前言在電網(wǎng)中，主變壓器是升壓或降壓的重要部件。不僅價(jià)格昂貴，而且損壞后修復(fù)周期長。經(jīng)常因主變壓器故障破壞電網(wǎng)正常運(yùn)行方式，造成電廠停運(yùn)、用戶停電等損失。因此，保證主變壓器的安全運(yùn)行具有重要意義。

主變壓器保護(hù)一直受到繼電保護(hù)專業(yè)人士的重視。如何提高主變壓器保護(hù)的動作靈敏度和可靠性一直是生產(chǎn)廠家和運(yùn)行單位追求的目標(biāo)。然而，干式變壓器不僅是電氣元件，而且是磁性元件，具有非線性特性和復(fù)雜的暫態(tài)過程。所以相對于線路保護(hù)，它的動作精度還是很低的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于微處理器的干式變壓器保護(hù)越來越多，性能也越來越好，這使得提高干式變壓器保護(hù)的運(yùn)行水平成為可能，干線變壓器的雙重保護(hù)就是其中一個(gè)方面。現(xiàn)在，我們來談?wù)勚髯儔浩麟p重保護(hù)實(shí)踐中遇到的一些問題。

1干線變壓器雙重保護(hù)的意義

根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，不同容量、不同電壓等級的電力干式變壓器配置不同的保護(hù)。大型干式變壓器一般以氣體保護(hù)和縱差保護(hù)為主保護(hù)，每側(cè)安裝不同的復(fù)合電壓過流、方向零序或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)。在規(guī)定中，除330千伏及以上的干式變壓器可安裝雙差動保護(hù)外，一般按單主單后配置。

對于主保護(hù)和后備保護(hù)，主保護(hù)和后備保護(hù)通常分別連接到一組電流互感器的二次側(cè)。差動保護(hù)一般接先立電流互感器，后備保護(hù)接干線變壓器套管電流互感器的二次，如圖l所示，雙母線旁路的主接線方式下，當(dāng)旁路開關(guān)代替主變壓器開關(guān)時(shí)，差動保護(hù)的電流回路相應(yīng)切換，后備保護(hù)的電流回路不需要切換。

從圖1可以看出，差動保護(hù)的保護(hù)范圍包括從主變壓器的先立電流互感器到套管的引線，以及旁路時(shí)的旁路母線。

2000年9月家電力公司發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中明確規(guī)定220kV主變壓器微機(jī)保護(hù)必須加倍。在主變壓器保護(hù)計(jì)算機(jī)化之前，當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)由分立的電磁元件組成時(shí)。一套220kV主變壓器保護(hù)一般需要三至四屏。要實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)，屏幕位置會達(dá)到六到七個(gè)，顯然太復(fù)雜了。80年代末90年代初，采用晶體管和集成電路干線變壓器保護(hù)。雖然繼電器的性能有了很大的提高，分布式繼電器也改成了統(tǒng)一柜，但電路組成和接線還是出于電磁保護(hù)的考慮，一主一后至少有兩個(gè)屏，雙后電路也很復(fù)雜。早期的微機(jī)主變保護(hù)，由于還是采用主變與后變分離的設(shè)計(jì)方案，每側(cè)一套主保護(hù)加后備保護(hù)，操作箱，故障及非電保護(hù)等。需要七八層機(jī)箱，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)還是很困難的。

由于高性能計(jì)算機(jī)芯片的出現(xiàn)，包括主保護(hù)和各側(cè)所有后備保護(hù)在內(nèi)的新一代微機(jī)主變壓器保護(hù)得到了發(fā)展和廣泛應(yīng)用。除電量保護(hù)和開關(guān)操作箱外，保護(hù)裝置只需一層機(jī)箱即可完成一整套主、后一體化保護(hù)。雙重保護(hù)后，一般有四到五層機(jī)箱，兩個(gè)屏幕。由于一套保護(hù)的功能集中在一個(gè)案例中，且兩套保護(hù)一般采用相同的輸入輸出設(shè)計(jì)，外圍接線 #p#分頁標(biāo)題#e#

一年多的雙線保護(hù)成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

一對電源可靠性要求的改進(jìn)。微機(jī)保護(hù)失靈后，通常要靠廠家處理，處理周期長。如果只有一套保護(hù)，有時(shí)保護(hù)故障會迫使干式變壓器停止運(yùn)行。

