（国网河南新郑市供电公司 河南新郑 451150）
摘要：在县域电力系统中，变压器压力释放保护是否投跳闸、变压器间隙零序过流保护与上级线路保护时限不配合问题，是困扰县级相关专业人员的两个重要问题。众多相关资料显示，处理此种问题的方案并不统一，甚至出现互相矛盾的想象。通过使用“矛盾分析法”对县域电网变压器两种典型保护投退与整定进行分析，并引入“矛盾逻辑链”这个方法，把问题清晰地展现了出来。依据目前县域系统电力设备及继电保护的特点及实际情况，提出了合理的处理意见，为县域电网继保方案的制定给予了有力的参考。并且，在处理其它棘手问题时，具有借鉴和推广意义。
关键词：矛盾分析法；继电保护误动；变压器压力释放保护；间隙零序过流保护；零序电压
0、引言
随着中国经济的发展，县域电网网架不断拉大，站点大量扩充，线路条次猛增，以及重要负荷数量及范围不断扩大，以前小概率事故异常中，矛盾并不突出的事例在当下越来越显现其危害性。例如主变的压力释放保护的误动、主变间隙零序过流保护与上级保护时限的不配合等事例，都在县域电网内普遍存在。
然而，相关处理方案却存在很大差异，相关结论依据模糊、单薄。在此，通过几例相应的事故，利用“矛盾分析法”对其本质进行剖析，进而为相应保护方案的抉择提出参考意见。
1、两起变压器典型事故异常
1.1 一例主变压力释放保护误动事故
2015年08月30日，110kV甲变电站甲1#主变压力释放保护动作，甲1#主变三侧开关跳闸，其所带母线失压（该变电站35kV母线为单母线，未配置备自投），造成两座35kV变电站失压，两座煤矿均失去一路主供电源，一条工厂专线失压。经过现场检测，判断为该主变压力释放保护误动，造成主变跳闸。将压力释放保护由跳闸改投信号后，主变试送成功。最终，采取了此主变压力释放保护跳闸改投信号，作为该保护的正常运行状态措施。
1.2 多起主变间隙零序过流保护动作造成主变失压异常事件
2014年08月23日，110kV乙变电站乙1#主变间隙过流保护动作，乙1#主变三侧开关跳闸，其所带母线失压。上级调度告知，带该主变的110kVⅠ陈乙线接地距离II段、零序过流II段保护动作跳闸，重合闸动作成功。经现场检查及分析，判断为乙1#主变隙零序过流保护动作时限（0.5s）与上级开关II段保护动作时限（0.6s）不配合，虽然线路重合成功，但主变间隙过流保护早于上级开关跳闸前已跳闸该主变。近年来，曾发生过多起类似事件，造成了较大的影响。最终，采取了该站间隙零序过流保护时限延长至0.7s的防范措施。
2、用“矛盾分析法”对此两例事件的浅析
辩证法看电力系统运行、电力生产事故、电力生产事故处理等等，都是由各种不同矛盾所构成的事物。电网运行管理也是通过人为的介入干预，参与到电力系统运行矛盾斗争中，推动矛盾新的发展，最终恢复电力系统安全、稳定、经济运行。
运用“矛盾分析法”对矛盾的认知、分析，抓住事物主要矛盾和矛盾的主要方面，具体问题具体分析，为处理事故找到最佳的切入点和途径。。
2.1 用“矛盾分析法”对主变压力释放保护误动分析
2.1.1 主变压力释放保护的机理
压力释放保护主要是针对绝缘击穿、铁芯和绕组等受潮、发热或放电故障时, 变压器内部压力增高到一定值后动作保护。它与变压器瓦斯保护、变压器突变压力保护统称为变压器非电量压力保护。三者动作次序为：先瓦斯保护，再突变压力保护，最后是压力释放保护。
压力释放阀安装在变压器顶部。在运行中的变压器发生短路等故障时, 油箱中的压力急剧增高, 油箱压力达到释放阀的开启压力值时, 压力释压阀可在2 m s 内自动开启进行喷油, 将油箱内的故障压力释放, 保护油箱不因压力过高而损坏。当油箱内故障压力降至压力释放阀关闭压力值时, 压力释压阀自动关闭, 使油箱压力高于环境压力, 防止外部空气、杂物的侵人, 避免变压器油被污染。在压力释放阀开启的同时一般发出二次信号及机械报警信号, 通知控制室运行人员。（引用）目前，县域电力系统变压器配置有瓦斯保护和压力释放保护，突变压力保护在上级系统中有见。
2.1.2 用“矛盾分析法”看主变压力释放保护的使用。
从矛盾的出现与再平衡（引用自己的论文），可以发现以下几个矛盾逻辑链条：
矛盾链条①：发电与用电的矛盾→输配电线路电压等级不同的矛盾→变压器电力传输枢纽作用与变压器异常的矛盾
矛盾链条②：电力正常传输与绝缘的矛盾→变压器油冷却与绝缘作用与变压器油受潮及变压器内部电弧类故障中油分解产生气体的矛盾→变压器油箱固定及密闭性与内部变压器油分解后压力变化可能造成箱体变形的矛盾→非电量压力保护(含压力释放保护)及保护误动的矛盾
从①链条中发现，电力变压器在电力系统电能传输中的枢纽作用，变压器的安全运行是我们工作的重点，也是变压器所参与的各种矛盾中矛盾的主要方面。因此，保障变压器安全运行是所有涉及变压器工作的第一要务。
从②链条简单分析几个主要矛盾的矛盾主要方面，形成如下对应矛盾主要方面逻辑链条：
③电力安全传输→变压器油绝缘→变压器油箱的固定及密闭性→变压器非电量压力保护（含变压器压力释放保护）
由③链条可见，就目前电力装备技术水平，变压器非电量压力保护的投入是一种必然选择。
2.1.3 用“矛盾分析法”看变压器压力释放保护误动的处理
无论瓦斯保护还是压力释放保护，都动作于主变跳闸，其目的都是尽快将故障主变退出运行，避免主变内部故障进一步扩大。现将保护配置排列如下，并对其主要矛盾性进行浅析。
