文; 母线论文; 《电力设备》2017年第23期论文;