变电站主变保护及运行安全方法

变电站主变保护及运行安全方法探讨

王宏达

（河北省廊坊三河供电有限公司，河北廊坊065200）

摘要：结合多年实践工作经验，本着一切从实际出发的原则，对变电站主变保护运行中出现的问题及完善途径进行了分析论述。

关键词：变电站；主变保护；防雷保护；安全运行

0引言

在21世纪科学技术迅速发展的时代，人们对供电可靠性

提供了更高的要求。结合变电站日常运行中存在的问题，如何确保供电的可靠性，将直接关系到供电系统安全稳定的运行及日常生产活动的顺利进行。作为整个电力系统中的重要组成部分，变电站主变压器在运行中，一旦出现故障，就会造成供电中断，甚至引发严重的安全事故。针对该问题，可以结合计算机技术的相关优势，大力普及变压器微机保护，在提高变电站主变压器运行性能的同时，保证供电系统及变压器的安全运行。为此，笔者从以下2个方面出发，对这一问题进行详细分析。

1变电站主变及主变保护

在整个供电系统中，变电站作为电力资源输送及转换的核

心枢纽，对人们的日常生活及各行各业的生产有着极大影响。结合变电站的结构可以看出，主变作为一个单位或变电站的总降压变压器，其容量一般比较大。而一些用来配电的变压器，则被人们称为配电变压器，容量比主变压器的小一些。

所谓主变保护，一般是指在主变压器运行中，受其实际容量的影响，对其工作过程中的可靠性提出了较高的要求。但在实际运行中，由于变压器的容量不同，所要求的装设保护类别也不尽相同。从当前常用的主变角度出发，在对其进行保护时，所保护的内容主要包括以下2个方面：

（1）瓦斯保护。该保护的核心功能在于对电压进行承载与调节。在瓦斯分类中，主要包括主体瓦斯与有载瓦斯。有载重瓦斯多用在跳闸方面，而有载轻瓦斯则用于信号报告这一方面。（2）在变压器纵连差动保护中，多以三项式为主。

研究发现，在整个变电站主变保护的实际运行中，后备保护用于在主保护故障拒动情况下保护变压器。一般包含：（1）高压侧复合电压启动的过电流保护；（2）低压侧复合电压启动的过电流保护；（3）防御外部接地短路的零序电流、零序电压保护；（4）防止对称过负荷的过负荷保护；（5）和高压侧母线相联的保护：高压侧母线差动保护、

断路器失灵保护；（6）和低压侧母线相联的相关保护：低压侧母线差动保护等。

2变电站主变保护安全运行方法

从以上论述中可以看出，变电站主变压器的安全运行将直

接关系着电力资源的顺利输送。这就要求相关人员能够采取相应的保护措施，确保变电站主变压器的顺利运行。针对变电站主变保护安全运行所采取的方法，主要包括以下几个方面：2.1

变压器断路器启动失灵及完善途径

DL／T559—94《220～500kV电网继电保护装置运行整定规程》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。

”在对变压器断路启动失灵的众多因素中，笔者通过大量的实践观察发现，三相同时失灵往往不被维修人员考虑进去，导致变压器在出现短路时，所出现的联动并非三项机械联动，而是电气联动，这些都会引起断路器单相拒动。由此可以看出，主变压侧开关在启动时，仍会出现启动失灵的现象。一般来讲，断路器失灵保护的复合电压闭锁灵敏度经常出现或大或小的问题，直接导致失灵保护的现象发生。在解决这一问题的过程中，国电公司“二十五项重点反措”要求主变启动失灵时要具备解除失灵保护的复合电压闭锁回路。2.2

