苏振兴

摘要：目前，220kV三卷变压器在变电站中起到的作用越来越大。随着相关技术的发展，对于拥有220kV三卷变压器的变电站的保护越来越受到人们的重视。但是，在其中，对零序后备的保护显得更加的重要。在本文中阐述了零序后备保护的措施。

关键词：变电站三卷变压器 保护

TM41

一、概述

在电力系统中，三卷变压器的电压等级一般包括220kV三卷变压器、110kV三卷变压器和3kV三卷变压器。其中，在220kv和110kv的大流接地系统中，三绕组变压器既能够灵活地改变中性点接地方式，适应不同运行方式的需要，又能将这两个电压等级的进行隔离，为继电器保护的整定配合和限制系统接地故障电流提供了很大的方便，因此，三绕组变电站在电网中充当着越来越重要的地位。

二、三卷变电站的保护

在220kV三卷变压器的变电站的保护当中，变压器的三绕组的零序后备保护在其中占了很大的比重。

变压器的后备保护既可作为变压器外部故障引起的过电流的之后备保护，也可作为变压器本体保护的后备保护。变压器外部故障包括变压器各侧母线故障及其出线故障，还包括变压器后備保护所连接的电流互感器范围之外的线路故障；变压器本体保护包括反应内部短路和油面降低的瓦斯保护以及反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护。常用的变压器后备保护主要包括过电流保护(或者是复合电压闭锁过流保护)、零序电流保护、零序过电压保护。在不同的运行方式下，流过变压器各侧的潮流方向会有所改变，这使得各侧后备保护之间的配合带来一定的困难【1】。为了使变压器的后备保护既起到对变压器内部和外部故障的后备作用，又能具有选择性和快速性，要结合生产的实际情况，具体情况具体分析，提出最优的解决方案。

1. 220kV三卷变压器的方向零序电流I段和II段保护

该套保护是变压器高压侧中性点直接接地运行时的后备保护，方向指向变压器。其交流电流回路宜接至变压器高压侧套管TA，动作电流既要和变压器中压侧方向零序电流保护配合，又要与220 kV系统线路零序电流保护配合。

其中，不带方向的零序电流保护作为变压器高压侧中性点直接接地运行的后备保护时，按上级电网下达的限额整定为240～300 A}4～5 s。

2. 220kV三卷变压器的零序电流和零序电压保护

该套保护作为变压器高压侧中性点不接地运行时的后备保护。整定原则与110 kV零序电流和零序电压保护基本相同。

（1）零序电压保护按躲过220 kV三卷变压器的系统接地故障时的零序电压整定应为：

并且，

其中，

由上面可以计算得到：

因此，可以得到继电器动作电压。

（2）零序电压保护与变压器中性点绝缘水平相配合时，上述的电压会发生一些变化。

当取值为110kV的时候，得到

同110kV三卷变压器零序电压保护一样，以上两个条件不能同时满足，必须装设中性点击穿间隙保护。其中220kV三卷变压器间隙击穿工频电压约为120kV。

3. 零序电流电压保护的整定

变压器零序电流保护作为高压侧母线及其出线接地短路时的后备保护，将零序电流保护接于变压器中性点的电流互感器回路中，也可作为变压器高压侧出线到母线之间线路的接地短路保护。零序电流保护定值可与高压侧母线出线接地保护配合，也可与出线零序电流保护配合。在有两台变压器并列运行时，由于只能有一台接地，另一台变压器高压侧则要投入零序过电压保护，并且时间要比零序电流保护动作时间要低一个时间级，防止系统产生的工频过电压对不接地运行的变压器产生危害【2】。

4. 110kV三卷变压器方向零序电流I段和II段保护

110kV方向零序电流I段和Ⅱ段保护作为变压器中压侧中性点直接接地运行时的后备保护．方向指110kV母线，其交流电流回路如图1所示，既可以接110 kV高压套管电流互感器(TA)3LH上，同时也可以将其连接到中性点电流互感器4LH上。从保护范围看．接

到110 kV中性点TA上比较有利．不仅可作110kV母线主线路的后备保护，也可保护到变压器的线圈。但是，由于变压器正常运行时．4LH中无负荷电流流过，致使该套保护无法进行带负荷测试，该套保护的方向元件需要停用。这样，当变压器220 kV中性点同时接地时，需要将变压器110 kV系统中的外补偿接地点予以取消，否则，该套保护与220 kV系统的零序保护不能配合。为此，有的观点认为，应将该套保护的TA接至110 kV套管TA上，以避免前面所说的缺陷。

最完善的办法应该将变压器中压线圈短接接地的三相线头引出变压器，穿过一组套管TA后，再接成星形，方向零序电流保护的交流电流回路接到该套管TA上。这样，既扩大了保护范围又不限制运行方式。110 kV方向零序电流保护的动作值应与110 kV线路零序电流保护相配合，同时保证灵敏切除1lO kV母线接地故障，

5. 110kV三卷变压器零序电流和零序电压保护

这套保护作为变压器中压侧中性点不接地运行时的后备保护使用。零序电流保护的动作值按间隙放电电流的经验数据整定，一般取100 A。零序电压保护的动作值有2个整定原则。

（1）110kV三卷变压器系统发生接地故障时，系统的零序电压一般不超过变压器中性点绝缘所能承受的电压水平，此时，保护不应动作。所以，该保护的动作电压应大于系统故障时的零序电压。

（2）由于系统切除接地故障时，部分直接接地的变压器可能被同时切除，引起系统零序等值阻抗变大。最严重的情况是，110 kV系统的补偿接地变压器全部被切除，系统零序等值阻抗趋近于无穷。出现零序电压超过变压器中性点绝缘所能承受的电压水平(38．5 kV)。在这种情况下，变压器的零序电压保护应该动作，将变压器从故障系统中切除。所以，零序电压保护的动作值又应该小于变压器中性点绝缘所能承受的电压。

由此可见，以上两个条件不能同时满足，必须在中性点加装间隙保护。当系统零序电压过高，超过变压器中性点绝缘所能承受的电压水平，而零序电压保护又不能动作时，通过保护间隙放电，降低变压器中性点对地电压。同时，变压器中性点零序电流保护动作，将变压器从故障系统中切除。

三、总结

220kV三卷变压器在变电站中起到的作用越来越大，随着相关技术的发展，对于该类变电站的保护越来越受到人们的重视。但是，在其中，对零序后备的保护显得更加的重要。220 kV降压变压器高、中压侧的方向零序电流保护的交流电流回路宜分别接至各自的套管TA上。使用这些拥有很高科技含量的技术，既能扩大对变压器的保护范围，又能给变压器的运行带来方便。相信随着相关科学技术的发展，更好更有效的方法会被研究出来。

四、参考文献

[1] 郭建文，李坚.220kv变电站三卷变中低压侧变比设置的建议[A].华北电力技术,1999(5).

[2] 熊世泽.110kv三卷变压器后备保护问题探讨及处理[A].继电器,2000，(6).