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浅谈主变保护的几个问题及相关处理措施摘要论述主变保护在现场应用时的几个问题,提出一些针对性的改进措施和反事故措施,希望能引起现场检修和运行人员的重视。
关键词主变保护;断路器;非电量;试验1分析变压器断路器启动失灵时电压灵敏度问题《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》(DL/T559-94)第2.17条规定“一般情况下,220kV变压器保护可不启动断路器失灵保护”。
在电网的实际情况是220kV变压器保护启动断路器失灵保护,因为失灵保护一般不考虑断路器三相同时失灵的情况,变压器断路器并不是三相机械联动,而是电气联动,这样的话,仍有断路器单相拒动的可能。
因此主变高压侧开关仍需启动失灵,但是当主变低压侧短路或低压侧匝间故障而高压侧断路器失灵时,断路器失灵保护的复合电压闭锁灵敏度往往存在问题,导致失灵保护因电压闭锁不能开放而拒动。
国电公司“二十五项重点反措”要求主变启动失灵时要求具备解除失灵保护的复合电压闭锁回路,因此微机变压器保护应具备主变“各侧复合电压闭锁动作”并联后或主变保护动作串接主变断路器过流触点的输出。
目前主变辅助保护一般只提供一对“解除复合电压闭锁”触点,而失灵保护的复合电压闭锁存在Ⅰ母和Ⅱ母电压回路,建议按图1进行此回路的完善。
图1主变启动失灵时解除失灵保护复合电压闭锁图图1中K为主变保护屏中“解除复合电压闭锁”触点,1YQJ、2YQJ分别为主变高压侧Ⅰ母、Ⅱ母隔离开关重动触点。
在该增加的回路中,“解除复合电压闭锁”启动时间一般整定为瞬时启动,对于“解除失灵保护复合电压闭锁的返回延时”,如果考虑主变差动保护动作切除中低压侧开关后,低压母线或中压母线电压可能会立即恢复正常(比如变压器中低压侧有小电源或并列运行),从而没有起到开放失灵保护复合电压闭锁的作用。
延时返回的时间应保证:即使是低压侧区内故障,差动保护或低压侧后备保护能有足够的时间启动失灵保护跳开故障变压器所在母线的所有元件。
变压器复合电压闭锁过流保护本文分析了镇江地区部分常用主变复压闭锁过流保护的原理及复压压板的运行要点，整理、提炼了复压压板操作的重点、难点，为设备安全运维提供参考。
复合电压闭锁过流保护作为变压器或其相邻元件的后备保护，反映变压器内部及引出线相间短路故障或系统故障。
复合电压闭锁过流保护的元件构成、工作原理及电压互感器检修和异常时对复合电压元件的影响。
标签：复合电压闭锁过流；变压器；原理；异常影响一、复压闭锁过流保护原理（一）复压闭锁功能为防止负荷瞬间突变达到启动定值而引起保护装置的误动，引入复压进行判别，同时短路故障比瞬时过负荷时的电压下降更严重且非对称短路含有负序分量，因此过流保护经复压闭锁，可提高主变过流保护的灵敏度并扩大其后备保护的作用范围。
（二）复压闭锁过流的工作原理复压闭锁过流保护原理，其中，KA1，KA2，KA3分别为电流继电器，KVN 为负序单元，KV为低电压继电器，KT为时间继电器，KS为信号继电器，KOM 为保护出口中间继电器。
复压闭锁元件由低电压继电器（KV）和负序过电压继电器（KVN）组成，发生故障时：1）当发生两相接地短路故障或两相短路故障的时候，由于有接地发生，所以故障量中会有负序电压出现，因此负序电压继电器（KVN）就会首先动作，它的常闭接点打开，这样低电压继电器（KV）就会失磁，其常闭点闭合，紧接着中间继电器（KM）就会接通，假如这时有任何一相电流过流，即在KA1，KA2，KA3电流继电器中，有任意的一个继电器动作，就会使得时间继电器（KT）回路接通，经过一定的延时t后保护就会启动，开关发生跳闸。
