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1、变压器零序保护设计案例

1、变压器零序保护设计案例
1、变压器零序保护设计案例

1变压器零序保护配置

厦门电网目前全部选用分级绝缘变压器,在多台变压器并列运行的变电站,主变中性点一般采用部分接地的运行方式。对于中性点不接地的变压器,其外部故障的后备保护,过去采用零序互跳保护或中性点间隙保护两种方法。

1.1零序互跳保护

变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式,称为零序互跳。如图1,2台主变并列运行,1号主变中性点接地,当K2点发生接地故障时,1号主变中性点零序过流保护动作,第一时限跳2号主变高低压侧开关,K2故障点被隔离,1号主变恢复正常运行。如果故障点在K1处,当第一时限跳开2号主变后,零序过流保护第二时限跳本变压器,切除故障。零序互跳保护显而易见的缺点是:①有选择性切除故障的概率只有50%;②母线故障时没有选择性,会扩大停电范围;③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合,对保护整定配合不利;④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验,条件苛刻,二次接线容易错误。

图1变压器并列运行示意图

1.2变压器中性点间隙保护

为了克服上述缺点,福建省中调闽电调继[1998]165号文要求将220 kV主变110 kV侧零序互跳保护改为间隙保护。间隙保护采用的方法是在变压器中性点加装放电间隙及

间隙电流互感器,并与母线TV开口三角零序过电压保护共同组成。如图1,仍为2台主变并列运行,1号主变中性点接地。当K2点接地故障时,1号主变中性点零序过流保护第一时限跳100母分开关,Ⅰ段母线与故障点隔离,1号主变恢复正常运行。100母分开关跳闸后,K2故障点仍存在,由2号主变中性点间隙电流保护或零序过电压保护动作跳本变压器,实现故障隔离。同样,当K1点接地故障时,1号主变中性点零序过流保护第一时限跳开1 00母分开关,2号主变与故障点隔离,可以继续运行。但K1故障点仍存在,1号主变零序过流保护第二时限继续跳开本变压器,消除故障。因此,采用间隙保护明显的优点是:①作为变压器本体的设备保护,无需和其他保护配合,整定简单;②动作过程具有选择性,只隔离故障部分,不会扩大停电范围。

该文件中仅要求将220 kV主变110 kV侧零序互跳保护改为间隙保护,但没有明确1 10 kV变压器接地方式及零序保护的配置,对于不同接线类型的110 kV变电站,变压器中性点接地方式应如何控制-零序保护应如何配置-特别是变压器中性点间隙保护,在110 kV 系统中应如何正确运用-现以厦门电网110 kV系统为例,对上述问题进行初步的探讨。

2厦门电网110 kV系统接线与保护配置特点

厦门地区110 kV系统接线特点是以放射状为主,以220 kV变电站为电源点,通过1 10 kV线路向各终端变电站辐射。110 kV终端变电站则采用内桥接线或线路-变压器组接线方式,低压侧无电源。

如图2所示内桥接线变电站,在正常运行方式下,100母分开关不作为103和104线路的联络元件。因此,内桥接线变电站通常只有两种运行方式:1条线路带2台主变运行或2条线路各带1台变压器运行。在1线带2变运行方式下,2台主变只要有1台中性点接地即可,但必须由靠110 kV供电线路侧的变压器中性点接地运行,这一点很重要。内桥接线

变电站目前的变压器零序保护配置为:中性点零序电流保护第一时限跳100和900母分;第二时限跳本变压器;同时,变压器中性点装设棒间隙,但没有配置间隙TA以及开三角电压保护。

图2内桥接线变电站示意图

为了节省投资、占地,节约110 kV线路空中走廊等原因,新建设的110 kV变电站较多采用线路-变压器组接线,而且1条线路可“T”接2台甚至3台变压器,变压器零序保护仅有中性点零序过电流保护,没有配置中性点间隙电流保护以及110 kV TV开三角零序电压保护(主变110 kV侧只有单相线路TV)。由于零序保护配置不够完整,在多台“T”接的线路-变压器组接线中,各变压器中性点仍全部接地运行。但是,变压器中性点全部接地运行对系统具有一定的负面影响。

(1) 在部分线路或变压器检修、停运以及系统运行方式变化时,零序网络及零序阻抗值发生较大的变化,各支路零序电流大小及分布也会产生较大的变化。从保护整定配合出发,则要求保持变电站零序阻抗基本不变。

(2) 在变压器投入运行或线路重合闸过程中,有时会使在同一线路上运行的中性点接地变压器产生由励磁涌流引起的,幅值较大而且衰减较慢,并带有较大直流分量的零序电流。较容易造成送电不成功或重合闸不成功。

(3) 变压器中性点全部接地,使系统零序阻抗大幅度降低,由此造成不对称接地故障短路电流明显增大。在厦门地区,因为雷击、不对称接地故障干扰二次设备,造成保护装置

误动以及损坏通信设备的事故仍时有发生。因此,有效接地系统中应尽量采用部分变压器中性点接地方式,以限制单相接地短路电流,降低对通信系统的干扰。

3110 kV变压器中性点过电压水平计算

对于各种不同接线类型的网络,从接地故障复合序网可知,单相接地故障时,故障点稳态零序电压为

(1)

两相接地故障时,故障点稳态零序电压为

(2)

从(1),(2)式可以看出,不对称接地故障时产生的零序电压取决于系统零序阻抗Z0与正序阻抗Z1之比。当Z0/Z1增大时,接地故障时产生的零序电压亦相应增大。在电力系统中,有效接地系统的划分标准为:在各种条件下,应使零序阻抗与正序阻抗之比为正值且<3;当Z0/Z1≥3甚至Z0=∞时,则成为非有效接地系统。对于某一具体电网而言,在不对称接地故障时,如果零序电流无法形成通路,亦即在该网络中所有变压器同时失去接地中性点时,这个网络就成为局部不接地系统,Z0=∞。从(1)式可知,不接地系统发生单相接地故障时,故障点零序电压等于系统故障前相电压Uφ。

通过对不对称故障正序、零序网络进行简单的分析可知,在110 kV系统中,只要保证电源端变压器中性点有效接地,那么在各种条件下,零序阻抗与正序阻抗之比一定小于3。具体到厦门地区,只要保证220 kV变压器110 kV侧中性点有效接地,那么以该变压器配出的110 kV网络就一定是有效接地系统,Z0/Z1<3。若以Z0/Z1=3、系统相电压U=73.

