微机变压器保护双重化配置的典型设计

大型发电机变压器组保护双重化改造的配置及应用赵宏伟摘要：发电机变压器组保护双重化改造的配置方面目前还有好几个需要解决的问题，但是目前只得到一些改进，还没有得到完全的成熟。

文章以国产发电机变压器组为例，介绍了交流电流电压回路以及出口、信号回路的设计方法和理念，对保护配置存在的问题进行简单剖析，并针对这些问题，给出了相应的解决办法，旨在推动新一代发动机变压器的可靠性研究提升。

关键词：大型发电机；变压器组；双重化改造；配置及应用国家电力公司曾经颁布的一些文件针对性对大型发动机变压器组保护的配置进行了明文规定：第一，对于发动机变压器组内的所有电气量的保护应该要以双重化配置标准要求，对非电气量保护也可以不需要双重化；第二，对已经进行双重化了的配置的保护装置之间不应该存在任何的电气方面的联系；第三，独立的电源回路装置是必须需要的，电源回路装置主要对小开关还有电源的监视回路进行配置，跳闸回路能直接影响整个电路系统的正常运行，应该早将是单独划分出来，保护柜的安装位置要精准并且独立；第四，对发电机的保护装置的交流电压和交流电流应该要给予一个安全保护范围，避免重叠导致死区的出现，从而避免安全隐患的存在；第五，应该要对每个保护设备的发生故障和异常状态配置完整的保护差动，以应对跳闸或者危险因素的信号；第六，对于保护装置双重化配置其安全性必须放在第一位，所以这就要求两套保护必须各自独立，以保证一方出现问题时不会影响到另外一套的运行。

本文通过分析张家口发电厂的发电机变压器组保护作用的应用分析，来介绍大型发电机变压器组保护双重化的配置及应用。

一、实验设备的基本情况及改造前保护配置张家口的发电厂的发电机是由东方电机厂生产出来的，其额定电压和额定电流都比较大，三机静止整流器励磁变压器的主变压器是由保定变压器厂生产出来的。

还有FP强迫油循环风冷变压器，它的主变高压侧是一个半断路器接线，高压厂用变压器则是低压侧分裂绕组变压器。

3号机是采用的南京电力自动化设备总厂生产的集成电路保护，这种电路保护主要是由华北电力设计院设计出来的，主要配置如下保护所示：发电机差动、主变压器差动、引线差动、发电机对称和不对称过负荷、转移一点/两点接地、失步、抗阻、励磁机过负荷等等，在进行配置时，应该尽量选用两套不同的厂家和不同工作原理的配置原则，如微机发变组保护装置一共分为A柜和C柜，A柜主要是对发变组电气量保护，C柜主要是对非电量进行保护。

微机保护装置双重化配置的二次接线设计分析摘要：本文主要结合一些具体的实例就微机保护装置双重化配置的二次接线设计中的一些具体问题作了一些分析和探讨。

关键词：微机保护装置；双重化配置；二次接线在电网中，220kV及以上联络线保护、220kV及以上微机型主变压器保护、以及大型发变组保护均采用双重化配置，即每个设备安装两套功能完备的主保护与后备保护。

继电保护双重化配置是防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施，在考虑保护双重化配置时，应选用安全性高的继电保护装置，并遵循相互独立的原则。

本文将结合一些具体的实例就微机保护装置双重化配置的二次接线设计中的一些具体问题作一些分析和探讨。

一、线路保护对电流回路，为保证两套保护的相对独立，应该接入电流互感器的两个次级。

对于电压回路，不同的电压等级及不同的主接线有所不同，在双母线等主接线的220kV保护上，由于电压需要进行正、副母切换，双重化后电压回路的接线过于复杂，加上现在该电压等级及一下的电压互感器一般未配置两个主次级，所以现在220kV及一下的保护还是用同一组电压互感器次级。

从这一点上讲，该保护还不是真正意义上的双重化。

330kV及以上电压等级的系统，常采用3/2断路器的主接线，保护用接在线路则的电压互感器，一组电压互感器只供本单元及与本单元有关的设备使用，没有电压联络与正、副母切换问题，而且这一电压等级的电网更为主要，对保护装置的可靠性要求更高，一般都有两个主次级线圈，每套分别接一个次级，即电压的二次回路也是双重化的。