非电量保护问题的改进

当前，主变采取的非电量保护措施往往只有1套。在一些主变保护的实际设计中，习惯性将非电量保护设置在跳高压侧断路器的第一组线圈上。在实际运行中，一旦非电量保护启动，其出口处将会出现高压侧两组跳闸现象，并在该线圈的影响下，将该类保护出口备用触点由装置内引到端子上面，使其在原有的基础上出现出口跳高压侧第二组线圈的现象。但在实际应用中，与传统主变保护设计不同的是，设计人员在设计中还应充分考虑非电量保护及电量保护的性，确保在整个保护模式中电源与出口都能够做到，且要求非电量保护在运行时，不能启动断路器失灵保护，两者之间呈分开状态。在整个变压器非电量保护运行中，受油温高保护的控制，需要设计人员将此保护过程与跳闸相连接，笔者通过大量的实践观察发现，这些情况的出现多是由于温度表触点绝缘部位出现了移动。这就要求工作人员能够按照相应的要求，在变压器的上层油温度保护上，设置相应的信号保护，确保油温度与跳闸保护呈现出的趋势，在避免跳闸现象的同时避免绝缘及油温触点的现象发生。2.3

强化带负荷检查

在确保变电站主变保护安全运行的过程中，带负荷检查作为该保护程序中的最后一个环节，需要工作人员在开展工作时，按照以下步骤进行：在对微机主变保护的带负荷检查中，工作人员可以在传统检查方法的基础上，使用钳形相位仪测试的方法或对保护本身所显示的采样值进行对比，在避免仪器测试中出现问题的同时，从根本上保证测试的准确性。需要注意的是，在整个带负荷检查中，通过所有的检查项目能够看出，工作人员常常忽略开口三角电压、中性点电流及N相电流的测量。这就要求工作人员在日常工作中，能够端正自己的工作态度，本着认真、负责的工作理念，对各个保护环节进行检查，确保变电站主变保护的安全运行。

3配电变压器的防雷保护

雷击事故一般占变电站变压器事故总数的30%以上，为了防

止雷电波对配电变压器的侵害，保证配电变压器安全运行，下面将对几种常见形式的变压器防雷保护进行分析。3.1

三绕组变压器的保护

三绕组变压器在正常运行时，可能出现（下转第25页）

机电信息2012年第33期总第351期23DianqigongchengyuZidonghua◆电气工程与自动化

行分析，宝田北线情况对应。

（1）110kV宝田南线、宝田北线双回线并列运行，110kV湾坝线、35kV田汾线、35kV田红线并网运行，110kV宝田南线线路瞬时性故障，110kV宝田南线两侧光纤差动保护动作跳闸。220kV聚宝站侧110kV宝田南线检母线有压线路无压重110kV田坝站侧宝田南线检线路有压母线无压合闸重合成功，

及检同期重合闸可能成功或不成功。田坝站不会造成全站失电（不满足联切条件，不会联切湾坝线、田汾线、田红线）。

（2）110kV宝田南线、宝田北线双回线并列运行，110kV湾坝线、35kV田汾线、35kV田红线并网运行，110kV宝田南线、宝田北线线路同时瞬时性故障（因宝田南、北线部分为同塔110kV宝田南线、宝田北线两侧光纤差动保护动作跳双回线），闸。110kV田坝站侧110kV宝田南线、宝田北线线路保护动作均联切湾坝线1开关、田汾线361开关、田红线363开关。220kV聚宝站侧宝田南线、宝田北线均检母线有压线路无压重合闸重合成功，110kV田坝站侧检线路有压母线无压及检同期重合闸动作成功，110kV湾坝线1开关经重合闸延时动作重合成功，35kV田汾线361开关、田红线363开关由运行人员手动恢复供电。田坝站只短时失电。

（3）110kV宝田南线运行、宝田北线停用，110kV湾坝线、35kV田汾线、35kV田红线并网运行，110kV宝田南线线路瞬时性故障，110kV宝田南线两侧光纤差动保护动作跳闸，同时110kV田坝站110kV宝田南线线路保护动作联切110kV湾坝田汾线361开关、田红线363开关。220kV聚宝站线1开关、

侧宝田南线检母线有压线路无压重合闸重合成功，110kV田坝（上接第23页）

只有高、中压绕组工作而低压绕组开路的情况。此时，当高压或中压侧有雷电波侵入时，因处于开路状态的低压侧对地电容较小，可能使低压绕组上的感应过电压静电分量达到很高的数值，以致危害低压绕组的绝缘，所以应在每个分支绕组的任一相出口处装设一个避雷器保护。3.2