通过上述表格可以清晰发现，方案A的主要矛盾是：当主变重瓦斯保护拒动，主变将失去非电量压力保护快速跳闸能力。方案B主要矛盾是：多一套保护，将增加变压器可能因保护误动而造成变压器误跳闸概率。显然，如果将压力释放保护误动跳闸概率降至0﹢，那么压力释放保护投跳闸是最优选择。因此，重点需要对压力释放保护误动进行分析，如下表：
通过上表及保护变压器安全运行的重意义，可以作出清晰的判断：主变压力释放保护误动，重点应是对该保护回路及相关设备的运维重视，而不宜将跳闸功能退出。
2.2 用“矛盾分析法”对变压器间隙零序过流保护动作时限与上级保护配合的分析
2.2.1 变压器间隙零序过流保护的机理
目前县域电网110kV变压器为分级绝缘变压器，为防止中性点过电压，一般变压器中心点装设放电间隙。因此，110kV变压器除装设零序过流保护外，还增设有间隙零序过流保护和零序电压保护。
当电网发生单相接地故障且失去中性点时，中性点不接地的变压器的中性点将出现工频过电压，放电间隙击穿，间隙零序过流保护跳开变压器，将变压器切除。如果万一放电间隙据动，零序过压保护动作，跳开变压器。
（3～110kV电网继电保护装置运行整定规程）4.2.9.8 变压器110kV中性点放电间隙零序电流保护的一次电流定值一般可整定为40－100A，保护动作后带0.3-0.5s延时跳变压器各侧断路器。为防止中性点放电间隙在瞬时暂态过电压误击穿，导致保护装置误动作，根据实际情况，动作时间可以适当延长，按与本侧出线后备保护动作时间配合整定。
4.2.9.9 中性点经放电间隙接地的110kV变压器的零序电压保护，其3U0定值一般整定为150～180V（额定值为300V），保护动作后带0.3～0.5s延时跳变压器各侧断路器。当变压器中性点绝缘水平低于半绝缘水平时，其中性点一般应直接接地运行。
2.2.2 用“矛盾分析法”看变压器间隙零序过流保护的使用
从矛盾的出现与再平衡（引用自己的论文），可以发现以下几个矛盾逻辑链条：
2.1.2中矛盾链①及结论依然适用。
矛盾链条③：110kV系统为中心点直接接地系统与110kV变压器为分级绝缘变压器矛盾→110kV变压器中性点均直接接地与系统短路电流超标、零序电流的大小和分布受系统方式变化的影响矛盾→部分变压器中性点直接接地与不接地变压器中性点将可能出现过电压的矛盾→零序间隙过流保护与零序过压保护与主变跳闸失压的矛盾→系统供电末端变压器失压与负荷失去电源的矛盾→变压器供电线路瞬间故障消失后重合闸补救成功与此两种保护过早切除主变矛盾→重要负荷范围及数量的扩大及社会影响舆论的权重增加与末端变压器失压矛盾→此两种保护不及时切除主变与变压器中心点可能绝缘破坏损坏主变矛盾。
通过矛盾链条①、③分析，只有在保障变压器安全运行的前提下，合理处理间隙零序过流、零序过压保护与上级保护时限配合问题，才是解决问题的关键。
2.2.3 用“矛盾分析法”看变压器间隙零序过流保护误动的处理
目前，通过相关资料及部分县级保护方案选择来看，整体主要有以下几种处理方式（一切分析的前提为视“3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”为真，上级保护时限无法下调为真、变压器电源线路重合闸动作成功、保护选择最大时限0.5s）：
通过矛盾分析及上表对比，根据《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》中“根据实际情况，动作时间可以适当延长”的指导，在没有对变压器中性点放电时间做出定性分析前，方案C更适合现场实际。即：间隙零序过流保护和零序过压保护分别使用不同的延时元件，利用零序过压保护来保障变压器的中性点安全。利用变压器中性点间隙击穿后变压器中性点电压下降，零序过压可能在间隙零序过流保护动作前不会动作原理，实现变压器与上级保护配合。
3、结论
通过使用“矛盾分析法”对县域电网变压器两种典型保护投退与整定进行分析，把这两个困扰大家的问题用“矛盾逻辑链”及“矛盾比较表”这个方法，把问题清晰地展现出来，根据目前县域系统电力设备及继电保护的特点及实际情况，提出了合理的处理方式，为县域电网继保方案的制定给予参考。并且，在处理其他棘手问题时，具有借鉴和推广意义。
参考资料：
[1] 悍峥，袁志文．主变非电量压力保护机理与配合的探讨[J]．第八届长三角电机、电力科技分论坛论文集 2011年上海
[2] 林海源、吴小妹、吕庭钦 高可辉．一起主变间隙保护误动事故分析及处理[J] 电力自动化设备 2012.06 6期
[3] 中华人民共和国电力工业部 DL/T559-1
[4]刘晓涛．浅论“矛盾分析法”在电网调度事故处理中的作用[J]．电工文摘 2015年第6期
作者简介：
刘晓涛（1980.08），男，汉族，河南•新郑，国网河南新郑市供电公司，工程师、技师、工程学士、从事电力调控运行专业。
论文作者:刘晓涛,赵永杰,郑智超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/12
标签：变压器论文; 矛盾论文; 压力论文; 间隙论文; 过流论文; 动作论文; 电网论文; 《电力设备》2017年第29期论文;