保护跳闸回路，如果使用的是双跳圈的断路器，则应该将两个跳闸回路完全独立，分别使用单独的控制电源，每套保护可以通过操作相分别跳两个跳圈，为简化接线，在正常运行时如没有单套保护的运行方式，也可以每套保护分别跳一个跳圈。

当断路器为单跳圈时，则两套保护通过操作箱共同经该跳圈去跳断路器，但是每套保护有独立的压板，可以单独投退，这时每套保护的电源是独立的，单断路器的控制电源则公用一组。

分析220kV母差保护双重化改造方案程丹摘要：某变电所在开展技术改造工作，现有220kV的双冲母线的接线，线路属于专用线，线路出线数为9，有三台主变压器规格为1lOkV，同样采用双母线的方式，出线数为12，现在为了增加供电能力，保障设备的可靠性，要对220kV的变电站进行母差的技术改造。

本文就对具体的改造方案展开分析，希望能够提供参考价值。

关键词：220kV；母差保护；双重化；改造方案1技术改造方案的确定为保障母线不失去电路保护，在220kV母差保护检修维护的时候，不改动母线差动保护装置，同时保障系统的稳定性。

对母线保护实现双重化保护安装。

根据我国有关变电设备的的规定变电继电器有着明确的技术规定：第-，当母差保护与失灵保护重叠线路出口时，建议采用两套的保护措施，就是为断路器设计两个跳闸线路装置。

第二，母差保护的继电器和闸刀触电，以及相应的回路装置应该相互独立，互不影响。

同时辅助变流装置和其他的-些电路保护装置都能独立的工作。

第三，在安装时注意母差保护装置与互感电流器进行两次的绕组处理。

防止电路保护异常。

第四，因为电路的断路器失灵保护是-种备用的电路保护装置，-般不会发生作用，但如果不小心对其处理失误将造成严重后果，因此不适应两重保护的方案。

该变电所设备为BP-2C的母差保护，工作特点就是电流回路与绕组相互独立，闸刀位置也相对独立。

同时母线运行不受其他的干扰。

电流器能正确的纠正闸刀的错误，失灵保护相应时间快小于15毫秒，同时各组跳闸回路只会启动-组。

现在要对其进行技术改造和升级，就要把正在运行的母差保护关闭，让其增加解除复压的功能。

所以需要把所有电器设备和回路核查清楚，并把220kV母差保护改装在第-线圈上，同时升级各个电流回路的控制。

同时让第二套线圈的具有母差保护。

以及拥有控制线路的信号的能力。

第二母差保能够对第二线圈的跳闸线圈工作。

2技术改造的相应技术难点及措施母线是变电所的核心元件之-，在实际使用时输电线的故障要很多，母线故障的概率较低，但是母线在变电工作中有着重要的意义，所以不能忽视母线的故障。

2*300MW机组RCS985型发变组微机保护培训报告2008年7月，我们继电保护班一行6人赴南京南瑞继保电气公司参加永昌电厂2*300MW机组RCS985型发变组微机保护调试。

RCS985数字式发电机变压器保护装置提供了一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，保护范围涉及发电机、主变压器、高厂变、励磁变（励磁机）。

对于一个大型发变组单元，配置两套RCS-985保护装置，实现主保护、后备保护、异常运行保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。

两套RCS-985分别取自不同的TA，主保护、后备保护共用一组TA，出口对应不同的跳闸线圈，具有以下优点：设计简洁，二次回路清晰；运行方便，安全可靠，符合反措要求；整定、调试和维护方便。

一性能特点创新的专利技术变斜率比率差动保护比率差动的动作特性采用变斜率比率制动曲线，真正模拟实际差流不平衡电流曲线。

高灵敏度的工频变化量差动保护利用工频故障分量构成比率差动保护，不受负荷电流影响，灵敏度高，抗TA饱和能力强。

异步法TA饱和判别方法根据制动电流工频变化量与差电流工频变化量出现的先后关系，明确判断出区内故障还是区外故障，可识别饱和时间最短为5ms的TA饱和。

电流制动和浮动门槛相结合的高灵敏横差保护采用电流制动和浮动门槛相结合的新判据，区外故障可靠制动，区内故障灵敏动作。

电流制动和浮动门槛相结合的纵向零序电压匝间保护电流制动和浮动门槛相结合的新判据，区外故障可靠制动，区内匝间故障灵敏动作。

注入式定子接地保护采用独立的外部电源注入低频电压信号，高精度的采样技术，导纳法准确计算接地故障的过渡电阻，实现了与发电机运行工况无关的定子接地保护。

注入式转子接地保护采用注入电源的转子接地保护原理，能够精确测量转子接地电阻，保护的灵敏度高且一致，满足无励磁状态下的测量要求。

二高性能的DSP硬件平台双CPU系统体系结构包含两个独立的CPU系统：低通、AD采样、保护计算、逻辑输出完全独立，CPU2系统作用于启动继电器，CPU1系统作用于跳闸矩阵。