2）在发生A，B，C三相相间短路故障时，由于没有出现负序电压信号，所以负序电压继电器（KVN）就不会启动，它的接点继续保持闭合状态，但是由于母线的三相电压同时出现了下降，因此低电压继电器失磁复归并且使它的接点闭合，同一时间，三相的电流继电器都会动作，再经延时t后保护就会动作，变压器两侧断路器跳闸，切除故障。
变电运行过程中复压方向过流保护的相关研究郝建峰发布时间：2021-12-23T08:15:46.968Z 来源：《中国电力企业管理》2021年9月作者：郝建峰[导读] 随着经济建设快速发展，各个行业对电力电量的需求不断升高，供电系统承担着新的机遇与新任务，尤其是变电器稳定运行更是供电系统关注的重要课题。
国网太原供电公司郝建峰山西太原 030000摘要：随着经济建设快速发展，各个行业对电力电量的需求不断升高，供电系统承担着新的机遇与新任务，尤其是变电器稳定运行更是供电系统关注的重要课题。
在变电实际运行中，变电复压方向的过流保护时常发生不正确动作，严重影响到供电网络的稳定安全。
为了提升变电运行的时效性，要整合运行要求和具体操作规范，提高故障处理效率。
本文分析了变电运行过程中复压方向过流保护的基本原理、原则和对应的整定数值，并对误动原因予以讨论，针对过流保护整改措施提出了几点建议。
关键词：变电运行；复压方向；过流保护引言在变电运动中，变压器属于关键设备，其运行安全可靠直接关系着整个电网的正常运行。
在变电运行过程中，如果变压器发生故障，必定会对供电的可靠性及系统正常运行造成严重后果。
近些年，变压器无论是设计与材料还是结构上都有极大改善，变压器发生故障几率较小。
但是在运行过程中依然可能出现各种类型故障与异常情况。
因此要确保变压器能够安全运行、避免进一步扩大故障，变压器的继电保护装置是保障体系中重要的组成部分。
因此，分析复压过电流保护的运行情况，加强保护装置的维护装置，对变电器安全稳定运行具有实用意义。
1复压过流保护工作原理电力系统出现故障时，常伴随的现象是电流的增大和电压的降低，过流保护就是通过系统故障时电流的急剧增大来实现的。
由于大型设备的启动也会造成电流的瞬间增大，也有可能造成保护的误动作。
为了防止其误动作，在保护中增加低电压元件，将PT电压引入保护装置中，构成电压闭锁电流的保护，只有在电流的增大和电压的降低这两个条件同时满足时才出口跳闸。
主变复合电压闭锁过流保护动作条件下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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复合电压闭锁过流保护复合电压是由相间低电压和负序电压构成，一般组成闭锁元件，防止保护误动。
复合电压闭锁过流保护：本保护反应相间短路故障，作为变压器等保护的后备保护。
包括以下元件：低电压元件，电压取自本侧的YH或变压器各侧的YH。
动作判据：动作值小于低电压元件整定值。
负序电压元件，电压取自本侧或变压器各侧，动作判据：动作值大于负序电压元件整定值。
过流元件，电流取自本侧的LH，任一相电流大于过流定值。
两个电压元件是或的关系，加上过流元件，就满足复合电压闭锁过流保护的出口条件了。
关于主变复合电压闭锁过流保护的讨论？变电站主变的复合电压闭锁过流保护是让电压与电流配合保护，复压取负序电压和线电压，任意一个电压保护满足出口、电流达到整定值保护才能出口，如果电压不满足即使过电流保护也将被闭锁不出口。
现在的问题是，在低压侧（6KV 出线）出线短路时，有几次出线柜未能及时动作，而直接引起上一级变电站该路出线（35KV）重合闸动作。
因为复合电压闭锁过流保护是利用正序低电压和负序过电压来作为动作条件（是闭锁，还是出口）。
低电压的整定值一般应为0.7倍变压器额定线电压值；而负序电压一般为0.06～0.12倍变压器额定线电压值。
请你查看一下定值。
