解决主变低压侧近区故障保护不能快速切除问题

主变低压侧近区故障快速切除保护
随着系统容量的增大，主变低压侧短路容量随之增大。

主变的低压侧发生近区故障时对主变会造成严重的冲击，需要快速切除。

但考虑到保护选择性和灵敏性等原因导致主变低压侧近区故障往往不能快速切除。

例如主变低压侧母线发生故障时，对主变冲击非常大。

但由于在主变差动保护范围之外，在未安装母差保护时，只能依靠主变低压侧后备保护动作切除，按照现在的保护配合关系，至少需要0.9秒以上才能切除。

当低压侧出线出口发生短路故障时，有可能因为短路电流大造成出线的电流互感器严重饱和，导致该线路保护拒动。

此时只能依靠主变后备保护动作切除故障。

延时（0.9秒以上）的切除一方面扩大了停电范围，一方面也有可能对主变的绝缘造成伤害。

目前，解决主变低压侧近区故障快速切除的有效方案有以下两种：
1、在主变低压侧母线安装母线保护。

2、提高出线电流互感器的容量，确保近区故障时不饱和。

投入线路的速断
保护，确保对近区故障有灵敏度。

目前国内微机型母差保护均通过采集母线馈线单元和母联单元的电流信息，依靠计算大差差流区别区内区外故障，计算I母、II母小差差流选择故障母线的方式。

这种方式对电流互感器要求很高。

解决不好电流互感器的饱和问题，就无法保证母线保护的正确动作。

对于110KV以上电压等级的互感器，产品质量高，能够保证各自的容量。

但对于35KV以下的互感器，由于外形及变比的限制往往不能保证各电流互感器的容量满足要求。

正是由于这个原因导致了35KV及以下的母线保护正确动作率不高，从而在主变低压侧母线上不配置母差保护。

同样由于电流互感器的饱和，有可能使出线的速断保护不能动作，只能依靠过流保护延时切除故障。

对于多级串供的线路，其过流延时往往超过2秒。

所以，随着系统短路容量的越来越大，保证低压侧出线电流互感器在出口故障时不饱和难度较大。

近区故障的不能快速切除对主变的绝缘往往是最严重的考验。

能够快速切除
或缩短切除主变低压侧近区的时间，非常具有现实意义。

基于当今继电保护技术软硬件件的发展水平我们有了以下的设想。

新开发一种保护装置，该装置同母线保护类似，采集主变低压侧母线上所有支路单元和分段单元的电流信息。

具备母差保护功能、馈线开关失灵保护功能、馈线电流速断功能。

该装置实时比较主变支路电流和馈线支路电流的大小和方向，能够识别当前的运行方式，能够快速切除母线故障和启动开关失灵程序，大大缩短切除低压侧近区故障的时间。

详细说明如下：
母差保护：
同传统的微机保护一致，采用计算大差和小差的方式区别区内区外选择故障母线。

失灵保护：
实时计算主变支路、分段和出线支路的电流值，线路出口故障时，分为线路电流互感器饱和和不饱和两种情况考虑。

当线路支路电流互感器不饱和时，主变支路的电流值和出线电流值同时达到定值。

首先由馈线速断保护动作，开关如果拒动，判别线路故障电流经延时（100ms）不消失，启动失灵程序，根据当时的运行方式跳开电源支路。

当线路支路电流互感器饱和时，主变支路的电流互感器不饱和时，主变的电流值达到定值，出线的电流值未达到定值，出线的速断保护此时不动作。

装置根据计算识别出线路电流互感器饱和不能动作，启动失灵程序，瞬时跳故障线路开关。

开关如果拒动，启动失灵程序，根据当时的运行方式跳开电源支路。

当线路支路电流互感器和主变支路电流互感器同时饱和时，线路和主变的电流值均达不到定值，此时由装置的饱和识别程序判断出两路支路电流互感器同时由于电流太大而饱和。

依靠母差保护判别为母线区外故障，启动失灵程序，瞬时跳故障线路开关。

开关如果拒动，启动失灵程序，根据当时的运行方式跳开主变电源支路。

馈线电流速断：
按照线路速断定值整定，跟线路速断保护同时动作，线路速断保护由于电流互感器饱和而拒动时，可以通过本装置结合主变电流大小识别，瞬时跳
开故障线路开关，避免主变支路跳闸而扩大停电范围。

综上所述，本保护由于综合比较主变支路和馈线支路的电流信息，可以解决主变低压侧线路电流互感器饱和带来的保护拒动问题和主变后备保护延时切除故障的问题，能够快速切除主变低压侧近区故障。

另外，可以看出该保护装置的提出是在当今母线保护的硬件模式上提出的，只需要在母线保护软件上改动即可应用。

该保护装置功能上须引入CT饱和识别技术，这是保证母线保护不误动、线路不拒动的关键。

为减小互感器负担该装置应就地安装在高压室中，高压室电磁环境恶劣，所以该装置的抗干扰应过关。