刍议发变组微机保护双重化配置问题近年来，随着我国经济水平的提升，电力工业相对于以往也有了较大变化，其中大型机组发电机对机组和系统安全起着不可替代的作用。

当前很多电厂发变组保护都开始尝试运用微机保护双重化配置，便于保护可靠运行的同时也提高保护正确动作率。

当前主设备保护领域也开始逐渐应用双主双后保护配置，极大提高运行效率，因此分析发变组微机保护双重化配置问题对保证机组安全有着重要的现实意义。

标签：发变组；微机保护；双重化；配置问题继电保护是指通过对电力系统故障和异常情况分析，配置应对事故发生的自动化举措，常规的是利用接触点的继电器进行保护电力供输主要系统及其元件，如变压器、发电机、母线或主要输电线路等，从而使之避免受到损害。

继电保护是电力系统中不可或缺的组成元素之一，是确保用电安全、保护供电设备的一项重要技术，其使用不当或者配置不达标势必会隐藏诸多安全隐患，甚至引起较大的安全事故，导致电力系统整体损坏。

因此，在电网设计中，继电保护双重化配置是指设置两套保护装置，并且每套都能独立完成修复或快速切除故障，从而保证两套保护装置相互独立，提高动作成功率，有效保证电力系统的整体运行效果。

一、国内外发变组微机保护双重化的发展及理论研究1.1国内外发变组微机保护双重化的发展微机保护技术中含金量最高的是大型发变组微机保护，国外拥有此产品技术的电气设备公司也屈指可数。

处于领先地位的有阿尔斯通、ABB公司、GE公司、SIEMENS公司，这些保护装置保护层次清晰、结构合理，软件调节功能齐全，在实际应用中有成熟的技术和运行经验，人机互动性好，开发出来的产品应用较早。

国内发变组微机保护装置的研究始于改革开放后，由国内部分主要电气设备公司与著名大学合作开发，将新原理和高新科技应用成果应用至其中，发变组保护装置性能得到了大幅度的提高。

经过长时间的运行实践，国内主要的电气设备公司也积累了很多宝贵的经验财富，对发变组微机保护装置的研究做出了很大的贡献。

微机变压器保护双重化配置的典型设计:输配电设备
4.2.3旁路代路时：只切换一套主、后保护到旁路。

4.2.4中性点间隙零序过流及零序过压保护（三卷变）：一段一时限，保护动作延时跳开三侧断路器。

4.335kV侧保护配置
4.3.1低压侧复压闭锁过流保护：配置两套相同的低压闭锁过流保护，每套设两个时限。

第一套第一时限保护动作跳开本侧断路器，第二时限保护动作跳开变压器三侧断路器，定值整定与出线I段配合，实际作为低压侧母线保护。

第二套第一时限保护动作跳开本侧断路器，第二时限保护动作跳开变压器三侧断路器，定值与出线后备保护配合，作为低压侧出线保护的总后备。

这样配置既满足了系统稳定的要求，又可避免故障侧保护拒动和断路器拒动，对主设备造成损坏。

这也是事故教训的总结。

5．保护投退方式
常规保护的保护投退一般均由压板实现。

压板断开后，造成电路联系上明显的断开点。

微机保护除由压板投、退外还可以用功能控制字投退保护，但它必须由继电保护专业人员来进行。

变压器保护要跳三侧开关，且各侧都有数套保护，每套保护又分数段。

如每个时限段均经压板投退，则压板数量非常之多，这给运行带来极大不便，很容易造成误操作。

根据历年来变压器保护动作情况分析来看，运行人员误操作占了变压器保护误动总次数的近三分之一。

因此，典设在压板设置上以简化、安全为原则，具体做法是：1）将后备保护的零序过流与零序方向过流合并为一块压板；过流保护与方向过流合并为一块；2）。

分析500kV变电站主变保护的双重化策略摘要：本文对500kV变电站主变保护双重化保护系统设计的系统选型、自动化原则等方面进行探讨，分析其对提高电网安全运行水平所起的重要作用。