0 kV代入(1)式可以算出在单相接地故障时,故障点零序U0为43.8 kV。因此,在110 k V有效接地系统中,不接地变压器中性点最大对地偏移电压<43.8 kV,小于分级绝缘变压器中性点的设计耐压值。

由此可以得出结论:对于目前厦门地区110 kV系统,在保证220 kV变压器110 kV 侧中性点有效接地的情况下,各110 kV终端变压器中性点是否接地与系统及变压器本体的安全运行没有关系。

4110 kV变压器零序保护存在的问题

在有效接地系统中,变压器中性点对地偏移电压被限制在一定的水平,中性点间隙保护不会产生作用。配置间隙保护的目的,是为了防止非有效接地系统中零序电压升高对变压器绝缘造成的危害。只有当系统发生单相接地故障,有关的中性点直接接地变压器全部跳闸,而带电源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中时,放电间隙才放电,以降低对地电压,避免对变压器绝缘造成危害。间隙击穿会产生截波,对变压器匝间绝缘不利,因此,在单相接地故障引起零序电压升高时,我们更希望由零序过电压保护完成切除变压器的任务。相反,间隙电流保护则存在一定程度的偶然性,可能因种种原因使间隙电流保护失去作用,从这个意义讲,对于保护变压器中性点绝缘而言,零序过电压保护比间隙电流保护更重要,零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的,特别是当间歇性击穿时,放电电流无法持续,间隙电流保护将不起作用。

目前已经投运的110 kV变电站,大多数只装设中性点棒间隙而没有相应的保护,这种配置有弊无利,当电网零序电压升高到接近额定相电压时,所有中性点不接地的变压器均同时感受到零序过电压。如果没有采用间隙过流保护的终端变压器中性点间隙抢先放电,当无

法持续放电时,则带电源的中性点不接地变压器将无法脱离故障电网。因此,对于低压侧无电源的终端变压器,如果没有配置完整的间隙电流保护及零序过电压保护,应解除中性点棒间隙或人为增大间隙距离,避免间隙抢先放电。

对于内桥接线的变电站,中性点接地变压器零序电流第一时限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低压侧并列运行时,跳900开关后多损失一段母线,同时中性点不接地变压器低压侧开关仍运行,在目前没有零序过电压保护的情况下,若因10 kV转电等原因存在临时低压电源,则不接地变压器就存在过电压的危险。因此,在110 kV侧已装设三相电压互感器的前提下,增加零序过电压保护是简便易行的安全措施。

5变压器中性点接地方式控制以及零序保护改进措施

首先是要确保110 kV系统为有效接地系统。防止误操作是最根本的办法,保证电源端变压器110 kV侧中性点有效接地。如果保护整定许可,可以将电源侧2台并列运行的变压器中性点同时接地。

带电源变压器失去接地中性点后可能成为非有效接地系统,因此,对于电源端变压器或者将来可能带电源的变压器,在设计阶段就应考虑配置完整的中性点间隙保护,包括中性点零序过电流保护,中性点间隙电流保护以及母线开三角零序电压保护。

在110 kV馈出线路上,不论并接几台变压器,在电源侧中性点接地的情况下,各终端变压器中性点可以不接地运行。在实际运行中,为防止可能出现的不安全因素,可安排其中一台中性点接地,在选择接地中性点时,可按以下顺序考虑:首先选择低压侧临时带电源的变压器,其次考虑高压侧没有断路器的变压器,最后选择离电源端距离最短的变压器中性点接地即可。

已经投入运行的大部分110 kV终端变电站,由于目前尚未配置母线TV开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护,为避免中性点间隙抢先放电,应将原先装设的中性点棒间

隙拆除或人为增大间隙距离。

今后设计的110 kV变电站,高压侧宜考虑采用三相电压互感器,设置零序过电压保护和变压器中性点间隙电流保护。这种配置可以提供灵活的运行方式,适应将来电网结构的变化。

对于内桥接线变电站,主变中性点零序电流保护第一时限应切除另一台不接地变压器,避免扩大停电范围或者可能出现的工频过电压。

主变零序电压保护

中性点直接接地运行时的零序保护 变压器零序保护由零序电流保护组成,电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。为提高可靠性和满足选择性,变压器中性点均配置两段式零序电流保护,每段均设置两个延时。 零序保护I段的动作电流延时t1和t2与相邻元件单相接地保护I段相配合。一般取t1=0.5~1.Os,而取t2=t1+△t 为时限阶段。零序保护I段以t1延时动作于母线解列,以缩小故障影响范围;动作后仍不能消除故障,再以t2延时动作于发变组解列灭磁。设置I段的目的主要是对付母线及其附近的短路,因这类故障对电力系统影响特别严重,应尽快切除。零序保护Ⅱ段的动作电流及相应的延时t3和t4与相邻元件零序保护的后备段相配合,而t4=t3+△t。t3作用于母线解列,t4作用于解列灭磁。 为防止变压器与系统并列之前,在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器,零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的辅助触点闭锁。 主变中性点不接地运行时的零序保护 22OKV及以上的大型变压器高压绕组均采用分级绝缘,绝缘水平偏低,例如220kV变压器中性点冲击耐压为400kV,l0 min;工频耐压为200kV。主变不接地运行时,单相接地故障引起的工频过电压将超过变压器中性点绝缘水平。如220kV主变最高工作电压为242kV,而其中性点不能长时间耐受242/√3=140kV的稳态电压,同时暂态电压值可能高达252kV(取暂态系数为1.8),超过了工频过电压允许值200kV,这时中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。避雷器按冲击过电压设计,热容量小,在工频过电压下放电后不能灭弧,将造成避雷器爆炸。另外在系统故障引起断路器非全相跳、合闸时,若发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值,甚至引起避雷器爆炸。对此,前述零序保护往往不能起到保护作用,故目前在变压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。但由于放电间隙是一种比较粗糙的保护,受外界环境状况变化的影响较大,并不可靠,且放电时间不能允许过长。因此又装设了专门的零序电流电压保护,其任务是及时切除变压器,防止间隙长时间放电,并作为放电间隙拒动的后备。 零序电压元件的输入取自相应的母线电压互感器的开口三角形,用于反应单相接地时的零序过电压,间隙零序电流元件的输入取自放电间隙对地连线的电流互感器,用于反应间隙放电电流。单相接地后,若放电间隙未动,则零序电压元件(3Uo)动作,经延时t(一般取t≤0.5s)动作于解列灭磁,切除变压器;若间隙零序电流元件(3Io)动作,则瞬时动作于解列灭磁。零序电压元件3U。的动作电压应低于变压器中性点绝缘耐压水平,但在电力系统中单相接地且不失去接地中性点的情况下,保护装置不应动作。定值需经过计算,一般电压互感器二次侧电压为150~180V(α=2~3)。间隙零序电流元件3I。的动作电流,根据放电电流的经验数据整定,一般一次动作电流取为100A。过电压继电器,用作变压器中性点过电压保护元件;过电流继电器用作变压器中性点过电流保护元件。

