简述110kV主变压器保护的基本配置
刘朝东
目录
1、概述 (2)
2、主变差动保护 (2)
3、主变后备保护 (4)
3.1、高后备保护 (4)
3.1.1、复压闭锁方向过流保护 (4)
3.1.2、接地零序保护（变压器中性点直接接地） (5)
3.1.3、非接地间隙零序保护（变压器中性点不接地或经间隙接地） (5)
3.1.4、装置空开配置 (5)
3.1.5、装置硬压板配置 (6)
3.2、中、低后备保护 (6)
4、主变非电量保护 (6)
5、结语 (7)
【摘要】本文主要从运行的角度，对主变保护的基本原理、接线、装置空开配置、装置硬压板配置做了简单的概述，理顺主变保护的配置，对装置接线、空气开关、硬压板有清晰的认识。
【关键词】主变保护；空开配置；压板配置
1、概述
随着电力系统一体化管理的全面展开，对变电站运行人员的要求有了很大的变化，尤其是对个人业务技能水平的要求会更加苛刻，不学习就满足不了现在的运行要求，就不能保证安全的运行，学习势在必行。作为变电站的核心设备，主变压器我们不但需要懂得一次部分的维护，也需要知道二次部分的基本保护配置及原理，为此下面就对主变保护基本配置进行简单的梳理。
主变保护根据反映参数不同，可分为电气量保护和非电气量保护；而根据保护的不同作用分为主保护和后备保护，具体是：重瓦斯保护和差动保护构成了主变的主保护，而主变各侧配置相应的后备保护。
2、主变差动保护
差动保护即是主变的主保护之一，是归属于电气量保护，以各侧的电流为参数，用于保护变压器内部、套管及引出线上的各类故障，保护范围为三侧电流互感器之间，差动保护动作后跳开三侧断路器，一般配有专门的差动保护装置。
差动保护装置具体有差动速断和比率差动，还会配置有各侧的过流保护（一般不投），具体原理如图1、图2所示，其中：
Id为差动电流，Id =︱I1+ I2+ I3︱
I r 为制动电流，I r =0.5﹡（︱I1︱+ ︱I2︱+ ︱I3︱）
ICDSD为差动速断电流定值，ICDQD为差动启动电流定值（与比率差动有关）。
KB1、KB2为制动系数，与比率差动有关。
CT断线对其保护的影响：由于差动保护是完全以三测电流值为唯一的判断依据，如发生任一侧的CT断线均将导致差动保护闭锁，保护拒动，应特别重视差动保护装置因只需取入各侧的电流，无需电压，装置仅有一个二次空开，即差动保护装置装置电源空开。
差动保护装置压板有三个出口压板：跳高压侧断路器压板、跳中压侧断路器压板、跳低压侧断路器压板；功能压板有：投差动保护压板、投过流保护压板（一般不投）。
另外还配置了一个方式压板“投检修状态”硬压板，其基本含义为：投入时，闭锁装置信号向后台机发送，主要用于在调试信号太多时，闭锁装置信号，避免影响后台机正常运行的信号判断。
3、主变后备保护
主变后备保护就是当差动保护和重瓦斯保护不动作或者三侧断路器拒动时，用于切除故障的备用保护，对差动保护而言作为近后备保护，对相邻元件保护（下级出线保护）作为远后备保护。主要分为高后备、中后备、低后备。它属于电气量保护，实现方式有：过电流保护、低电压起动的过流保护、复合电压起动的过流保护以及负序过电流保护等。
3.1、高后备保护
高后备保护具体包括复压闭锁方向过流保护、接地零序保护、非接地间隙零序保护，其中主变110kV侧中性点接地开关正常情况在运行位置时，投接地零序保护，而不投间隙保护；而未安排中性点接地的变电站，投间隙保护，不投零序保护。另外高后备保护还配置了三个功能即过负荷发信号、启动主变风冷、过载闭锁有载调压。
3.1.1、复压闭锁方向过流保护
复合电压即为低电压和负序电压，方向即为指向变压器或是母线，其基本原理如图3：
电压回路
图3：复压闭锁过流保护原理接线图
其中的复合电压是取自于本侧母线复合电压，也可以取自其他侧的母线复合电压，还可以取消复合电压判定，具体应由控制字或者硬压板选择。
方向的选择通过调整最大灵敏角来实现，控制字整为“0”时，表示方向元件指向变压器，灵敏角为45度；整为“1”时，表示方向元件指向系统，灵敏角为225度。具体出口所跳断路器需根据调度定值整定。
3.1.2、接地零序保护（变压器中性点直接接地）
当主变中性点直接接地的电网中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，而在正常运行情况下它们是不存在的，利用此零序电流就构成了接地保护，此保护作为主变及相邻110kV线路接地故障的后备保护，其逻辑原理为图4：
图4 零序过流保护逻辑图
其中，3I0零序电流取自于主变中性点套管电流互感器，而3U0零序电压取自于110kV母线PT二次开口三角电压，主要用于方向判断，当“本侧PT退出”压板投入时，零序方向过流保护自动解除方向元件。
3.1.3、非接地间隙零序保护（变压器中性点不接地或经间隙接地）
当主变中性点不接地运行或经间隙接地运行时，设置放电间隙保护，即间隙零序过流保护和间隙零序过压保护。间隙零序过流保护中的零序电流I0g取自于间隙电流互感器，而间隙零序过压保护中的零序电压U0取自于110kV母线PT二次开口三角电压。
3.1.4、装置空开配置
因后备保护装置需要母线电压输入，故应有两个空开配置，即装置电源空气开关、母线电压输入空气开关。
3.1.5、装置硬压板配置
主要的出口压板有：跳高、中、低压侧断路器、跳110kV母联断路器、跳35kV小水电等；主要的功能压板有：投复压过流保护、投接地保护、投不接地保护。
3.2、中、低后备保护
中、低后备保护主要包括复压闭锁方向过流保护，作为主变中、低压侧的近后备保护，作为35kV、10kV母线及出线的远后备保护。原理、空开配置及硬压板配置类似于高后备保护，不再累述。
4、主变非电量保护
主变的非电量保护主要有有载重瓦斯保护、本体重瓦斯保护、轻瓦斯保护、冷控失电、油温高、油位异常、压力释放等，其中重瓦斯保护跳三侧断路器，其余不跳闸，仅发信。
通常非电量保护装置中除了具备以上保护功能外，还包括了三侧断路器的控制回路及110kV母线电压切换回路功能。
非电量保护装置的空开配置有：装置电源空开、高压侧断路器操作电源空开、中压侧断路器操作电源空开、低压侧断路器操作电源空开、电压切换控制电源空开。
非电量保护装置的硬压板配置有：出口压板是：跳高、中、低压侧断路器压板；功能压板主要有：有载重瓦斯保护、本体重瓦斯保护、压力释放起动、
