杜卓群

摘要：对变电站500KV变压器不同运行状态进行检测，通过对变压器保护配置与运行情况进行分析，将有利于供电公司工作人员准确对变压器故障进行判断，从而找出原因，并采取有效措施解决。本论文主要从500KV变压器正常运行着手分析，分析了500KV变压器保护的特征与配置，并对保护装置的运行进行分析，希望给相关工作人员提供参考。

关键词：500KV变压器保护；配置；运行；维护

1、500kV变压器保护特点及配置

500kV变压器的工作电压高，容量大，在电网中占有十分重要的地位，一旦变压器出现问题或者继电保护出现故障则会引起主变停电，从而造成重要的经济损失，进行主变组装、拆卸的工程量十分巨大，进行检验与维修的时间比较长，因此，在变压器出现故障是要尽快进行故障查找，并进行故障排除，500KV电力变压器相比于220 kV变压器的灵敏度更高，可靠性更强。

1.1、500KV主保护双重化配置

为了增强变压器保护的可靠性，500 kV变压器主保护要采取双重化配置。主保护是纵联差动保护，通常配置 和 纵差保护。

1）差动保护具有差电流速断功能，对于差动保护区内出现的故障能够进行检测，对于变压器短路最初20ms内，电流互感器在饱和之前进行差电流速断并进行故障排除。

2）比率制动能够提高差动保护的灵敏度，伴随外部穿越性短路电流的变化而变化，当出现系统故障短路时电流增大，尽管有制动作用，但选择合理的制动系数能够在保持制动的前提下，确保相应灵敏度。

3）保护装置具有谐波制动功效，可以防止变压器励磁涌流而引起的保护误动。在励磁涌流的谐波中，以二次谐波为最大，取二次谐波进行制动，从而实现制动效果。

1.2过励磁保护

500 kV 变压器铁芯正常工作磁密较高， 接近饱和磁密， 磁化曲线较“ 硬” 。在过励磁时，铁芯饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加很快，其中含有许多高次谐波，可引起铁芯、金属构件、绝缘材料过热。若过励磁倍数较高，持续时间过长，可能使变压器损坏。500kV变压器应装设过励磁保护。惠州站采用GEC -ALSTON 公司生产型号为GT I 的继电器，短时间报警，长时间动作跳三侧断路器，装设于主I保护屏

1.3、500KV变压器的相间后备保护

500 kV电力变压器通常采用单相变压器组，配置相间保护作为变压器引线与相邻母线相间故障的后备保护。例如，惠州站500kV主变相间后备保护采用距离保护，在500KV变压器以及220 kV侧安装保护套，设置保护屏。因为变压器的阻抗大，高压侧以及中压侧距离保护缺少对低压侧相间故障的灵敏度，低压侧为了保持灵敏度也应加装相间故障后备保护，有些500KV变电站采用35 kV侧过流保护。在保持有制动的前提下，能够实现保护灵敏度。

2、各种保护装置分析

2.1、 差动保护

具有与差动保护功能，与通用变压器差动保护原理类似，具有比率差动、二次谐波制动以及无制动电流速断作用。中间变流器采用软件式对变压器变比与接线组进行修正，无需另外装设中间变流器。动作时间快，能够集变压器主保护与辅助功能为一体，对负荷电流、差流等进行实时显示，同时能够实现自检。

2.2、 差流继电器与电流速

差流继电器是传统的差动继电器，具有比率制动功能，简单的整定检验，可以选择比率制动曲线抽头，依据曲线选定动作值。因为4C21是传统式继电器，所有动作比较慢，进行故障切除的时间 比较长，在小电流下动作的灵敏度较差，继电器电磁线圈较多，CT负担比较重。

2.3、高阻抗差动继电器DAD3

DAD3为集成电路型小电流继电器，具有动作快速，输入滤波器能有效滤除直流分量及消除谐波分量影响，CT二次断线报警等特点。交流输入为高压侧、中压侧及公共绕组套管电流，交流回路与主保护不同。

2.4、THR距离保护装置

THR距离保护装置能够实现变压器方向过流，THR型号比较常见的是4PE2，这一型号保护装置具有以下功效：具有相间故障选择功效；对4段阻抗值具有保护作用；选择接地故障功能；THR距离保护装置分两段出口，作为变压器后备保护，，具有可供选择圆形特征和变形特征。