关键词：500kV变电站；主变保护；双重保护变电站作为电力系统的重要组成部分，为了保障变电站的安全稳定运行，对变电站主变压器进行双重化保护配置成为必须遵循的原则。

本文重点分析500kV变电站主变保护的双重化策略。

一、500kV变电站主变保护双重化保护原理为确保500kV变电站主变压器的安全，对重要的线路和设备必须坚持设立两套互相独立的主保护的原则，并且两套保护最好为不同原理和不同厂家的产品，同时对重要元件还应充分考虑后备保护的设置。

（一）主保护500kV变电站主变采用两种不同原理的差动保护作为主保护，以保护变压器绕组及其引出线的相间短路故障。

两套保护交直流回路彻底独立，每套保护装置交流电流引入为主后合一，其保护范围应交叉重迭，避免死区。

比率制动式差动保护能够反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，保护采用二次谐波制动原理，用以躲过变压器空投时的励磁涌流进而避免保护误动。

当任一相差动电流大于差流速断整定值时瞬时动作于出口，实施差流速断保护。

正常情况下监视各相差流，如果任一相差流大于越限启动门槛，启动继电器，实施差流越限启动。

（二）相间短路后备保护相间短路后备保护作为变压器相间短路故障和相邻元件的后备保护，在高压侧和中压侧可装设阻抗保护装置和复合电压闭锁过流保护装置，在低压侧装设电流速断和复合电压闭锁过流保护装置等。

复合电压过流保护作为变压器或选相元件的后备保护，过流启动值可配置为多段，每段可配置不同的时限。

若过流保护满足灵敏度要求，可将“复合电压投退控制”整定为“0”，将“复合电压启动”功能退出，则配置为单纯的过流保护。

保护一般设置两段定值，每段的电流、电压和时限均可单独整定。

（三）单相接地保护在变压器的高压侧和中压侧均装设有单相接地保护装置，以保护变压器高压绕组和中压绕组的单相接地故障，装设两套相互独立的零序电流、零序电压和间隙零序电流等保护装置。

微机型主变压器保护的双重化在石化电网的应用摘要在石化电网中，主变压器是用以升、降压和联络的重要元件。

虽然现代生产的主变压器结构可靠，故障机会较少，但其损坏后修复周期长，如果主变压器故障，石化电网的正常运行方式将被破坏，造成发电厂停机及化工装置停机等重大损失。

所以，确保石化电网主变压器的安全连续运行意义重大。

本文就大庆石化电网优化工程项目中，热电厂#7、#8主变压器的保护双重化实践遇到的一些问题进行了论述。

关键词变压器保护；双重化配置；保护配置1 保护配置根据GB/14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，容量和电压等级各不相同的电力变压器配置不尽相同的保护。

#7、#8主变压器包括差动整断、稳态比率差动等全部电气量主保护，瓦斯等非电气量主保护和其他常规电气量保护，另外，还包括主变压器220kV侧、110kV侧、10kV发电机侧和6kV 高厂变侧的零序方向过流、间隙零序过流、零序过压、复合电压闭锁等后备保护及各类报警信号。

在国家电力公司2000年9月发布的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中明确提出，220kV主变压器的微机保护必须双重化。

因此，热电厂#7、#8主变压器保护装置均采用双重化配置，包括RCS-978E电气量保护装置和RCS-974非电气量保护装置。

而#7、#8主变压器220kV侧采用内桥型接线，GIS中的断路器分别具有两组跳闸线圈，该两套保护装置分别动作于断路器中的一组跳闸线圈。

#7、#8主变压器差动保护电流分别取自220kV断路器侧和桥联侧、110kV侧、发电机10kV侧、高厂变6kV侧电流互感器的专用次级线圈，具体接入方式如图1所示。

双重化的保护采用同一厂家、相同原理和相同接线方式，对变压器发生各类复杂故障时可靠切除故障和日常设备运行维护更加有利。

2 保护整定2.1 差动速断保护整定原则：按躲过励磁涌流，最严重外部故障时的不平衡电流及互感器饱和，并保证在最小运行方式下最小短路电流有足够灵敏度整定。