35kV变电站主变微机保护的整定

３５ｋＶ变电站主变微机保护的整定

岳地松

（陕西省地方电力公司镇安县电力局，陕西镇安７１１５００）

摘要：介绍了农网３５ｋＶ变电站主变微机保护的整定计算方法。关键词：变电站；主变；整定中图分类号：ＴＭ４０１＋．１

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１－８４２５（２００８）０６－００１５－０３

ＳｅｔｔｉｎｇｏｆＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＭａｉｎＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ

ｉｎ３５ｋＶＳｕｂｓｔａｔｉｏｎ

ＹＵＥＤｉ!ｓｏｎｇ

（Ｚｈｅｎ＇ａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＢｕｒｅａｕ，Ｚｈｅｎ＇ａｎ７１１５００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｅｔｔｉｎｇｏｆｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｔｒａｎｓ－ｆｏｒｍｅｒｉｎ３５ｋＶｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｎｒｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；Ｍａｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；Ｓｅｔｔｉｎｇ

１前言

随着现代技术的进步，综自变电站逐步替代了常规变电站，微机保护也显现出了自身的技术优势。镇安电力局７座３５ｋＶ变电站，采用５个厂家的综自系统，不同厂家的综自保护又有所不同，给继电保护的整定工作带来了困难，为此，笔者对３５ｋＶ变电站主变微机保护的整定计算做了介绍。

２３５ｋＶ主变微机保护配置原则

按ＧＢ５００６２－１９９２《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中规定，应装设以下保护。

（１）反映油面降低或内部故障的瓦斯保护。（２）反映匝间短路、相间短路故障的差动保护或电流速断保护。

（３）反映外部相间短路、内部短路故障的过电流保护（或复合电压闭锁的过电流保护）。

（４）为防止变压器对称超铭牌容量运行的过负荷保护（发信号）。

３短路电流计算

整定变压器的差动保护，需做两种运行方式下的短路电流计算。一种是在系统最大的运行方式下

变压器外部短路时，计算通过变压器差动保护的最大穿越性短路电流（通常是三相短路电流），其目的是计算差动保护的最大不平衡电流和最大制动电流；另一种是在系统最小运行方式下，计算差动保护区内最小短路电流（通常是两相短路电流），其目的是计算差动保护的最小灵敏系数。

４整定计算方案

４．１

主变差动保护

差动保护通常由二次谐波原理比率制动式差动保护和差动速断保护共同构成，动作时能够无延时跳开变压器各侧断路器。其中，二次谐波制动原理用以躲过由于变压器空投或外部故障切除时，电压恢复而产生的励磁涌流对保护误动作的影响；比率制动式差动保护能躲开因区外故障引起的穿越性电流的影响。

（１）最小动作电流Ｉｏｐ．ｍｉｎ。躲主变额定负载时的不平衡电流，即：Ｉｏｐ．ｍｉｎ≥Ｋｒｅ１（Ｋｅｒ＋△Ｕ＋△ｍ）ＩＮ／ｎａ

式中

ＩＮ———

变压器高压侧额定电流ｎａ———

电流互感器的变比Ｋｒｅ１———可靠系数，取１．３～１．５

Ｋｅｒ———

电流互感器的比误差，１０Ｐ型取０．０３×第４５卷第

６期２００８年６月

ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ

Ｖｏｌ．４５ＪｕｎｅＮｏ．６２００８

第

４５卷

２；５Ｐ型和ＴＰ型取０．０１×２

△Ｕ——

—变压器调压引起的误差，取调压范围

中偏离额定值的最大值（百分值）△ｍ——

—由于电流互感器变比未完全匹配产

生的误差，初设时取０．０５

在工程实用整定计算中选取Ｉｏｐ．ｍｉｎ＝（０．２～０．５）ＩＮ／ｎａ，一般工程宜采用不小于０．３ＩＮ／ｎａ的整定值。

（２）起始制动电流Ｉｒｅｓ．０。一般取Ｉｒｅｓ．０＝（０．８～１．０）ＩＮ／ｎａ。

（３）动作特性折线斜率Ｓ。差动保护的动作电流应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流，变压器种类不同，不平衡电流计算也有较大差别，以双绕组变压器为例。

