（国核工程有限公司200233）
摘要:本文主要对电厂启动备用变压器的接线方式和运行特点进行了简单的分析,指出了通常配置的保护类型以及特点,对电厂启动备用变压器的常用的继电保护策略进行了重点分析,为相关人员在选用机电保护方式的时候提供可靠的依据。
关键词:火电厂启动/备用变压器继电保护策略
1启动备用变压器的常用接线方式以及运行的特点
第一,启动备用变压器作为电厂的启动和备用电源,在6KV侧通常有两个分支,在实际中为了节省成本,一般会使用三卷分裂变,下图图1为启动备用变压器的常见接线图。在图1中,T1表示启动备用变压器,QF1、QF2和QF3分别表示启动备用变压器高压侧、A和B分支的断路器,TA1、TA2、TA3分别表示启动备用变压器高压侧独立电流互感器、启动备用变压器高压侧套管电流互感器以及启动备用变压器高压侧中性点零序列电流互感器,TA4以及TA5表示启动备用变压器低压侧中性点令序列电流互感器;第二,如果启动备用变压器用作备用电源的时候,QF1是合闸的,如果工作电源发生故障时,QF2和QF3合闸带工作段运行,正是由于启动备用变压器具有这样的接线和运行方式,因此其的保护装置的方式和其它变压器也是有一定的区别的。
2启动备用电压器的继电保护装置
2.1差动保护
电厂中的启动备用变压器一般的变压器一样要要同时配有瓦斯保护以及差动保护作为主保护。差动保护装置是为了实现对变压器内部线圈的保护,防止引出线的相间以及接地线发生短路。
2.2高压侧过电流后备保护
第一,高压侧的过电流保护。过电流保护是启动备用变压器的后备保护,实际上是简单的相间短路后备保护。第二,低电压启动的高压侧的过电流保护。如果过电流保护的灵敏度不够,将采用低电压启动的过电流保护,此种保护通过对启动备用变压器6KV侧分支电压的判断,当低压侧母线的电压比规定的定值低时电流继电保护动作则出现。地电压器启动的高电压侧过电流保护的接线较为复杂,这在很大程度上增加了故障的可能性,而且一旦故障处理起来也比较麻烦,如果电压回路断线在电动机启动的时候该保护还有可能出现误动作的情况。第三是复合电压启动的过电流保护。该种保护是用一个负序电压继电器和一个和线电压相连接的低电压继电器来代替低电压启动的高压侧过电流保护中高压侧的三个低电压继电器。该种保护和低电压启动的过电流保护相比,具有很多优点,首先,在不对称短路时电压元件具有较高的灵敏度;其次,如果出现不对称短路的时候,接线方式不会给电压元件的工作状态造成任何影响;最后,在三相短路是,瞬间出现的零序电压在小时之后保护装置依然完成动作保护。该种保护由于具有如此之多的优点,因此应用的十分广泛。第四是复合过电流保护,该种保护是由过电流和负序过电流保护共同组成的。如果发生不对称短路时有负序电力保护动作来完成保护,如果出现对称短路则由过电流保护来完成保护。该种保护灵敏度较高而且接线方式简单,因此故障率就比较大。
纵观这四种保护,都有自己的优点和不足,如果过电流保护的灵敏度能满足实际的需要时就可以应用过电流保护,否则就可以配置后两种保护。
2.3高压侧零序过电流保护
第一,高压侧中性点零序过电流保护,在TA3上接入电量继电器实现对启动备用变压器高压侧绕组套管以及进线接地故障的保护。第二,在TA1上接入零序过滤器进而构成零序保护,如果启动备用变压器出现内部接地故障,可以按照高压侧木垫接地故障的零下电流来实现对电流的整定,但需要注意的是在某些电厂一些特殊的运行方式下灵敏度时无法保证的。第三,零序方向过电流保护,该保护通过方向元件的加装使得在220KV母线侧发生单相接地故障的时候不动作,在整定的时候只用考虑内部故障不同考虑外部故障,所以整定值较低,而且可以得到期望的保护效果。第四,零序差动保护,该种保护是在启动备用变压器的TA1上接入零序过滤器和TA3共同构成零序差动进而实现对对接地故障的后备保护,该种保护适合没有双重化的启动备用变压器,由于差动保护自身具有的特点在很大程度上提高了接地保护的灵敏度,同时接线也很简单。该种保护具有的优点有:首先,由于其具有较高的灵敏度,因此后期无需在进行有关灵敏度的校验;其次,由于对死接地方式的使用,只需多加一组零序电流互感器,因此对中性点绝缘要求也随之降低,同时可以节省很多的费用;最后,无需考虑时间的配合,只要保证保护的可靠性就可以快速实现对故障的处理。
纵观高压侧零序保护的四种方法,高压侧中性点零序过电流保护和在TA1上接入零序过滤器进而构成零序保护的保护方法在实际中应用的相对较多,而后两种应用的相对较少,但是综合各种因素考虑,零序差动保护和零序方向过电流保护比前两种保护方法要优越很多,因此在以后的工程中应该多加应用这两种保护方式。
2.4低压分支保护
低压分支保护主要包括低压分支限时速断保护、低压分支过电流保护两种保护方案,前者保护动作的灵敏度相对较低,但是动作的时间较短,后者和前者相比刚好相反。在实际应用中应该结合工程的需要来选择具体选用哪种保护方案,或者是同时加装。
2.5低压侧零序保护
低压侧的零序保护和其中性点的接地方式有一定的关系,在大型电厂中为了避免过电流并使得零序保护的灵敏度得到有效的提高,要尽量采用低阻接地,控制好接地电阻的大小。
结束语
总之,电厂启动备用变压器的继电保护策略主要包括纵联差动保护、高压侧的零序保护以及过电流后备保护、低压侧零序保护以及低压分支保护。在这些策略中,应用的比较多的是高压侧零序保护配置以及过流后备保护方法,但是综合比较,零差电流保护装置其实是一种很好的保护方式,因此在以后电厂的启动备用继电保护中应该多采用这种保护方案。
参考文献
[1]黄生睿,韩玮.500kV起动/备用变压器继电保护探讨[J].继电器.2006(15).
[2]魏燕,张保会,高华.启动/备用变压器保护配置剖析[J].电力自动化设备.2001(2).
[3]何雄,宋会平.备用电源自动化投入装置在荆州成网的运用[J].湖北电力.2005(2).