复合电压闭锁过流保护功能是作为馈线或者变压器保护的后备，其功能是完成系统在最大（或最小运行方式下）线路终端两相短路（负序闭锁）或三相短路（低电压闭锁）时，故障电流达不到速断整定值，过流延时时间又太长。
至于整定值问题，我的经验是这样子的，过流值小于等于过流整定值，低电压定值70％～80％Un，负序呢8％Un左右就OK了！时间当然是比过流延时时间小得多了！差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。
复合电压启动的过电流保护
1．复合电压启动的过电流爱护的原理接线
如下图所示。
2．爱护组成
电流元件、电压元件（含负序电压继电器KVN和低电压继电器KV）、时间元件。
3．装置动作状况
（1）当发生不对称短路时，故障相电流继电器动作，同时负序电压继电器动作，其动断触点断开，致使低电压继电器KV失压，动断触点闭合，起动闭锁中间继电器KM。
相电流继电器通过KM常开触点起动时间继电器KT，经整定延时起动信号和出口继电器，将变压器两侧断路器断开。
（2）当发生对称短路时，由于短路初始瞬间也会消失短时的负序电压，KVN也会动作，使KV失去电压。
当负序电压消逝后，KVN返回，动断触点闭合，此时加于KV线圈上的电压已是对称短路时的低电压，只要该电压小于低电压继电器的返回电压KV不致于返回，而且KV的返回电压是其起动电压的Kre（大于1）倍，因此，电压元件的灵敏度可提高Kre倍。
复合电压启动的过流爱护在对称短路和不对称短路时都有较高的灵敏度。
4．负序电压继电器的起动电压整定
负序电压继电器的起动电压按躲开正常运行状况下负序电压滤过器输出的最大不平衡电压整定。
依据运行阅历，取：
5．复合电压启动的过电流爱护的优点
(1)由于负序电压继电器的整定值较小，因此对于不对称短路，其灵敏系数较高。
(2)对于对称短路，电压元件的灵敏性可提高1.15～1.2倍。
(3)由于爱护反应负序电压，因此对于变压器后的不对称短路，与变压器的接线方式无关。
关于复压过流,复合电压,零序电压,过电压的保护问题电力系统过电压是高电压研究范畴。
电力系统过电压分为外部过电压和内部过电压。
外部过电压指大气过电压，简单说就是雷击。
内部过电压包括操作过电压及谐振过电压，操作过电压指因操作失误，故障、运行方式改变等引起系统过电压，以下情况易发生：拉合电容器或空载长线路；断开空载变压器，电抗器，消弧线圈及同步电机等；在中性点小接地系统中，一相接地后，发生间歇电弧等。
谐振过电压指因操作失误，故障后，在系统某些部分形成L，C自振回路，当自振频率与电网频率满足一定关系而发生谐振，引起过电压。
内部过电压的根本原因在于L，C元件是储能元件，根据能量守衡定律，其储能不能突变。
复合电压是保护中的。
复合电压是由相间低电压和负序电压构成，一般组成闭锁元件，防止保护误动。
复压过流是不是低电压和负序电压闭锁过电流的意思,不包括过电压和零序电压吗?那大型(启备变和厂高变,主变)变压器的过电压保护是由什么来实现的呢?是升压站内的过电压保护装置吗?不用考虑变压器的低压侧过电压.复压过流的概念基本没错，只是判据一般还有零序电压。
过电压保护一般设在长线路上，防止操作过电压，而且由于是对侧引起的本测过电压所以一般跳闸是远跳对侧开关。
至于变压器等大型设备一般不容易造成过电压现象，（振荡情况下由于变压器系统阻抗很大，振荡中心很难落入变压器内部，关于这点我也不是很有把握，请知道的弟兄指正）。
所以一般在大型变压器特别是中性点直接接地系统，保护配置上不考虑过电压保护。
只有一些中性点不接地或经大电阻接地的变压器才考虑防止中性点偏移产生过电压伤害主设备而装设中性点过电压保护。
复压闭锁过流的复压未必就不包括零序电压。
在作为低压线路的保护或者主变的低后备时，由于处于中性点不接地系统，当然复压就不包括零序电压，采用正序电压越下限和负序电压越上限的组合逻辑。