变压器保护校验方法

RCS-978系列变压器保护测试 一、RCS-978型超高压线路成套保护 RCS-978配置: 主保护:稳态比率差动,工频变化量比率差动,零序比率差动, 谐波制动, 后备保护:复合电压闭锁(启动)方向过流 零序方向过流保护 间隙零序过流过压保护 零序过压 稳态比率差动 一、保护原理 基尔霍夫电流定律,流入=流出 (1)差动元件的动作特性 在国内生产的微机型变压器差动保护中,差动元件的动作特性较多采用具有二段折线的动作特性曲线,如下图: 在上图中,I op.min 为差动元件起始动作电流幅值,也称为最小动作电流; I res.min 为最小制动电流,又称为拐点电流; K=tan α为制动特性斜率,也称为比率制动系数。 微机变压器差动保护的差动元件采用分相差动,其动作具有比率制动特性。 动作特性为: 拐点前(含拐点): .min .min ()op op res res I I I I ≥≤

拐点后: .min .min .min () ()op op res res res res I I K I I I I ≥+-> 式中 I op ——差动电流的幅值 I res ——制动电流的幅值 也有某些变压器差动保护采用三折线的制动曲线。 (2)动作方程和制动方程:差动电流Iop 和制动电流Ires 的获取 差动电流(即动作电流):取各侧差动电流互感器(TA )二次电流相量和的绝对值。 以双绕组变压器为例, op h l I I I =+ 在微机保护中,变压器制动电流的取得方法比较灵活。国内微机保护有以下几种取得方式: ① /2res h l I I I =- ② ()/2res h l I I I =+ ③ max{,}res h l I I I = ④ ()/2res op h l I I I I =-- ⑤ res l I I = 二、测试要点:标么值的概念 另:注意,978可以自动辅助计算当前的差流, 但其同时显示的“制流X 相”并不是当前X 相的制动电流,而是当前 X 相制动电流下的动作电流边界!!! 三、试验举例: 保护定值:动作门槛:0.3 差动速断电流:4 I 侧(Y 接线)二次侧额定电流:3.935; II 侧(Y 接线)二次侧额定电流:3.765; III 侧(D 接线)二次侧额定电流:3.955 由于该保护的补偿系数由标么值的方式计算,则每一侧的补偿系数是该侧二次侧额定电流的倒数。 1.选择“差动菜单”——“扩展差动” 2.在“Id,r 定义”页面,选择“测试项目”为“比例制动”;“动作电流Id ”为“K1×I1+

配电变压器保护配置设计

配电变压器保护配置设计 摘要:文章简要说明配电变压器各种保护配置类型,通过分析比较,提出加强配电变压器保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器保护动作可靠性。 关键词:配电变压器;熔断器;负荷开关;断路器 中图分类号:tm41文献标识码:a 文章编号:1009-0118(2012)09-0278-01 变压器是配电网的主要设备,应用面广量大,其安全运行直接影响整个系统的可靠性。目前,配电变压器保护配置方面还存在许多问题,其中配电变压器与保护不匹配或存在动作死区,造成越级跳闸、拒动导致的事故相当多,因此,加强配电变压器保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器保护动作可靠性,有效防止主线路出口断路器保护误动。 一、配电变压器采用熔断器作为保护 熔断器是配电变压器最常见的一种短路故障保护设备,它具有经济、操作方便、适应性强等特点,被广泛应用于配电变压器一次侧作为保护和进行变压器投切操作用。所以一般配电变压器容量在400kva以下时,采用熔断器保护,高压侧使用跌落式熔断器作为短路保护,低压侧使用熔断器作为过负荷保护。 使用跌落式熔断器确定容量时,既要考虑上限开断容量与安装地点的最大短路电流相匹配,又要考虑下限开断容量与安装地点的最

小短路电流的容量关系。目前,户外跌落式熔断器分为50a、100a、200a三种型号,200a跌落式熔断器的开断容量上限是200mva,下限是20mva,其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行,也就是熔断器的额定电压必须与被保护配电变压器额定电压相匹配,熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流,可选为额定负荷电流的1.5-2倍,此外,应按被保护系统三相短路容量,对所选定的熔断器进行效验,保证被保护设备三相短路容量小于熔断器额定开断容量上限,但必须大于额定开断容量的下限。笔者曾经参与过事故调查,发现部分配电变压器所配置熔断器的额定开断容量(一般指上限)过大,或者在线路末段t接的配电变压器,选定熔断器造未经过短路容量效验,造成被保护变压器三相短路熔断器熔断时难以灭弧,最终引起容管烧毁、爆炸,导致主线路跳闸事故。 二、配电变压器采用负荷开关加熔断器组合电器作为保护 负荷开关加熔断器组合电器可以开断至31.5ka的短路电流,其基本特征是依赖熔断器熔断触发撞针动作于负荷开关。配电变压器短路有单相、两相、三相短路,无论哪种故障,任意一相熔断后,撞针触发负荷开关的脱扣器,负荷开关三相联动,及时隔离故障点,防止缺相运行,顺序是先熔断熔丝,后断负荷开关。采用负荷开关加熔断器组合电器作为配电变压器保护,经济实用,既可以开断负荷电流,实现安全操作需要,还可以在10ms内开断短路电流,切除故障并限制短路电流,能够有效保护配电变压器短路故障。

零序电流保护的整定计算-精选.

零序电流保护的整定计算 一、变压器的零序电抗 1、Y/△联接变压器 当变压器Y侧有零序电压时,由于三相端子是等电位,同时中性点又不接地,因此变压器绕组中没有零序电流,相当于零序网络在变压器Y侧断开(如图1所示)。 图1:Y/△联接变压器Y侧接地短路时的零序网络 2、Y0/△联接变压器 当Y0侧有零序电压时,虽然改侧三相端子是等电位,但中性点是接地的,因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。

每相零序电压包括两部分:一部分是变压器Y0侧绕组漏抗上的零序电压降I0XⅠ,另一部分是变压器Y0侧的零序感应电势I lc0X lc0(I lc0为零序励磁电流,X lc0为零序励磁电抗)。由于变压器铁芯中有零序磁通,因此△侧绕组产生零序感应电势,在△侧绕组内有零序电流。由于各相零序电流大小相等,相位相同,在△侧三相绕组内自成回路,因此△侧引出线上没有零序电流,相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0’XⅡ。 Y0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多倍,因此零序等值电路又可简化,如图3所示。在没有实测变压器零序电抗的情况下,这时变压器的零序电抗等于0.8~1.0倍正序电抗。即:X0=(0.8~1.0)(XⅠ+XⅡ)= (0.8~1.0)X1。 本网主变零序电抗一般取0.8 X1。

