王长春，赵文刚，吕忠华，李 宁，陈国龙

(国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015)

线路变压器组继电保护优化配置

王长春，赵文刚，吕忠华，李 宁，陈国龙

(国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015)

分别对66 kV、220 kV、500 kV 3个电压等级的线路变压器组继电保护配置方案进行分析，确定最佳方案。66 kV线路变压器组，只在线路电源端配置线路保护，并将距离保护的保护范围延伸至变压器高压侧；“站中站”模式的66 kV线路变压器组，不配置线路保护，将电缆线路作为变压器一部分；220 kV线路变压器组，配置线路纵联保护，不配置独立的断路器失灵保护；500 kV线路变压器组，配置线路纵联保护和独立的断路器保护。

线路变压器组;继电保护;优化配置

线路变压器组具有设备少、投资省、维护方便等优点，其接线型式在220 kV及以下电网中被广泛采用。由于建设条件所限，一些距离市区较近的500 kV变电站也采用该接线型式。由于取消了母线，线路与变压器共用断路器，线路变压器组的继电保护配置有一定的特殊性，并且结合工程实际情况可做进一步优化处理。对于线路变压器组的继电保护配置应根据不同电压等级进行研究。

1 66 kV线路变压器组继电保护方案

1.1普通变电站

新建或改建66 kV变电站大多采用线路变压器组接线方式。由于本侧一般为负荷端，只需在对侧变电站配置线路和过电流保护。当该线路为专线时，可将距离保护一段范围延伸至本侧变压器高压侧或将距离保护二段整定为较短时限，以实现线路故障情况下的全线快速跳闸。这2种方式的区别在于线路故障距离保护一段动作跳闸后，前者由于不能区分线路与变压器故障，不能重合闸，而后者可以重合闸。对于有分支的线路，为保证选择性，距离一段只能保护线路的一部分,线路末端故障只能由后备段保护延时跳闸。在实际工程中，通常10 kV侧采用单母线分段接线，并配置分段备自投。当1个线路变压器单元跳闸后，启动备自投，由另1台主变带出全站负荷。

1.2“站中站”模式的变电站

当66 kV变电站与上级220 kV变电站距离非常近(在同一院内或仅一墙之隔)时采用“站中站”模式，两站间采用短电缆连接，形成线路变压器组的接线型式。对于这种情况，可以考虑以下3种保护配置方式。

a.线路和主变分别配置保护，由于线路(电缆)很短，配置距离保护整定困难，需采用光纤或导引线分相电流差动保护。此方案中保护配置清晰明确，但设备数量较多，投资较大。

b.不单独配置完整的变压器电气量保护，将线路主保护(差动保护)的保护范围扩大至变压器低压侧，构成线路变压器大差动保护，电源侧线路后备保护同时作为变压器高压侧的后备保护使用。变压器只配置非电量保护和低压侧后备保护。此方案中，设备数量较少，但线路差动保护需考虑变压器的相位补偿问题，必须进行特殊设计。

c.不单独配置线路保护，将主变保护范围扩大至线路电源端。将线路电源端的电流、电压通过电缆或光纤引入变压器保护，将变压器保护的跳闸命令以同样方式引入电源端断路器控制回路。当变压器差动保护动作时，跳开低压侧及线路电源侧断路器；当变压器高压侧后备保护动作时，跳开线路电源侧断路器；当变压器低压侧后备保护动作时，跳开低压侧断路器；当变压器非电量保护动作时，跳开变压器两侧断路器。此方案中，设备数量少，且无需特殊设计，优于前2个方案。

2 220 kV线路变压器组继电保护方案

较早建设和电气化铁路供电等特殊工程的220 kV线路变压器组与66 kV线路变压器组的保护配置基本相同，仅在线路电源侧配置单侧线路保护，将距离保护快速段的保护范围延伸至变压器高压侧[1-4]。