但是对于中性点接地系统，复压闭锁过流往往仅用于主变高后备，这时是包括零序电压的。
110kV主变压器保护技术条件保护配置（一）主保护（1）纵联差动保护：装置应满足包含主变高低压侧差动功能，包括差动速断、比率差动保护，保护变压器绕组及其引出线的相间短路故障，保护动作跳开变压器各侧断路器。
（2）设有CT二次回路断线检查告警信号或闭锁差动保护（不包括差流速断）的功能。
（3）主保护启动跳开高压侧、低压侧断路器。
（二）后备保护1、110kV侧后备保护（1）复合电压闭锁过流（方向）保护，保护为二段式。
第一段带方向，方向可整定，设两个时限。
第二段不带方向。
第一时限跳开高压侧断路器，第二时限跳开高压侧、低压侧断路器。
第二段不带方向，延时跳开高压侧、低压侧断路器。
（2）零序过流（方向）保护，保护为二段式。
第一段带方向，方向可整定，设两个时限，第一时限跳开高压侧断路器，第二时限跳开高压侧、低压侧断路器。
第二段不带方向，延时跳开高压侧、低压侧断路器。
（3）中性点间隙电流保护、零序电压保护。
延时跳开各侧断路器。
（4）过负荷保护。
带延时动作于信号，无人值守动作于信号与跳闸。
（5）变压器高压侧断路器失灵保护动作后跳变压器各侧断路器功能。
变压器高压侧断路器失灵保护动作接点开入后，应经灵敏的、不需整定的电流元件并带50ms延时后跳变压器各侧断路器。
2、35kV侧后备保护（1）复合电压闭锁过流保护：保护为二段式，第一段第一时限跳开分段断路器，第二时限跳开本侧断路器；第二段第一时限跳开分段断路器，第二时限跳开本侧断路器，第三时限跳开主变压器各侧断路器。
（2）限时速断过电流保护，设一段二时限，第一时限跳开本侧断路器，第二时限跳开变压器各侧断路器。
（3）过负荷保护：动作于发信号。
（三）非电量保护非电量保护：包括本体轻/重瓦斯保护、压力释放、油温升高/过高、绕组温度升高/过高、油位异常保护等，保护动作于跳闸和信号。
跳闸型非电量瞬时或延时跳闸，信号型非电量瞬间发信号。
跳闸型非电量保护出口继电器动作时间范围为10ms～35ms，当其动作电压低于额定电压55%时应可靠不动作。
主变低压侧复合电压过流保护动作故障分析及处理
作者：罗增寿
来源：《中国科技纵横》2020年第10期
摘要：主变低压侧复合电压过电流保护是主变低压侧及其连接设备的后备保护，对主变的安全运行有着重要的作用，本文通过对主变低压侧复合电压过电流保护事件故障情况进行分析和提出处理办法，并判定事故的主要原因，提出整改、防范措施和经验反馈。
关键词：变压器;母线开关柜;三相短路故障;故障原因;防范措施
中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）10-0157-02
1融安水电站简介
融安水电站与浮石水电站共用现有的浮石水电站大坝及水库，厂房位于浮石水电站大坝右岸上游200m处冲沟出口处。
融安水电站灯泡贯流式水轮发电机组1台，装机容量1×18MW，水轮发电机组为东方电机厂生产，水轮机、发电机型号分别为GZD654-WP-590、SFWG18-64/6250，其机组也通常称浮石水电厂#4机组，电站于2015年7月26日投产发电。
融安水电站经#3主变接入浮石电厂开关站，通过浮石电厂原有的两条110kV线路接入系统。
#3主变型号为SF11-20000/110，高、低侧后备保护均设有复合电压过电流保护。
2事故前浮石电厂、融安电站运行方式
事故前设备运行方式：浮石水电厂3台机组各带15MW负荷，融安电站机组停机备用。
厂用电正常方式运行（#1厂变带厂用400VⅠ段，#2厂变带厂用400VⅡ段，#3厂变带厂用400VⅢ段）。
天气：阴雨，室内湿度97%。