图2:Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络 图3:Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络简化 二、零序电流保护中的不平衡电流 实际上电流互感器,由于有励磁电流,总是有误差的。当发生三相短路时,不平衡电流可按下式近似地计算: I bp.js=K fzq×f wc×ID(3)max 式中K fzq——考虑短路过程非周期分量影响的系数,当保护动作时间在0.1S以下时取为2;当保护动作时间在0.3S~0.1S时取为1.5;动作时间再长即大于0.3S时取为1; f wc——电流互感器的10%误差系数,取为0.1; I D(3)max——外部三相短路时的最大短路电流。 最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改

零序保护原理

零序保护原理 零序电流与零序保护定义是什么呢?通过下面这篇简短的文章我们了解一下。 什么是零序电流 在正常的三相三线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia+Ib+Ic=0。如果在三相三线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流,即零序电流)。三项电流的向量和不等于零,所产生的电流即为零序电流。 如何检测零序电流 当存在零序电流时,电流互感器二次线圈中就有一个感应电流,此电流加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相比较,若大于动作电流,则使灵敏继电器动作,作用于执行元件跳闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器。 图1 零序电流互感器 零序电流的危害 零序电流是由三相不平衡带来的,三相不平衡的危害非常多,下面列举两个三相不平衡的危害: 1、增加变压器损耗 假设变压器的三相损耗分别为:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流,R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下: Qa+Qb+Qc≥3√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕 由此可知,变压器的在负荷不变的情况下,当Ia=Ib=Ic时,即三相负荷达到平衡时,变压器的损耗最小。当存在零序电流时,三相负荷不平衡,增大变压器损耗。而当不平衡严重时,变压器损耗过大,会加速变压器的老化甚至烧毁。 2、增加高压线路的损耗 设高压线路每相的电流为I,其功率损耗为:ΔP1 = 3I2R,在最大不平衡时,高压对应相为1.5I,另外两相都为0.75 I,功率损耗为: ΔP2 = 2(0.75I)2R+(1.5I)2R = 3.375I2R =1.125(3I2R)即高压线路上电能损耗增加12.5%。 零序保护 在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量(比如零序电流)构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。

第六节 变压器的零序电流保护

二、变电所多台变压器的零序电流保护

每台变压器都装有同样的零序电流保护,它是由电流元件和电压元件两部分组成。正常时零序电流及零序电压很小,零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作,不会发出跳闸脉冲。发生接地故障时,出现零序电流及零序电压,当它们大于起动值后,零序电流继电器及零序电压继电器皆动作。电流继电器起动后,常开触点闭合,起动时间继电器KT1。时间继电器的瞬动触点闭合,给小母线A接通正电源,将正电源送至中性点不接地变压器的零序电流保护。不接地的变压器零序电流保护的零序电流继电器不会动作,常闭触点闭合。小母线A的正电源经零序电压继电器的常开触点、零序电流继电器的常闭触点起动有较短延时的时间继电器KT2经较短时限首先切除中性点不接地的变压器。若接地故障消失,零序电流消失,则接地变压器的零序电流保护的零序电流继电器返回,保护复归。。若接地故障没有消失,接地点在接地变压器处,零序电流继电器不返回,时间继电器KT1一直在起动状态,经过较长的延时KT1跳开中性点接地的变压器。 零序电流保护的整定计算: 动作电流: (1)与被保护侧母线引出线零序电流第三段保护在灵敏度上相配合,所以 (2)与中性点不接地变压器零序电压元件在灵敏度上相配合,以保证零序电压元件的灵敏度高于零序电流元件的灵敏度。 设零序电压元件的动作电压为U dz.0,则 U dz.0=3I0X0.T 零序电流元件的动作电流为 动作电压整定:按躲开正常运行时的最大不平衡零序电压进行整定。根据经验,零序电压继电器的动作电压一般为5V。当电压互感器的变比为nTV时,电压继电器的一次动作电压为 U dz.0=5n TV 变压器零序电流保护作为后备保护,其动作时限应比线路零序电流保护第三段动作时限长一个时限阶段。即 灵敏度校验:按保证远后备灵敏度满足要求进行校验 返回 第二节微机保护的硬件框图简介 微机保护硬件示意框图如下图所示。

变压器零序方向过流保护

零序方向过流保护小结 变压器高压侧(110kV及以上)及中压侧一般为中性点直接接地系统(又称大接地电流系统),当发生接地短路时,将出现很大的零序电流,对变压器的电气性能产生极大的危害,因此必须配备接地短路保护。变压器单相接地短路的主保护为比率制动式差动或零序差动,同时应装设后备保护,作为变压器高压绕组和相邻元件接地故障的后备。 一、变压器接地后备保护概述 变压器因其绝缘水平和接地方式的不同,所配置的接地短路后备保护也不同。 对于全绝缘变压器,中性点装设接地隔离刀闸和避雷器,隔离刀闸闭合为中性点直接接地方式,隔离刀闸断开为中性点不接地运行方式。中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地运行时用零序过压保护。 对于分级绝缘变压器,若其中性点绝缘水平低,中性点必须直接接地,若其中性点绝缘水平较高,则中性点可以直接接地,也可在系统不失去接地点的情况下不接地运行,其大多装设放电间隙。在220kV 系统中的变压器,他们的中性点仅部分接地,另一部分不接地。当发生接地故障时应先跳开不接地变压器,然后跳开接地变压器。因此,这类变压器接地后备保护的配置需要考虑该变压器中性点在系统中的接地情况。对于中性点未装设放电间隙的分级绝缘变压器,若其中性点直接接地,则用零序过流保护,若其中性点不接地,则用零序联跳保护。对于中性点装设放电间隙的分级绝缘变压器,中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地时用间隙零序保护。 综上所述,中性点直接接地变压器的接地故障后备保护无一例外地采用零序过流保护,对高中压侧中性点均直接接地的自耦变和三绕组变压器,当有选择性要求时,应增设零序方向元件。 二、零序方向过流保护逻辑 零序方向过流保护一般由“零序过流元件”和“零序方向元件”相与构成,如果带零序电压闭锁, 所示。 图1 零序方向过流保护逻辑框图 零序电压闭锁元件的零序电压取自TV开口三角。 零序过流元件的零序电流可以自产,也可取自中性点零序TA。 零序方向元件的方向电压,可以取开口三角电压,也可以取自产,但方向电流必须取自产,而不能取中性点专用零序TA的电流。其原因在于,中性点零序电流对方向没有选择性。