Ｉｕｎｂ．ｍａｘ＝（ＫａｐＫｃｃＫｅｒ＋△Ｕ＋△ｍ）Ｉｋ．ｍａｘ／ｎａ

式中Ｉｋ．ｍａｘ——

—外部短路时，最大穿越短路电流周

期分量

Ｋａｐ——

—非周期分量系数，两侧同为ＴＰ级电

流互感器取１．０；两侧同为Ｐ级电流

互感器取１．５～２．０

Ｋｃｃ——

—电流互感器的同型系数，取１．０

Ｋｅｒ——

—电流互感器的比误差，取０．１

差动保护的动作电流为：

Ｉｏｐ．ｍａｘ＝Ｋｒｅ１Ｉｕｎｂ．ｍａｘ

最大制动系数为：

Ｋｒｅｓ．ｍａｘ＝Ｉｏｐ．ｍａｘ／Ｉｒｅｓ．ｍａｘ

灵敏度校验按最小方式下差动保护区内变压器引线上两相金属性短路电流Ｉｋ．ｍｉｎ计算。

Ｋｓｅｎ＝Ｉｋ．ｍｉｎ／Ｉ′ｏｐ≥２

其中Ｉ′ｏｐ＝Ｋｒｅ１Ｉｕｎｂ．ｍｉｎ＝Ｋｒｅ１（ＫａｐＫｃｃＫｅｒ＋△Ｕ＋△ｍ）Ｉｋ．ｍｉｎ／ｎａＫｒｅｓ＝Ｋｒｅ１（ＫａｐＫｃｃＫｅｒ＋△Ｕ＋△ｍ）＝Ｓ（Ｋｅｒ取０．１）

（４）差动电流速断Ｉｓｄ。差动电流速断值取ａ、ｂ中较大值。

ａ．躲主变外部短路最大不平衡电流Ｉｕｎｂ．ｍａｘ。

Ｉｓｄ≥Ｋｒｅ１Ｉｕｎｂ．ｍａｘ

ｂ．躲主变初始励磁涌流Ｉｓｄ。

Ｉｓｄ≥ＫＩＮ／ｎａ

式中Ｋ为倍数，根据变压器容量和系统电抗大小，Ｋ值的推荐值如表１所示。

由表１可以看出，变压器容量越大，系统电抗越大，Ｋ的取值越小。

ｃ．灵敏度校验按小方式保护安装处两相短路校验，Ｋｓｅｎ≥１．２。

ｄ．二次谐波制动比。根据经验，取１５％～２０％。４．２变压器过电流保护

双绕组变压器安装于电源侧，当发生外部和内部故障时，若主保护拒动，应由过电流保护经延时动作断开变压器各侧断路器。根据主接线情况，保护装置可以设一段或二段时限，较短时限用于缩小故障影响范围，较长时限用于断开变压器各侧断路器。

（１）按躲主变可能的最大负载电流为：

Ｉｄｚ＝（ｋｋ／ｋｆ）Ｉｆｈ．ｍａｘ

式中ｋｋ——

—可靠系数，取１．２～１．２５

ｋｆ——

—返回系数，取０．８５～０．９５

Ｉｆｈ．ｍａｘ——

—变压器最大负载电流

对于容量相同的几台变压器并列运行时，其最大负载电流计算为：

Ｉｆｈ．ｍａｘ＝［Ｎ／（Ｎ－１）］ＩＮ

（２）按躲过负载自起动的最大工作电流为：

Ｉｄｚ＝（ｋｋ?Ｋｚｑｄ／ｋｆ）ＩＮ

式中ｋｋ——

—可靠系数，取１．２～１．２５

ｋｆ——

—返回系数，取０．８５～０．９５

Ｋｚｑｄ——

—自起动系数，单台高压电机一般取

４～８；纯动力负载一般取２～３；综合性

负载一般取１．５～２．５

（３）时限按与相邻保护的后备保护动作时间相配合。

（４）按变压器低压母线故障时的最小短路电流校验灵敏度，Ｋｓｅｎ≥１．５。

４．３复合电压闭锁过电流保护

若变压器过电流保护灵敏度不够时，采用复合电压闭锁过电流保护。

（１）低电压元件。

Ｕｄｚ＝Ｕｅ．ｍｉｎ／（ｋｋ?ｋｆ）

式中Ｕｅ．ｍｉｎ——

—系统最低运行电压，取０．９Ｕｅ

ｋｋ——

—可靠系数，取１．２～１．２５

ｋｆ——

—返回系数，取１．１５～１．２

在低压侧母线取电压时，ｋｋ、ｋｆ取小值（下限）；在高压侧母线取电压时，ｋｋ、ｋｆ取大值（上限）。

（２）负序电压元件。

按躲正常运行时的最大不平衡电压计算。

Ｕｄｚ２＝（０．０６～０．０７）Ｕｅ

（３）电流元件。

Ｉｄｚ＝（ｋｋ／ｋｆ）ＩＮ

表１倍数Ｋ的推荐值

Ｔａｂｌｅ１ＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｂｌｅｖａｌｕｅｓｏｆＭｕｌｔｉｐｌｅＫ变压器容量／ｋＶＡＫ

６３００及以下５～１２

６３００～３１５００４．５～７．０

４００００～１２００００３．０～６．０

１２００００及以上２．０～５．０

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岳地松：３５ｋＶ变电站主变微机保护的整定第６期收稿日期：２００８－０１－２９