事故后设备运行方式：#4机组在开机并网后升负荷的过程中，出口开关4跳闸，机组甩负荷后空载运行;105开关跳闸，3#主变停运，943开关跳闸，#3厂变失压，厂用电备自投装置正常动作，厂用电切换由浮石电厂侧供电。
3事件简况
2017年04月05日17：18#4机组并网，在增加机组出力的过程中，17：22 监控上位机报“#3主变保护动作”告警，主变高压侧105开关跳闸、#4机组出口开关跳闸，机组甩负荷后空载运行，#3厂变943开关跳闸，厂用电备自投装置正常动作，厂用电切换由浮石电厂侧供电。
主变保护屏查看，低压侧后备保护装置显示：复合电压方向过流保护动作。
4事件处理过程
4.1运行检查处理
（1）运行人员立即用工业视频监控视频查看发现融安水电站10.5kV高压室有明显烟雾。
（2）同时，立即安排当班人员现场检查：1）#3主变及高压侧外观无发现明显异常，#3主变温度、油位正常;2）主变低压侧连接电缆至10.5kV高压室检查发现有明显烟雾和绝缘焦味;3）#3主变保护屏检查有“#3主变后备保护动作”告警，“复合电压方向过流保护”动作;4）厂用
400VⅢ由浮石电厂侧供电正常。
（3）将事故情况汇报调度、电厂领导，申请中调停#4机停机，按水情带负荷，并要求电厂立即安排运维人员现场检查。
（4）运行人员做停电隔离安全措施，拉开#3主变高压侧开关及刀闸和低压侧10kVⅢ段母线各手车开关、手车隔离手车摇至“试验”位置，并在各侧挂接地线和合上地刀，完成安全措施[1]。
4.2维护检查处理过程
（1）打开主变低压测10kV隔离开关柜后盖板和顶盖板检查，发现母线室被击穿短路熏黑，柜内母排室全部被烟尘熏黑，C相母线排有局部烧蚀熔化点，C相主母线排与支路连接部位螺栓较松。
（2）经检查并确认设备已损坏，对设备损坏情况的检查后，联系厂家要求以最快的速度准备维修方案和所需更换部件。
（3）对#3主变绝缘检查，高压绕组对地2500MΩ，低压绕住对地400MΩ，结果正常。
（4）对10kV受损柜母线的绝缘检查，绝缘电阻为A相
8MΩ、B相4MΩ、C相1.5MΩ，不合格。
（5）对受损开关柜进行清扫、检查、缺陷取证、样品加热试验、打磨、刷漆。
（6）04月08日14：00 绝缘件和母排经空运到达现场，开始进行安装。
（7）04月09日13：00热缩护套通过快递到达现场。
17：00完成设备安装、做交流耐压试验和测绝缘电阻合格。
18：11#3主变和10kV开关柜恢复正常运行。
5事件原因分析
5.1故障录波波形分析（保护装置事件报告录波图如图1）
从主变保护录波图看，三相短路故障发生前电压波形已经异常：A、B相电压波形正常幅值变大，C相波形显示接近0V，从电压波形图的峰值（约141V）计算出A、B相电压的有效值月为141/√2=100V， A、B相電压较正常电压（57V）高出了√3倍，符合不接地系统单相接地故障特征，确认为C相发生单相接地故障。
主变保护录波图时间轴0ms时刻后发展成三相短路故障，三相短路电流突然变大（290ms时为：28.55A），三相电压突然接近0V，短路电流大于保护动作定值（14.8A），主变底后备保护动作跳开各侧电源开关，切断故障点，电压、电流均为零。
根据上述分析可判断：故障点应在主变差动保护范围以外设备，即C相先发生接地故障，接着发生了三相接地短路，保护装置动作正确。
5.2母线现场检查情况
（1）主变低压侧9033隔离小车的检查：将隔离小车退出，下端动触头完好，色泽光艳，上端动触头完好，表面有烟熏粉渍。
（2）开关柜母线室检查：拆开母线室后盖板，发现内部母线室侧壁全部被熏黑，拆开母线室顶部盖板，内部全部被熏黑，母线绝缘护套跌落且呈焦
状。
进一步检查发现母线与支路连接处的连接螺杆没有上紧，但螺杆没有烧弧痕迹。
（3）母线室清扫后，击穿点的复原取证：因在母线拆除前空间有限，无法清楚查看短路点，在对母线室进行清扫和拆除全部母排和绝缘件后，分别将A、B、C各相母线和绝缘件按原安装位置复原摆放，并进行检查，以便准确认定放电击穿路径。