配电变压器的熔断器保护

配电变压器的熔断器保护 摘要:分析了限流熔断器和负荷开关—熔断器组合电器在环网供电单元和预装式变电站中的应用形式与特点,介绍了熔断器选择的基本原则。1 前言配电变压器的过流保护有两种途径:一种是利用断路器;另一种是利用熔断器。用熔断器保护配电变压器不仅结构简单、成本低,而且比断路器保护更有效。短路试验结果表明,当变压器内部发生故障时,为避免油箱爆炸,必须在20ms内切除短路故障[1]。限流熔断器可在10ms内切除短路故障,而断路器一般需要三周波(60ms)切除短路故障。断路器全开断时间由三部分组成:继电保护动作时间、断路器固有动作时间和燃弧时间。欧洲一些电力公司的实践说明了这一点。德国R WE电力公司在配电网中使用的41000台变压器,均采用高压熔断器保护,1987年其变压器发生故障87起,仅出现一次箱体炸开。法国电力公司曾于1960年~1970年做了取消熔断器保护的尝试,使用的7500台变压器在10年中发生500起故障,其中有50起箱体炸开。在1991年国际配电网会议(CIRED)上,比利时也提供了有力证据。比利时对,万台变压器观察10年以上,其中97%的变压器通过熔断器保护,3%的变压器通过断路器保护,在整个期间,没有出现一次箱体炸裂。近年来,熔断器保护在一些新型变配电设备中得到广泛应用。2 配电变压器熔断器保护的形式长期以来,在我国的配电网中,小容量配电变压器(一般在630kVA以下)大都采用熔断器保护。户外315kVA及以下配电变压器采用跌落式熔断器(RW系列);户内630kvA用以下配电变压器采用RN系列限流熔断器。近年来,环网供电单元和预装式变电站(组合式变压器)在我国的配电网中应用日益增多。这两种类型的变配电设备大都采用限流熔断器来保护配电变压器。2.1 环网供电单元环网供电单元常用于环网供电系统,它一般至少由三个间隔组成,即两个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔,其主接线如图1所示。它有两个环缆进出间隔(负荷开关柜),一个变压器回路间隔(负荷开关—熔断器组合电器柜)。环缆进出间隔采用电缆进线,是受电柜。它安装有三工位(合—分—接地)负荷开关,一旦供电线路出现故障时,进出环网间隔可及时切除故障线路,并迅速接通另一正常线路,恢复系统供电。变压器回路间隔对所接变压器起控制和保护作用。利用负荷开关一熔断器组合电器保护变压器可以限制短路电流,并快速切除变压器内部短路故障,使变压器得到更为经济有效的保护。

低压侧零序电流保护

低压侧中性线零序电流保护使用商榷 低压接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、电气设备损坏、线路损坏等事故。低压侧中性点直接接地的变压器,低压侧单相接地短路应选择下列保护方式,保护装置应带时限动作于跳闸。 一、用高压侧的过电流保护: 高压侧过电流保护灵敏性符合要求时,对低压侧单相接地短路的保护作用。用于校验高压侧过电流保护灵敏性的低压侧短路电流,仅取变压器低压侧母线上的短路电流,也就仅能可靠地保护到变压器低压侧母线。距离变压器再远的低压侧,短路电流小至灵敏性不符合要求时,该处及以远线路处的接地故障就保护不到。高压侧的过电流保护,对低压侧接地短路的保护范围是有限的,并不能保护全低压系统。 二、低压侧中性线上的零序电流保护: 变压器低压侧中性线上所设置的零序电流保护的一次动作电流,应躲过正常运行时,变压器中性线上流过的最大不平衡电流。按国家标准 GB1094-1-5《电力变压器》规定:应不超过变压器额定电流的25%。变压器低压侧低压配电回路一般较多,变压器低压侧中性线上的零序电流保护的一次动作电流整定值大,灵敏度低保护范围小;整定电流值小,灵敏度

高保护范围大。零序保护的一次动作电流整定值大,如仅保护低压母线,则与高压侧的过电流保护重复;整定电流小,保护可深入到个别配电线路不长回路的末端,但也未必能保护到截面远距离回路末端,也不能保证保护全低压系统;不论整定电流大小,选择性很差。低压系统中,只要有一回路的接地故障,变压器零序保护动作,使该变压器全部低压系统停电,扩大了停电范围,各回路全部停电,故障发生在哪一回路,一时难以确定,故障点查找困难,排除故障时间长。从保护分工的角度要求,各保护应对其后的设备、线路起保护作用,保护上下级的整定值、动作时限达到协调配合,才能达到保护可靠、有选择、速动的要求。有一些地区,中性点直接接地的变压器,变压器中性点引出两条母线,一条母线同相母线一同设至变压器低压总断路器,在低压屏底部接地并分设N母线和PE母线;另一条母线在变压器下就近直接接地,这样使单相接地故障电流将通过两条母线回流至变压器中性点,套在变压器中性线上的零序电流互感器中,未流过全部故障电流,零序电流互感器测得的故障电流不准确,保护动作也不可靠。中性点直接接地的变压器中性点不应直接就近接地,应同相母线一同敷设至变压器低压屏底接地。 三、低压侧断路器的三相电流保护: 在变压器低压侧设有各级低压断路器,变压器低压侧的总断路器,一般均选用较先进的带智能控制器的框架式断路器,智能控制器有过载长延时、短路短延时、短路瞬时、接地故障保护功能。低压各配电出线回路还设有分回路断路器,大容量配电回路也会选用带智能控制器的框架式断路

10kV配电变压器保护配置及应用

浅析10kV配电变压器保护配置及应用摘要:10kv配电变压器是发电厂电能和用户用电之间的一个非常重要的降压设备,它的运行质量直接影响着整个电网的运行效率及可靠性,所以保证10kv电网配电变压器的正常高效运行是我们一直追求的目标。本文将对10kv电网配电变压器保护配置的选择及其合理性的应用做一些分析讨论。 关键词:10kv电网配电变压器;保护配置选择;断路器 abstract: 10 kv power distribution transformer is electric energy and power users electricity of a very important between the antihypertensive equipment, its operation quality directly influences the whole operation efficiency and reliability of power network, so that 10 kv power grid of distribution transformer normal efficient operation is always our pursuit of the goal. this paper will be to 10 kv power distribution transformer protection selection and configuration of the reasonable application do some analysis discussed. keywords: 10 kv power grid power distribution transformer;protection configuration choice; circuit breaker 中图分类号:tm6文献标识码:a 文章编号: 1.引言 在我国,从电厂发电机出来的电压经过变压之后成为几类标准