作者简介：岳地松（１９７７－），男，陕西镇安人，陕西省地方电力公司镇安县电力局助理工程师，主要从事继电保护、变电运行

管理及调度自动化工作。

式中

ｋｋ———可靠系数，取１．２～１．２５ｋｆ———返回系数，取０．８５～０．９５

（４）时限按与相邻保护的后备保护动作时间相

配合。

（５）按变压器低压母线故障时的最小短路电流校验灵敏度，Ｋｓｅｎ≥１．２５。

４．４变压器超铭牌容量运行保护按躲主变可能的最大负载电流计算。

Ｉｄｚ＝（ｋｋ／ｋｆ）Ｉｆｈ．ｍａｘ

式中

ｋｋ———

可靠系数，取１．０５ｋｆ———返回系数，取０．８５～０．９５Ｉｆｈ．ｍａｘ———

变压器最大负载电流时限一般取６ｓ。

５定值整定应注意的问题

（１）双绕组主变后备过电流保护，对于时限级差允许的情况下，主变并列运行时，ｔ１时限先跳母线分段断路器，ｔ２时限跳低压侧断路器，ｔ３时限跳高压侧断路器；对于时限级差不允许的情况下，主变并列运行时，ｔ１时限先跳母线分段断路器，ｔ２＝ｔ３时限同时跳高、低压侧断路器。

（２）母线分段断路器保护定值可采用主变后备过电流定值。

（３）若变压器容量太大，按变压器额定电流整定，可能出现灵敏度不够，此时，可降低负载电流（即额定电流）。

（４）ＣＴ接线形式：“０”常规接线方式；“１”全星形接线方式。Ｙｄ１１双绕组变压器，Ｙ侧电流相位需要校正相位，常规接线高压侧ＣＴ的二次侧接成ｄ型接线，而微机差动保护具有软件校正功能，只要投入Ｙ／ｄ功能即“０”和“１”定值，就校正了相位，相当于把二次接成了ｄ型接线，ＣＴ二次输出线电流。

（５）不平衡系数：主变各侧保护ＣＴ变比配备的差异形成的不平衡电流的补偿方式采用不平衡系数方式，在保护装置的定值菜单中有“不平衡系数”菜单，可进行不平衡系数设置。不平衡系数以高压侧为基准，高压侧不平衡系数固化为“１”。主变低压侧不平衡系数的计算为：

①主变高压侧为１（已固化）。

②低压侧不平衡系数＝（ＵＬＫＬＫｈｊｘ）／（ＵｈＫｈＫＬｊｘ）式中Ｕｈ、ＵＬ———

主变高、低压侧额定电压Ｋｈ、ＫＬ———

主变高、低压侧变比Ｋｈｊｘ、ＫＬｊｘ———

主变高、低压侧ＴＡ接线系数③ＣＴ接线系数：当ＣＴ二次接线方式为“ｄ”时，接线系数为１．７３２；当ＣＴ二次接线方式为“Ｙ”，且不经过软件转换为“ｄ”时，接线系数为１；当ＣＴ二次接线方式为“Ｙ”，但经过软件转换为“ｄ”时，接线系数为１．７３２。

计算Ｉｅ２（＝ＩＮ／ｎａ）时，是否考虑补偿系数，要注意“１．７３２”

的关系。整定计算时，要详细查阅二次设计图纸及厂家技术说明书，才能做到定值准确无误。

（６）带负载调节主变分接头的影响。为了消除这一不平衡电流的影响，在整定保护的动作电流时应给予相应的考虑，即提高保护的动作整定值。

（７）微机保护二进制取值方式存在级差局限，由于微机保护取值是按二进制方式取值，调整系数、定值时都不是连续的而是分级的，这就是步长值。通过步长值调整定值，理论上存在着不可避免的固有误差。例如，经软件相位校正及电流补偿后，电流平衡基本上补偿了，但仍然有因级差等原因产生的不平衡现象。经计算，当平衡调整系数的级差是０．０６２５时，最大误差可达３．１２２％。因此，定值计算完成后，在实际取值时要进行校核，选取微机能提供的最接近计算结果的定值。

（８）两台变压器并列运行时，合闸瞬间，和应涌流的影响，特别是负载比较大的时候，如果两台主变的ＣＴ变比不一样，合闸瞬间，会产生和应涌流，不平衡电流突然增大，导致差动动作。为避免保护的误动，可适当提高差动定值或选取变比一致的电流互感器。

６结束语

该整定计算方案经多年运行考验，符合“四性”原则，由于受上级电网时限１．１ｓ限额，３５ｋＶ主变动作时间小于０．９ｓ，保证了主变的热稳定，同时选择性好，动作时间准确，未出现误动情况，保证了电网安全、稳定、可靠地运行。参考文献：

［１］ＤＬ／Ｔ６８４－１９９９，变压器继电保护整定计算导则［Ｓ］．［２］

谷水清．电力系统继电保护［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００５．

［３］丁书文．变电站综合自动化技术［Ｍ］．北京：中国电力出

版社，２００５．

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