采用雙主雙回干式變壓器保護(hù)后，電流互感器的二次回路如何連接將是我們需要考慮的問題：

一般較好套保護(hù)接原差動保護(hù)的電流互感器二次側(cè)，即先立電流互感器，需要切換下一代；第二套保護(hù)接原后備保護(hù)電流互感器的二次側(cè)，即套管電流互感器，下一代不需要切換。但對于降壓變壓器的高壓側(cè)，其保護(hù)范圍不包括開關(guān)電流互感器到干式變壓器套管的引線。對于低壓側(cè)，其后備保護(hù)的保護(hù)范圍應(yīng)指向非電源側(cè)，因此引線故障會被后備保護(hù)切除。

當(dāng)先立電流互感器二次充足時(shí)，也可將二次保護(hù)接至先立電流互感器，套管電流互感器可側(cè)開，以保證兩組保護(hù)在正常運(yùn)行時(shí)有足夠的保護(hù)范圍。當(dāng)較好保護(hù)因故退出時(shí)，主變壓器的正常運(yùn)行不會受到第二保護(hù)死區(qū)的影響。但是現(xiàn)場切換電流二次回路比較麻煩，經(jīng)常會因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而發(fā)生差動保護(hù)誤動。因此，當(dāng)保護(hù)方式滿足要求時(shí)，不建議過多切換電流回路。作者認(rèn)為電路在設(shè)計(jì)和施工上都能接好，正常運(yùn)行時(shí)只切較好套。當(dāng)較好套保護(hù)因故退出時(shí)，第二套保護(hù)的電流回路切至先立電流互感器。

為了避免電流回路的切換，兩套保護(hù)均可采用套管式電流互感器，并在降壓變壓器高壓側(cè)增加一個(gè)簡單的電流保護(hù)，與先立的電流互感器連接作為引線保護(hù)。更換時(shí)，保護(hù)停用，采用旁路保護(hù)作為引線和旁路母線保護(hù)，保護(hù)配置復(fù)雜，電流保護(hù)和旁路保護(hù)全程都要考慮勵(lì)磁涌流的影響。如何選擇，就要看各地的操作習(xí)慣了。2雙主雙后主干式變壓器保護(hù)的二次回路連接

雙主雙后的主變保護(hù)一般采用兩屏配置，兩套保護(hù)裝置分別安裝在兩屏上。三側(cè)開關(guān)操作箱、非電保護(hù)、故障保護(hù)、220kV側(cè)三相不一致。

根據(jù)反措要求，每套主變保護(hù)應(yīng)分別使用一組電源開關(guān)或熔斷器，并分別接在變電所中不同的直流母線，這樣在一組母線失電時(shí)不至于失去全部保護(hù)。

非電量保護(hù)只有一套，應(yīng)使用先立的電源開關(guān)或熔斷器，具有電源消失監(jiān)視，對重瓦斯等用于跳閘的保護(hù)，應(yīng)通過接于控制電源的重動繼電器直接跳閘，不應(yīng)接入逆變電源，但其動作信號應(yīng)作為開關(guān)量接人微機(jī)保護(hù)，以便保護(hù)動作后的分析及信息儲存。

對220kY側(cè)的失靈保護(hù)和三相不一致保護(hù)，可合用一套裝置，使用單先的電源開關(guān)或熔斷器。

三側(cè)開關(guān)的操作電源應(yīng)先立，220kV側(cè)一般使用雙跳圈的開關(guān)，每一跳圈使用一組電源開關(guān)或熔斷器，接于變電所中不同的直流母線。#p#分頁標(biāo)題#e#

每套保護(hù)使用不同的電流互感器次級，但一般的變電所不具備每套保護(hù)使用不同電壓次級的條件。但電壓在經(jīng)切換繼電器切換后，因分別經(jīng)一只空氣小開關(guān)接人保護(hù)裝置，小開關(guān)的輸出必須經(jīng)端子排過度，只有這樣才能分別對每套保護(hù)裝置進(jìn)行通電檢查或校驗(yàn)。

兩套保護(hù)裝置的出口回路在端子排上并接后接入開關(guān)操作箱。對220kY側(cè)出口，因是雙跳圈開關(guān)，可以每套裝置跳一組跳圈，也可以每套裝置分別跳兩組跳圈，跳兩組跳圈的可靠性顯然要比跳一組高，但回路顯得復(fù)雜，在停起用保護(hù)時(shí)操作多。

3主干式變壓器保護(hù)雙重化后的運(yùn)行方式及操作要求

采用雙主雙后的主干式變壓器保護(hù)后，保護(hù)的運(yùn)行方式變得靈活，但由于各類壓板較多，操作變得復(fù)雜，與傳統(tǒng)的主變保護(hù)有許多不同之處。

(1)保護(hù)裝置的投退

單先投退某一保護(hù)功能時(shí)，如停用差動保護(hù)，可投退某一保護(hù)的開入量壓板，但某一套保護(hù)整個(gè)投退時(shí)，可直接操作該套保護(hù)裝置的出口壓板，這樣可以簡化操作。