变压器零序保护

变压器零序保护 变压器零序保护适用于110kV及以上电压等级的变压器。主变压器零序保护由零序电流、零序电压、间隙零序电流元件构成。根据变压器中性点接地方式的不同,设置不同的保护形式。 1.变压器中性点直接接地时的保护 变电站单台或并列运行的变压器中性点接地运行时,其接地保护一般采用零序电流保护,可从变压器中性点处零序电流互感器上取得零序电流。正常情况下,零序电流互感器中没有电流,当发生接地短路时,有零序电流通过,使零序保护动作。一般零序电流保护方式由两段构成。 2.中性点可接地也可不接地运行的变压器零序保护 为了限制短路电流并保证系统中零序电流的大小和分布不受系统运行方式变化的影响,变电站中通常只有部分变压器的中性点接地。变压器中性点不接地的运行方式有时根据需要也可以切换为中性点接地运行方式。 (1)全绝缘变压器。全绝缘变压器除了装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护外,还应增设零序电压保护,作为变压器中性点不接地运行时的保护。 (2)中性点设有放电间隙的分级绝缘变压器。中性点设有放电间隙的分级绝缘变压器,除了装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行的保护外,还应增设零序电流电压保护,作为变压器中性点不接地运行时的保护。 变压器中性点接地运行时,零序电流保护投入;变压器中性点如不接地运行,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中性点将出现零序电压,放电间隙击穿,间隙零序电流启动,跳开变压器,将事故切除,避免间隙放电时间过长。如果万一放电间隙拒动,则零序电压启动将变压器切除。 (3)中性点不设放电间隙的分级绝缘变压器。对中性点不设放电间隙的分级绝缘变压器,其中性点绝缘水平较低。为了防止中性点绝缘在工频过电压作用下损坏,当发生接地故障时,应采用零序电压保护先断开中性点不接地的变压器,后采用零序电流保护断开中性点接地的变压器。

变压器零序差动保护

自耦变压器零序差动保护问题 0引言 在超高压电力系统中,自耦变压器因体积小、效率高、用材省等优点而得到了广泛应用。在为自耦变压器配置保护时,其相间差动保护、匝间保护、瓦斯保护及相间后备保护与普通变压器基本相同,一般不需作特殊考虑,但其零序保护及过负荷保护却有着不同于普通变压器保护的特点。对于过负荷保护,曾有许多专家及工程技术人员进行过大量的论述[1],本文将主要讨论自耦变压器的零序 差动保护。 众所周知,自耦变压器与普通变压器的功率传递方式不尽相同,在普通变压器中,高、中压线圈之间没有电的联系,全部是由电磁感应的作用进行功率传递的,而在自耦变压器中,高、中压线圈之间有电的联系,其功率传递除一部分是靠电磁感应的作用外,另一部分则是靠电的直接传导传递的;并且由自耦变压器的原理、结构所定,其高、中压侧的中性点必须连在一起,且同时接地。这是自耦变压器与普通变压器的主要差异[2]。在超高压系统中,大多数大容量的自耦变压器都是分相式。显而易见,对于分相式的自耦变压器而言,其内部发生接地故障的概率远大于相间故障,因此,对于自耦变压器的接地故障必须有高可靠系 数的零序保护。 1自耦变压器单相接地故障时的电流分析 为了更清楚地说明自耦变压器的特殊性,首先可以利用图1中500 kV/220 kV自耦变压器作为原型,对其中压侧、高压侧发生区外接地故障时的零序电流 分布进行分析。 图1 自耦压器主接线图 Fig.1 Connection diagram of autotransformer a.当自耦变压器的中压侧发生区外接地故障时,对折合到中压侧的零序等效 电路(如图2)进行分析,可以得到式(1)、式(2)。

变压器需要配备零序保护的三种情况

变压器需要配备零序保护的三种情况 零序保护分为零序电流保护和零序电压保护,通常会配以继电器或微机保护装置进行电路的保护。正常情况下,三根线的向量和为零,零序电流互感器无零序电流。当人体触电或者其他漏电情况下:三根线的向量和不为零,零序电流互感器有零序电流,一旦达到设定值,则保护动作跳闸。变压器需要配备零序保护的情况一般有三种: 1. 变压器高压侧中性点直接接地运行 对变压器高压侧中性点直接接地的自耦变压器和三绕组变压器采用零序过电流保护,取自变压器中性点的零序CT安装无方向零序保护,在主变两侧分别装上零序保护,了为满足选择性可增设零序方向元件。方向元件用各断路器侧CT的自产零序电流。主变中性点零序电流互感器的极性接线可以将中性点零序电流保护指向本侧母线或主变侧。采用断路器处的零序电流保护,和一般高中压侧方向指向各自的母线,但当中压侧不无源时,高压侧零序方向可指向主变。指向母线保护的范围以为断路器电流互感器安装处开始,需要与线路零序保护配合。指向主变变压器,需要主变压器另一侧出线的接地保护相配合。采用主变中性点处地零序电流保护,则保护范围比断路器处零序电流保护比要宽一些。小浪底目前运行的主变中性点零序电流保护无方向,这样的整定配合比较清晰方便,一是限制跳开母联断路器,二是限制跳开本侧开关。 2. 多台变压器同时运行,只需要1-2台接地运行 若不止一台变压器时,运行方式往往只允许1-2台接地运行,设计采用中性点零序电流继电器与经相邻变压器中性点零序电流继电器控制的零序电压继电器配合使用的变压器保护方案,保护回路设计先跳中性点不接地变压器,然后中性点跳直接接地的变压器,以防止不接地系统故障点的间歇性弧光过电压危及电气设备的安全。为避免全厂所有变压器全部被切的严重后果,保护时间应逐级配合,先断开母联或分断路器,再经零序电压元件跳开中心点不接地主变,最后经零序电流元件跳开中性点接地主变。 3. 变压器中点有可能接地运行 对中性点有可能直接接地运行,也有可能不接地运行的主变,因失去接地中性点引起的电压升高,应装设相应的保护装置。在直接接地时用零序电流保护。在中性点不接地时用零序电压保护或装设放电间隙保护,放到间隙保护起到过电压保护的作用,当放电间隙被击穿形成零序电流通路时,利用接在放电间隙回路的零序电流保护,切除该变压器。变压器采用放电间隙保护,放电间隙装于变压器中性点与地线之间、有棒形、球形、角形等多种形式,实际安装中可以棒形用得最多,零序电压保护动作电压按发生单相接地故障时保护安装处可能出现最大零序电压整定。