现场检查发现C相母线有2处放电击穿点，A、B相各有1处放电击穿点，其中C相铜母排击穿溶化点在穿墙套管内部，是唯一不是通过空气击穿的短路点，应该是穿墙套管被击穿形成对金属隔板放电短路，可以确定是造成单相接地的部位。
C相发生单相接地后与A、B相通过空气击穿造成三相短路。
5.3相关的检验性试验
（1）母线（故障现状）耐压试验：为了判明故障点是否为永久性故障，在保持故障原状态情况下，我们分别通过试验变压器对三相母线进行了加压试验。
试验结果，C相母线在5kV 时支柱绝缘子底座和静触头盒放电，A、B相母线在10kv时支柱绝缘子底座和静触头盒放电。
每次放电均有烟雾产生。
可以认定C相为永久性故障，A、B相接近永久性故障性质。
（2）母线绝缘件加热试验：为了检验母线室内的黑色烟尘的来源，我们对热缩套管、穿墙套管和支柱绝缘子进行了电炉加热试验。
试验结果，在达到温度400℃左右情况下，绝缘件均产生浓烟和燃烧。
5.4原因分析及结论
5.4.1 C相绝缘击穿接地的可能原因
（1）C相支母排与主母排的连接螺栓松动，母线室连接母排通过电流增加时，母排温度突变非线性升高，异常高温使穿墙套管绝缘性能下降。
（2）高温使热缩护套燃烧产生碳粉烟尘，并附着在穿墙套管上降低了绝缘性能。
（3）C相穿墙套管有隐藏性缺陷，经过一定时间运行后发展和进一步恶化（4月10日上午对该套管进行了外观检查和施加42kV交流耐压试验，排除套管有裂纹隐藏性缺陷）。
（4）4月5日当天环境湿度较大（为97%），也是对设备运行不利的一个次要因素。
5.4.2三相接地短路原因
C相發生单相接地后，A、B相通过空气击穿引起三相短路。
原因：（1）与上述第2点共同的原因，高温使热缩护套燃烧产生碳粉烟尘，烟尘弥漫在母线室造成空气绝缘强度下降。
（2）C相母线单相接地电弧放电产生大量烟尘，使母线室空气绝缘强度急速降低。
（3）C相单相接地造成A、B相对地电压由相电压上升到线电压。
（4）4月5日当天环境湿度较大（为97%），也是对设备运行不利的一个次要因素[2]。
5.5结论
主变低压侧开关柜C相支母排与主母排的连接螺栓松动，母线室连接母排通过电流增加时，母排温度突变非线性升高，异常高温使穿墙套管绝缘性能下降，造成C相发生单相接地，后A、B相通过空气击穿引起三相短路，由于故障点在主变差动保护范围外，故主变低压侧复合电压方向过流保护动作。
6整改措施
（1）全面检查该项目所有封闭母线，是否存在螺杆未压紧、母线绝缘护套有无老化、绝缘件有无放电痕迹等情况。
（2）在大电流汇集母线柜加装温度检测装置。
（3）完善电厂电气设备检修文件包，将检查封闭母线列入年度常规检修内容。
（4）完善主变10kV母线接地保护，将零序电压接入主变保护。
（5）完善主变差动保护的保护范围，按原设计该段母线未在主变差动的保护范围。
7经验反馈
（1）项目施工管理应选择能力强、资质高的设计、施工与监理单位。
（2）加强对设备的检修维护管理，特别是一次设备封蔽部位，如开关柜内部等，都需要在检修期进行彻底检查，发现问题及时处理消除，以防患于未然，机电设备安全运行。
（3）加强对新投运设备的安装施工过程监督、验收管理以及设备检修过程监督、验收管理，特别是对一次设备的隐蔽部位，设备业主方应全过程监督和检查，发现问题及时要求整改。
（4）新投运的一次设备应加强人工对导流体的温度检查，建议在大电流汇集母线柜加装温度检测装置并引入监控系统，以便运行人员随时监视设备温度运行情况。
参考文献
[1] 李骏年.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，1993.
[2] 蓝之达.供用电工程[M].北京：中国电力出版社，1998.。