(2)保護(hù)裝置的旁代操作

在主干式變壓器開關(guān)因故停用需要用旁路開關(guān)代路時(shí)，接主干式變壓器套管電流互感器的一套保護(hù)電流回路無需切換，保護(hù)壓板也不用操作，只要將電壓切換開關(guān)切至旁路或固定于相應(yīng)的運(yùn)行母線即可。在切換電壓時(shí)，可能會出現(xiàn)電壓回路異常的報(bào)警，這時(shí)相當(dāng)于復(fù)壓閉鎖開放，由于這個(gè)過程時(shí)間非常短，不會對保護(hù)的運(yùn)行帶來不良后果。

對使用先立電流互感器的一套保護(hù)，電壓回路的切換同上，但由于電流回路需要切換，先先要考慮停用該套差動保護(hù)，同時(shí)還要停用零序保護(hù)，否則在負(fù)荷電流較大或切換過程中發(fā)生區(qū)外故障時(shí)保護(hù)將誤動。對相電流過流保護(hù)等，因切換過程中只會引起拒動，所以不必停用。

當(dāng)然，由于電流回路切換的時(shí)間較短，可不考慮第二套保護(hù)對引線部分有死區(qū)的影響，為了簡化操作，也可以在電流切換過程中將較好套保護(hù)全部停用，即停用它的出口壓板。

4幾種運(yùn)行方式的討論

目前，在我公司運(yùn)行的雙主雙后主變保護(hù)中，沿用了單套保護(hù)的運(yùn)行習(xí)慣，即較好套保護(hù)接先立電流互感器，旁代時(shí)進(jìn)行電流回路切換，第二套保護(hù)接套管電流互感器，旁代時(shí)不切換，在旁路開關(guān)代路時(shí)。旁路開關(guān)的保護(hù)停用。但有幾種運(yùn)行方式值得討論，因?yàn)橥咚贡Ｗo(hù)與運(yùn)行方式無關(guān)，在討論過程中我們認(rèn)為一直按規(guī)程投入運(yùn)行。

在旁代時(shí)停用較好套全部保護(hù)，不進(jìn)行電流回路的切換，起用旁路開關(guān)的保護(hù)作引線與主變的后備。這樣對降壓變的220kV側(cè)來說，形成了一套差動保護(hù)加兩套后備保護(hù)的方式，對于llOkV側(cè)，由于旁路保護(hù)的方向問題，該保護(hù)無法正常使用。#p#分頁標(biāo)題#e#

如圖3，220kV旁路保護(hù)范圍的指向?yàn)榕月纺妇€與引線，能滿足要求。llOkV側(cè)旁路保護(hù)范圍雖然也指向旁路母線及引線，但因?yàn)榻祲鹤冸娫丛?20kV側(cè)，其主干式變壓器后備保護(hù)的范圍應(yīng)指向母線，與旁路保護(hù)范圍的指向相反。

在第二套保護(hù)因故退出運(yùn)行時(shí)，因較好套保護(hù)無死區(qū)，無需操作干式變壓器可以繼續(xù)運(yùn)行，但較好套保護(hù)因故退出運(yùn)行時(shí)，因第二套保護(hù)存在死區(qū)，需要一定的補(bǔ)救措施。其措施之一是用220kV旁路開關(guān)代主變開關(guān)，起用旁路開關(guān)的保護(hù)，這一方案較完善，也可以將套管電流互感器的回路切到先立電流互感器，但正如前面所述，在切換過程中差動保護(hù)及零序保護(hù)要停用，這時(shí)干式變壓器將只有瓦斯保護(hù)與部分后備保護(hù)，這將是十分危險(xiǎn)的。還有一種方法是兩套保護(hù)均接先立電流互感器，旁代時(shí)較好套保護(hù)切至旁路電流互感器，第二套保護(hù)切套管電流互感器，但將給正常旁代增加操作難度。

總而言之，采用雙主雙后主干式變壓器保護(hù)后，增加了保護(hù)裝置運(yùn)行的靈活性與可靠性，同時(shí)也給設(shè)計(jì)運(yùn)行等方面帶來了一些新問題，如果處理得當(dāng)，將會有益于安全運(yùn)行，否則將會造成隱患。

雙主雙后主干式變壓器保護(hù)的出現(xiàn)是一種進(jìn)步，但一些操作還過于復(fù)雜，按目前的電流回路接人方式還不夠完善，我們有待于象微機(jī)母線保護(hù)這樣的方式自適應(yīng)主干式變壓器保護(hù)的出現(xiàn)，在減少現(xiàn)場操作的同時(shí)，少因切換電流回路造成的保護(hù)不正確動作。