(完整版)主变零序保护的知识

主变零序保护的知识 1 概述 变压器的零序电流保护、变压器间隙电流保护与变压器零序电压保护一起构成了反应零序故障分量的变压器零序保护,是变压器后备保护中的重要组成部分,同时也是整个电网接地保护中不可分割的一部分。本文就变压器的零序电流保护的一些特点进行介绍。 2 零序电流互感器安装位置对保护的影响 零序电流的产生,对保护所体现的故障范围会有很大的影响(对于自耦变压器,零序电流只能由变压器断路器安装处零序电流互感器产生, 本文不做讨论)。下面按故障点的不同展开如下分析(见图1): 由上面的三种故障情况我们可以看到,变压器断路器处零序电流保护只能对安装处母线两侧的故障进行区分,变压器中性点处的零序电流保护只能对变压器高压侧与低压侧故障进行区分。如果采用断路器处的零序电流保护,则与线路的零序保护概念上基本是相同的,只不过零序方向可以根据电流互感器的极性选择指向主变或指向母线,指向母线则保护的范围只是断路器电流互感器安装处开始,需与线路零序保护配合且范围较小;指向主变,则要同主变另一侧的出线接地保护相配合,比较麻烦。如果采用主变中性点处的零序电流保护,则保护的范围比断路器处零序电流保护宽一些,同样根据主变中性点零序电流互感器的极性接线可以将中性点零序电流保护分为指向本侧母线或对侧母线,一般采用指向本侧母线,整定配合较清晰方便。我局目前运行的都是主变中性点零序电流保护,断路器处零序电流保护只有在旁路断路器带主变运行时才可能碰到,但如上面提到,对于主变其他侧有出线接地保护的因为整定配合的困难,此时旁路的零序电流保护宜退出,如为了对主变引线段进行保护,也可对旁路零序电流保护段进行适当保留。 3 变压器中性点电流互感器极性试验 一般情况下,零序功率方向要求做带负荷测试,但对于接于变压器中性点套管电流互感器的零序保护,其极性显然是无法用电流二次回路短接人为制造零序电流来检验接线极性正确与否的,因而整组极性试验就显得极为重要。可以利用直接励磁冲击,在电流互感器线圈二次侧产生的直流响应,用直流毫安或微安表观察指针的摆动来确定极性关系,具体做法见图2。

配电变压器的保护措施及其注意事项(新编版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 配电变压器的保护措施及其注意 事项(新编版)

配电变压器的保护措施及其注意事项(新编 版) 导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 配电变压器是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常安装在电线杆、台架或配电所中,一般将6~10千伏电压降至400伏左右输入用户。变压器运行是否正常直接影响用户生产和生活用电,并关系到用电设备的安全。为了保证用户用上优质、安全电,必须保证配变运行正常。因此我们有必要从保护配置技术角度和日常运行管理两大方面来谈谈配电变压器的保护措施及其注意事项: 一、保护配置技术方面 1、装设避雷器保护,防止雷击过电压:配变的防雷保护,采用装设无间隙金属氧化物避雷器作为过电压保护,以防止由高低压线路侵入的高压雷电波所引起的变压器内部绝缘击穿,造成短路,杜绝发生雷击破坏事故。采用避雷器保护配变时,一是要通过正常渠道采购合格产品,安装投运前经过严格的试验达到运行要求再投运;二是对运

变压器零序电流保护的应用

变压器零序电流保护的应用 1概述 变压器的零序电流保护、变压器间隙电流保护与变压器零序电压保护一起构成了反应零序故障分量的变压器零序保护,是变压器后备保护中的重要组成部分,同时也是整个电网接地保护中不可分割的一部分。本文就变压器的零序电流保护的一些特点进行介绍。 2零序电流互感器安装位置对保护的影响 零序电流的产生,对保护所体现的故障范围会有很大的影响(对于自耦变压器,零序电流只能由变压器断路器安装处零序电流互感器产生,本文不做讨论)。下面按故障点的不同展开如下分析(见图1): 由上面的三种故障情况我们可以看到,变压器断路器处零序电流保护只能对安装处母线两侧的故障进行区分,变压器中性点处的零序

电流保护只能对变压器高压侧与低压侧故障进行区分。如果采用断路器处的零序电流保护,则与线路的零序保护概念上基本是相同的,只不过零序方向可以根据电流互感器的极性选择指向主变或指向母线,指向母线则保护的范围只是断路器电流互感器安装处开始,需与线路零序保护配合且范围较小;指向主变,则要同主变另一侧的出线接地保护相配合,比较麻烦。如果采用主变中性点处的零序电流保护,则保护的范围比断路器处零序电流保护宽一些,同样根据主变中性点零序电流互感器的极性接线可以将中性点零序电流保护分为指向本侧母线或对侧母线,一般采用指向本侧母线,整定配合较清晰方便。我局目前运行的都是主变中性点零序电流保护,断路器处零序电流保护只有在旁路断路器带主变运行时才可能碰到,但如上面提到,对于主变其他侧有出线接地保护的因为整定配合的困难,此时旁路的零序电流保护宜退出,如为了对主变引线段进行保护,也可对旁路零序电流保护段进行适当保留。 3变压器中性点电流互感器极性试验 一般情况下,零序功率方向要求做带负荷测试,但对于接于变压器中性点套管电流互感器的零序保护,其极性显然是无法用电流二次回路短接人为制造零序电流来检验接线极性正确与否的,因而整组极性试验就显得极为重要。可以利用直接励磁冲击,在电流互感器线圈二次侧产生的直流响应,用直流毫安或微安表观察指针的摆动来确定极性关系,具体做法见图2。

变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理

变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理 (2007-01-07 22:41:40) 转载▼ 分类:工作 目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器,当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时,通常只考虑一部分变压器中性点接地,而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行,以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定,当接地变压器退出运行时,应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。这两种保护的原理接线如图23所示 中性点直接接地零序电流保护:中性点直接接地零序电流保护一般分为两段,第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成,其定值与出线的接地保护第一段相配合,0.5s切母联断路器。第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成,。定值与出线接地保护的最后一段相配合,以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器,长延时切除主变压器三侧断路器。 中性点间隙接地保护:当变电站的母线或线路发生接地短路,若故障元件的保护拒动,则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开,如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中,此局部系统变成中性点不接地系统,此时中性点的电位将升至相电压,分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏,中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前,可靠地将变压器切除,以保证变压器的绝缘不受破坏。间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护,两种保护互为备用。 零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。一次启动电流通常取100A 左右,时间取0.5s。110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~ 158mm ,击穿电压可取63kV(有效值)。当中性点电压超过击穿电压(还没有达到危及变压器中性点绝缘的电压)时,间隙击穿,中性点有零序电流通过,保护启动后,经0.5s延时切变压器三侧断路器。 零序电压保护由过电压继电器16、时间继电器17、信号继电器18及压板19组成,电压定植按躲过接地故障母线上出现的最高零序电压整定,110kV系统一般取150V;当接地点的选择有困难、接地故障母线3Uo电压较高时,也可整定为180V,动作时间取0.5s。