2.5、GTT过励磁保护继电器

在空载合闸瞬间主变压器所产生的冲击振荡可以用GTT过励磁保护继電器进行保护，遵循v/f原理构成的继电器借助电压与频率比值的高低对过励磁进行判断，从1.0至1.25之间定值可进行调节，同时，结合变压器厂家提供的特性曲线作为整定标准。输出触点通常由两对：第一对延时0.5～1 s作为报警输出，另一对延时5～30 s可调，作跳闸输出。

3、500KV变压器保护装置运行中的问题及改进对策

3.1、两套THR保护装置电流回路设计

在保护装置的设计中，将进口保护装置放置与电流回路前端，将国产保护装置放置于后端，在国产保护装置有动作时，主变接口屏将电流回路短接，从而不会对进口保护装置产生影响。依据THR装置原理的相关要求，装置内部要形成具有中性点的电流回路，来启动零序电流，交流电流回路经THR装置后实际无电流输出，而将国产保护放置在前端，将进口保护装置放置与末尾，回路在调整后，当国产保护装置有动作时，将其对应电流回路采用跨接的方法，而不能采用短接方法，如果采用短接的方法则会对进行装置产生影响，从而影响进口装置的正常运行。

500 kV 主变差动保护 CT 自动切换回路失去直流电源时， 其启动继 电器 、 失磁，触点返 回， 迫使多个 CT 切换继 电器 （双位置继电器 ， 95C -1 A、B、 C 、D ）返 回， 见图 2。其后果将造成运行中变压器差动保护的 220 kV 侧电流被短接 ，使主变差动保护失去一侧电流而误动跳闸。

图 1 差动保护CT切换启动 回路及电源

改造后C3自动切换回路需满足： 保证其CT自动切换功能变；当 CT 自动切换 回路失去电源时，不会引起差动保护误动；当CT自动切换 回路失去电源时，应有告警信号。

图2 改造前二次图

3.2、TR212、TR213跳闸继电器的运用

在继电器的应用中，TR212为瞬动触点继电器，而TR213为动作自保持继电器，此外有电动复归线圈。这类继电器能够提高动作速度，提升断弧性能的可靠度，动作线圈的线径较粗，减少匝数，励磁时电流较大，增加线圈电动力，提升动作的可靠性，触点间隙变大，可以有效断弧。进行调试过程中，要注意测试方法，用冲击电压进行动作可靠性测定，不能以逐渐升压方法来进行动作电压值的测定，当通电时间较长会造成线圈过热。如果温度过高则会烧坏线圈。TR213继电器与国产继电器构造类似，是为永久性故障而设置的跳闸出口继电器，不同的是动作速度以及触点容量，是按跳闸继电器要求进行设计的。

图3 改造后的二次图

3.3、主变失灵保护启动回路的相关问题

主变失灵保护动作时，会造成母线所接所有元件跳闸，产生重大影响。据相关统计数据表明，失灵保护误动的情况比较多，特别是失灵保护引起的误启动。当启动回路时，要保证双重闭锁，以免造成误启动；进行短路切除后不能立即复归保护，也不能启动失灵保护。失灵保护启动回路的以保护启动作为启动原则，然而当断路器没有断开，原启动回路采用断路器位置继电器触点串保护出口继电器触点组成，依据相关经验，断路器辅助触点不很可靠，改为相电流判别元件启动则更加稳固。

4、结语

综上所述，通过对变电站500kV变压器保护配置与运行进行介绍与分析，主要分析了500KV变压器保护的特点以及配置，對各种保护装置进行分析，同时，变压器保护装置运行中存在的问题以及改进对策进行研究，通过深入了解各类保护装置的性能，结合保护装置运行原理，就做好设备调试、维护工作提出了可行性建议，以此来推进500KV变压器保护配置与运行的顺畅。

参考文献：

[1] 苏晓. 500 kV变电站扩建改造二次接线注意事项及措施[J]. 电力系统保护与控制，2010，38（3）.

[2] 张会文，张帅辉. 500KV主变差动保护误动分析（J].电力系统保护与控制，2013，（11）.