220 kV及以上线路变压器组的变压器保护动作或断路器失灵后，应传送跳闸命令，使线路对侧断路器跳闸[5]。为满足此要求，可以采取以下3种保护配置方案。

a.配置线路纵联保护(一般为分相差动保护，下同)和断路器失灵保护。当变压器故障时，如电气量保护动作，仅跳开变压器两侧断路器，线路电源端断路器不跳闸；如非电量保护或断路器失灵保护动作，启动线路纵联保护内的远方跳闸功能，跳开对侧断路器。此方案中，保护配置比较完备，但设备数量多，二次回路比较复杂。

b.不配置线路纵联保护，配置独立的远方跳闸保护。当变压器故障时，变压器保护动作后，除跳开变压器各侧断路器外，还启动远方跳闸保护，跳开对侧断路器。此方案中，二次回路较简单，但设备数量较多，保护配置不够完备，且主变故障后，停电范围将扩大。

c.配置线路纵联保护，变压器高压侧不配置断路器失灵保护。当变压器故障时，变压器保护动作后，除跳开变压器各侧断路器外，还启动线路纵联保护的远方跳闸功能，跳开对侧断路器。此方案中，保护配置比较完备，设备数量较少，二次回路较简单，但主变故障后，停电范围将扩大。

上述3个方案中，方案3具有明显的优越性。按照该方案配置保护，虽然主变故障后停电范围将扩大，但是对于由无分支线路构成的线路变压器组，并没有因停电范围扩大而额外损失负荷。当变压器66 kV侧有小电源接入时，应在线路保护动作跳开线路断路器同时，切除小电源，以提高线路重合闸的成功率。

3 500 kV线路变压器组继电保护方案

a.与220 kV线路变压器组的第3种方案一致，配置线路纵联保护，取消500 kV系统通常配置的独立断路器保护装置，不配置断路器失灵保护，重合闸功能由线路保护实现。当变压器故障，变压器保护动作后，除跳开变压器各侧断路器外，还启动线路纵联保护的远方跳闸功能，跳开线路对侧断路器。此方案设备数量少，二次回路简单，但当线路故障，本侧断路器失灵时，无法在较短时限内跳开变压器其它侧断路器，只能依靠220 kV线路对侧的后备保护跳闸切除故障，将造成事故停电范围扩大。

b.与上述方案的区别在于，此方案遵循“重合闸随断路器配置”的原则，配置独立的具备断路器失灵保护及重合闸功能的断路器保护。当变压器故障，电气量保护动作时，仅跳开变压器各侧断路器切除故障，线路对侧断路器继续运行；非电量保护或高压侧断路器失灵保护动作时，还将启动线路纵联保护的远方跳闸功能，跳开线路对侧断路器。当线路故障，本侧断路器失灵时，由失灵保护动作以较短时限跳开变压器其它侧断路器。此方案设备数量多，二次回路较复杂。实际应用中，应优先选用此方案作为500 kV线路变压器组保护配置方案。

4 结束语

各电压等级线路变压器组的继电保护配置应结合工程实际，在满足选择性、灵敏性、速动性、可靠性前提下，按照“强化主保护，简化后备保护”原则，优化设备配置。

[1] 李保福.电铁工程220 kV两相式供电系统继电保护动态试验模型的研究[J].东北电力技术,2001,22(4)：20-23.

[2] 那广宇，王 珺.电气化铁路供电系统及其对电力系统的影响[J].东北电力技术,2011,32(11)：13-17.

[3] 熊晔华.哈尔滨至大连电气化铁路供电系统[J].东北电力技术,2002，23(2)：5-8.

[4] 钱 海.哈大电铁220 kV线路继电保护运行相关问题探讨[J]. 电力自动化设备,2002，22(12)：68-71.

[5] 继电保护和安全自动装置技术规程：GB/T 14285—2006[S].

Optimal Configuration of Line-Transformer-Connection Relay Protection

WANG Changchun，ZHAO Wengang，LÜ Zhonghua，LI Ning，CHEN Guolong

(State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China)

This article analyses and compares the configuration scheme of 66 kV ,220 kV,500 kV line-transformer-connection relay protection,then determine the best solution.For 66 kV line-transformer-connection only in the allocation of power supply line protection and extend the range of distance protection to high voltage of transformer.For 66 kV line-transformer-connection in the form of the“station in the station”,it is not configured line protection,but the cable line as part of the transformer.220 kV line-transformer-connection is configured line longitudinal protection,but it is not configured independent circuit breaker failure protection.500 kV line-transformer-connection is configured line longitudinal protection and independent circuit breaker protection.

line-transformer-connection;relay protection;optimal configured

TM774

A

1004-7913(2017)08-0019-02

王长春(1975)，男，硕士，高级工程师，从事变电二次工程设计评审工作。

2017-03-01)