10kV配电变压器保护配置方式的合理选择 金强德

10kV配电变压器保护配置方式的合理选择金强德 发表时间:2018-11-11T12:40:55.827Z 来源:《电力设备》2018年第17期作者:金强德 [导读] 摘要:当前在电网建设中常见的几种保护装置包括断路器、负荷开关以及负荷开关、熔断器的组合系统。 (新疆新特顺电力设备有限责任公司新疆乌鲁木齐 830063) 摘要:当前在电网建设中常见的几种保护装置包括断路器、负荷开关以及负荷开关、熔断器的组合系统。这几类保护装置均存在使用上的优缺点,为了优化当前输电网络建设,使得技术人员更为合理的选择保护装置,对常见的几种保护装置进行了介绍和对比。 关键词:10kV配电变压器;保护配置方式;对比 选择无论是在环网供电单元、箱式变电站或是终端用户的高压室结线方式中,如配电变压器发生短路故障时,保护配置能快速可靠地切除故障,对保护10kV高压开关设备和变压器都非常重要。保护方式的配置一般有两种:一种利用断路器;另一种则利用负荷开关加高遮断容量的后备式限流熔断器组合。这两种配置方式在技术和经济上各有优缺点,以下对这两种方式进行综合比较分析。 1环网供电单元接线形式 在当前的输电网络建设之中,负荷开关与熔断器组合构成的变压器保护配置装置是使用较多的一种保护与装置,其使用具备如下几方面的优势:第一,这一保护装置在使用中避免了断路器的使用,由于环网配电网络的特殊设置,其在结构中含有首端断路器,会对网络在运行过程中的过电流进行保护。假如使用额外的断路器就会导致网络之中两个断路器工作混乱,降低运行的安全性。 第二,在负荷开关与熔断器组合式保护装置之中一般会使用性能较高的开合空载变压器,当前的环网供电网络在运行中会受到多种因素的影响,配电变压器对其会造成较大的负荷,因此,在实际保护装置的使用过程中,设备中应当使用合适的开合空载变压器,避免电压的瞬时升高影响输电网络的正常工作。 第三,组合式的电路保护设备可以提升配电变压器的运行安全性,在当前在输电网络中使用较多的油浸式变压器的保护系统设置的过程中,组合式保护装置可以起到更好的保护效果,断路器在出现一些异常情况时无法起到中断故障线路的作用。第四,负荷开关和高遮容量的熔断器组合形成的保护装置可以对输电网络中的多种元件比如变压器、电缆以及电流互感器等多种设备起到高质量的保护作用,熔断器的感应较为灵敏,可以在出现故障电流时及时进行中断,避免了断路器建设中造成的成本增加问题,提升了电力供应系统的安全性。 2终端用户高压室接线形式 标准GB14285-1993《继电保护和安全自动装置技术规程》规定,选择配电变压器的保护开关设备时,当容量等于或大于800kVA,应选用带继电保护装置的断路器。对于这个规定,可以理解为基于以下两方面的需要:a.配电变压器容量达到800kVA及以上时,过去多数使用油浸变压器,并配备有瓦斯继电器,使用断路器可与瓦斯继电器相配合,从而对变压器进行有效地保护。b.对于装置容量大于800kVA的用户,因种种原因引起单相接地故障导致零序保护动作,从而使断路器跳闸,分隔故障,不至于引起主变电站的馈线断路器动作,影响其他用户的正常供电。此外,标准还明确规定,即使单台变压器未达到此容量,但如果用户的配电变压器的总容量达到800kVA时,亦要符合此要求。目前,多数用户的高压配电室的接线方案采用装设负荷开关加高遮断容量后备式熔断器的组合,不是常用的开关柜而是环网负荷开关柜,其造价较低,体积较小,运行更加可靠,能够有效节省配电投资。 3环网供电元单元接线形式 3.1环网供电单的组成环网 供电单元(RMU)由间隔组成,一般至少有3个间隔,包括2个环缆进出间隔和1个变压器回路间隔。 3.2环网供电单元保护方式的配置 环缆馈线与变压器馈线间隔均采用负荷开关,通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供保护。实际运行证明,这是一种简单、可靠而又经济的配电方式。 3.3环网供电单元保护配置的特点 负荷开关用于分合额定负荷电流,具有结构简单、价格便宜等特点,但不能开断短路电流,高遮断容量后备式限流熔断器为保护元件,可开断短路电流,如将两者有机地结合起来,可满足配电系统各种正常和故障运行方式下操作保护的要求。断路器参数的确定和结构的设计制造均严格按标准要求进行,兼具操作和保护两种功能,所以其结构复杂,造价昂贵,大量使用不现实。环网柜中大量使用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合装置,把对电器不尽相同的操作与保护功能分别由两种简单、便宜的元件来实现,即用负荷开关来完成大量发生的负荷合分操作,而采用高遮断容量后备式限流熔断器对极少发生短路的设备起保护作用,很好地解决问题,既可避免使用操作复杂、价格昂贵的断路器,又可满足实际运行的需要。10kV配电变压器保护配置方式的合理选择a.断路器具备所有保护功能与操作功能,但价格昂贵;b.负荷开关与断路器性能基本相同,但它不能开断短路电流;c.负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合,可断开短路电流,部分熔断器的分断容量比断路器还高,因此,使用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合不比断路器效果差,可费用却可以大大降低。 3.4负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合的优点 采用负荷开关加高遮容量熔断器组合,具有如下优点: a.开合空载变压器的性能好环网柜的负荷种类,绝大部分为配电变压器,一般容量不大于1250kVA,极少情况达1600kVA,配电变压器空载电流一般为额定电流的2%左右,较大的配电变压器空载电流较小。环网柜开合空载变压器小电流时,性能良好,不会产生较高过电压。 b.有效保护配电变压器,特别是对于油浸变压器,采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器比采用断路器更为有效,有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。有关资料表明,当油浸变压器发生短路故障时,电弧产生的压力升高和油气化形成的气泡会占据原属于油的空间,油会将压力传给变压器油箱体,随短路状态的继续,压力进一步上升,致使油箱体变形和开裂。为了不破坏油箱体,必须在20ms 内切除故障。如采用断路器,因有继电保护再加上自身动作时间和熄弧时间,其全开断时间一般不会少于60ms,这就不能有效地保护变压器。而高遮断容量后备式限流熔断器具有速断功能,加上其具有限流作用,可在10ms之内切除故障并限制短路电流,能够有效地保护变压器。因此,应采用高遮断容量后备式限流熔断器而尽量不用断路器来保护电器,即便负荷为干式变压器,因熔断器保护动作快,也比用断路器好。 c.从继电保护的配合来讲,在大多数情况下,也没有必要在环网柜中采用断路器,这是因为环网配电网络的首端断路器(即110kV或

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