主变变压器继电保护的分析与研究

摘要：发电机组的可靠运行对今后电网的安全稳定起到重要的作用。因此，对继电保护技术提出了更高的要求。在确定继电保护方案时，应从总体上尽可能地保护设备的安全：如果发生事故，应尽可能地减少故障损坏的范围。这不仅要求数字继电保护系统具有良好的可靠性、快速性、灵敏度和选择性，而且要求保护配置完善合理，避免复杂性和复杂性。本文对330KV电网系统配置及网络架构、电网的各类设备、新一代电网继电保护技术方案等几类问题进行了分析和探讨。

关键词：继电保护；整定计算；短路计算

1 引言

电网建设是指在利用技术领先的传感器和测量水平，实现电网安全稳定运行的目标的基础上，建立快速、独立的信息通信。电网对电网结构的更新具有重要意义。电网的快速变化也给电网的运行维护带来了新的变化。随着国家电网和省级公司大量电网投入运行，传统的电网一次设备继电保护方案已不能满足电网配置的要求。因此，研究如何优化电网继电保护的装配具有很大的现实意义。

随着数字开关、电子变压器和通信技术的发展，电网的概念被首次提出。过程层、间隔层和站控层是电网系统的“三层”。近年来，随着电网的大规模投运，原有的继电保护配置已不能满足当前的实际需要。因此，在分析下次电网建设和升级要求的基础上，结合综合考虑工程效益和运行效益，有必要对电网现有的继电保护配置在已有原理和实际应用的基础上进行科学的研究。

2 短路计算

系统阻抗：330KV侧电源近似为无穷大系统A，归算至本所330KV母线侧阻抗为0.015（Sj=100MVA2，330KV侧电源容量为500MVA，归算至本所330KV母线侧阻抗为0.36（Sj=100MVA）。变压器型号为SFL1-31500/121kV。

SN=180MVA其中高中、高低、中低阻抗电压（%）分别为14，23，7。简化图如下图所示：

2.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算

2.2 确定运行方式

系统S侧（处短路时）的最大运行方式为：线路处开环运行。

最小运行方式为：当一台发电机停运，另一台单独工作时。

发电机-变压器侧（处短路时）的最大运行方式为：两台变压器同时运行时。

最小运行方式为：线路处开环运行。

变压器侧（处短路时）的最大运行方式为：当一台发电机停运，另一台单独工作时。

最小运行方式为：线路处开环运行。

3330KV电网主变压器保护

3.1 变压器的故障类型

变压器是电力系统中重要设备，数量很多，由于它是静止设备，结构上较可靠，故障机会比较少。但在实际运行中仍有可能发生故障，它的故障将给系统的正常供电和安全运行带来严重的影响。为了保证电力系统的安全运行，必须根据变压器的容量及重要性装设性能良好的、动作可靠的保护装置。

变压器的故障可分为油箱内部故障和外部故障：

（1）油箱内部故障主要有：相相间短路、单相匝间短路、单相接地短路等。上述短路故障电流将产生电弧，会烧坏线圈的绝缘和变压器的铁芯，甚至引起绝缘材料、变压器油的强烈气话，而导致油箱爆炸等严重后果。

（2）油箱外部的故障：主要是绝缘套管和引出线上的相见短路、单相接地短路等。

3.2 变压器的差动保护

变压器纵差保护主要用来防御变压器的内部、套管及引出线上的各种短路故障。它的基本工作原理与输电线路和发电机的纵差保护是一样的。保护的原理接线图如图所示。变压器两侧装设有电流互感器1LH和2LH，按循环电流法接线。若变压器高压侧是采用户外多由式DW型断路器时，纵差保护的电流互感器应选用该断路器1DL在母线侧的套管电流互感器，其保护范围1DL和2DL之间的变压器高、低压绕组、套管及引出线和高压侧断路器。保护动作后，瞬时将变压器两侧断路器1DL和2DL断开。

3.3 差动保护的整定计算

变压器纵差保护主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护。按避越励磁涌流的方法不同，变压器差动继电器可按不同工作原理来实现，本文中采用带短路线匝的继电器用作变压器的差动保护。

4 结语

本文分析了短路计算，包括变压器的各绕组电抗标幺值计算、330KV侧短路计算、确定运行方式，然后分析了330KV电网主变压器保护，包括变压器的故障、异常运行方式和应装设的保护装置、主变压器短路计算、变压器的瓦斯保护、变压器的差动保护、差动保护的整定计算、复合电压启动的过流保护、温度保护，最后分析了330KV电网线路保护，包括电网的接地保护、电网的距离保护、自动装置保护配置。

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