自耦变压器的保护

站侧检线路有压母线无压及检同期重合闸重合成功，110kV湾坝线1开关经重合闸延时动作重合成功，35kV田汾线361开关、田红线363开关由运行人员手动恢复供电。田坝站只短时失电。4.2

注意事项

（1）保护运行调试人员在进行保护检验、回路消缺等工作时，应做好安全措施，防止误启动宝田南线、宝田北线重动继电器，造成湾坝线1开关、田汾线361开关、田红线363开关跳（2）对该回路调整后，应立即对田坝变电站现场运行规程进闸。

行修编。（3）调度人员应对方法，在宝田南线、宝田北线均停用宝田北线联前，应注意提醒田坝站运行值班人员退出宝田南线、切湾坝线1开关、田汾线361开关、田红线363开关的启动压板和出口压板。

5结语

通过对110kV宝田南线、宝田北线线路保护在改造前后

的分析可知，改造前宝田南线、宝田北线双回线同时故障或宝宝田北线任一回路运行另一回路停用时，运行线路故田南线、

障均有可能造成110kV田坝站的全站失压，而改造后田坝站只会瞬时失压，因此有必要进行该回路的改造。

收稿日期：2012－07－19

作者简介：李强（1980—），男，陕西大荔人，工程师，研究方向：

电力系统。

向菲（1981—），女，重庆人，工程师，研究方向：电力系统。沈力（1981—），男，重庆人，助理工程师，研究方向：电力系统。

对变电站中的三绕组变压器、自耦变压器、组的纵绝缘。因此，

配电变压器以及变压器中性点的安全保护，提高变压器的安全可靠性迫在眉睫。

总之，随着人们生活水平的提高，用电量也在原有的基础强化变电站主变保护，在确保其正常运行的同时，上大大增加。

还能为电力资源的输送奠定坚实的基础。这就要求电力部门的工作人员能够结合变电站的实际运行状况，对其主变保护及运行方式给予重视，以便在发现问题时能及时采取措施进行维修，避免问题的进一步扩大。

［参考文献］

［１］宋剑白．配电变压器防雷措施的探讨［Ｊ］．煤炭技术，２００７（６）［２］黄子斌．基于不同型号主变保护装置的比率差动保护调试方法

分析［Ｊ］．今日科苑，２０１０（１０）

［３］王晓龙，田新成，王健，等．１１０ｋＶ变电站母线保护改造中存在

的问题和解决方法［Ｊ］．电工技术，２０１１（１）

［４］孙钰，王金君．变压器差动保护整定及现场调试［Ｊ］．农村电气

化，２０１１（５）

［５］莫冬青．试论变电站主变保护装置系统设计［Ｊ］．广东科技，

２００９（８）

收稿日期：2012－08－13

作者简介：王宏达（1973—），男，河北三河人，助理工程师，研

自耦变压器除了高、中压自耦绕组外，还有一个三角形接线的低压绕组。由于绕组对冲击波的阻抗比线路波阻抗大得A′点相当于接地，过电压主要加多，当高压侧有雷电波袭来时，在AA′绕组上，这就可能使其损坏。同样，当高压侧接有出线而中压侧来波时，也是如此。在这个低压绕组上同理应装设静电感应过电压的避雷器。3.3

变压器中性点的保护

在中性点直接接地的电网中，一相接地时中性点电位升高所以变压器的中的稳态值最大可达最高运行线电压的0.35倍，

性点保护可以采用灭弧电压为0.4倍系统最高运行线电压的避雷器。对于35kV及以下中性点不接地或不直接接地系统的变压器中性点，一般不需装设保护装置。

4结语

运行经验证明，经过电磁耦合，按变比关系在高压绕组上

感应出过电压。由于高压绕组出线端的电位由避雷器固定，在高压绕组上感应出的这种过电压将沿高压绕组分布，在中性点上达到最大值，可能击穿中性点附近的绝缘，同时也会危及绕

究方向：35kV、110kV变电站的运行和维护。

机电信息2012年第33期总第351期25