变电站二次保护知识.docx

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1、浅谈三线圈变压器差动保护的正确接线方法差动保护是变压器的主保护，其接线正确与否，将对安全运行造成较大的影响。随着农业用电的不断发展。目前大多数的县先后新建了 110千伏或更高的电压等 级变电所，随之而来的是较大容量的三线圈变压器的出现，但由于一些县供电单 位的继电保护人员，不能熟练掌握新出现的三线圈变压器差动保护的接线方法， 以致经常发生错误接线，导致保护误动。本文旨在对三线圈变压器差动保护的接 线方法进行讨论，以供参考。一般的说，差动保护的错接线，主要表现为电流互感器回路的接线错误，故 下面就着重讨论这个问题，我们知道，在进行差动保护电流互感器回路接线时， 一个重要的一切就是确定电流互感器二

2、次侧的极性。但二次侧极性是对应一次侧 极性而言的，因此要确定二次侧极性就必须先假定一次侧极性。如何假定一次侧 极性，各地有不同的习惯做法。而能否恰到好处地假定一次侧极性，将对电流互 感器回路的接线方法带来一定的影响。一种习惯做法是，在确定电流互感器极性时，三侧均取主电源侧为正。变 压器高压侧视母线侧为主电源侧，取母线侧为正，而中、低压侧则以变压器测为 主电源侧，均取变压器测为正，然后再根据以上的假定，来确定对应的二次侧极 性。这样一来，差动保护电流互感器回路就应按以下方式连接:本文讨论的三线圈 变压器的接线组别均为常见的Y/Y/一 12 一 11接线）：图1画出了当三侧均取主电源侧为正时的差动

3、保护电流互感器四路接线原理 图。图中箭头所示的方向，为电流的正方向。，电流互感器一次侧电流所表示的 方向，即为正常运行情况下变压器负荷电流的方向。另外，图中注有”者为电流互感器一次侧的正极性端，注有*者为电流互感器二次侧的正极性端。为便于 讨论，下面将分高、中、低三侧分别进行介绍：0-龄蜓正睇即心毋?1、从图1可知，高压侧差动保护电流互感器回路的连接顺序是a+一b-一b+一c-一c+一a-，并为正极性出线。为便于记忆，我们说以上电流互感器二次侧连接方式，对应于变压器高压线圈的接线来说，相当于/一 11接线组别。如我们取高压侧一次A相电流的反向值-IA1为基准向量，并根据图1所示的 电流流向，即

4、可画出如图2所示的高压侧差动保护回路电流向量图。其中：I、a1、I、b1、I、C1为电流互感器回路相电流Ia1、Ib1、IC1为电流互欧器回路线电流。1心2、见图1中压侧差动保护电流互感器回路的接线可知，其连接顺序是 a-b+一b-c+一c-一a+,并为负极性出线。以上电流互感器二次侧连接方式对应 于变压器高压线圈的接线来说，相当于Y/一 5接线。同样如果我们取高压侧一次A根电流的反向值-IA1为基准向量（以下均同），并根 据图1所示的电流流向，即可画出如图3所示的中压侧差动保护回路电流向量图。 比较图3和图2可知，此时中压侧电流互感器回路二次侧线电流即差动回路电流， 以下同。）和高压侧电流互

5、感器四路二次侧线电流，两者正好是反向的。这对我们 假设一次电流为正常运行情况下的负荷电流的情况来说，出现差动回路电流相抵 消的结果，说明以上差动保护电流互感器四路的接线是完全正确的。信息请登陆： 输配电设备网其中。Ia2、Ib2、Ic2为中压侧电流互感器回路相电流;Ia2、Ib2、Ic2为中压侧电流互感器回路线电流。常见的错误接线多发生在中压侧，造成接线错误的主要原因是，为了取得一个反向电流（对应高压侧而言），误认为在进行 中压侧电流互感器接线时，只要采用将高压侧的接线方式改为负极性出线即可，于是就出现了如图4所示的错误接线情况。通 过对上图分的析可知，此时中压侧电流互感器二次侧连接方式，对应

6、于变压器高压线圈的接线来说，相当于Y/A-11接线而不 是Y/一 5接线。通过对图4接线的向量分析也可看出（如图5所示），此时在正常运行情况下，中压侧电流互感器回路二次测线电流和高压 侧电流互感器回路二次测线电流，两者夹角为60O，故以上接线是错误的。屈曲博m毗微牌3、从图1还可见，低压侧差动保护电流互感器四路的连接方式为负极性出线 的星形接线，故对应于变压器高压线圈的接线来说，相当于Y/Y- 6接线。图6画 出了以上接线的电流向量图，可见，其在正常运行情况下，差动保护回路低压侧 电流和高压侧电流也是反向的。其中：I、a3、I、b3、I、c3为低压侧电流互感器回路相电流Ia3、Ib3、Ic3为

7、低压侧电流互感器回路线电流。上面介绍了差动保护电流互感器回路接线的一种施工方法，因此只要我们按以 上所述的原则进行接线，就可也保证差动保护电流回路的接线正确。但另一方面 我们应该指出的是，由于在假定电流互感器一次侧极性时，采用了以主电源侧为 正的施工方法，使得中压和低压侧差动保护电流互感器回路的接线均系非常见的 正常连接方式，因此施工人员不易记忆掌握，容易发生差错。下面将介绍另一种习惯做法，也就是我们所要推荐的一种施工方法。这种施 工方法的特点是，在确定电流互感器一次侧极性时，不是以主电源侧为正而是三 侧均政母线侧为正。这样一来，便可使差动保护的电流回路接线变得简单和易于 掌握了。当三侧均取母

8、线侧为正时变压器差动保护电流互感器回路的接线原理图如图 7所示。应该指出的是，假设电流互感器一次侧的极性，仅仅是为了能确定对应 的二次侧的极性，而和如何假定一次侧电流的流向是无关的。所以我们在图7中 所表示的一次电流的流向，仍为正常运行情况下的负荷电流的正方向。11为便于讨论，下面也、中、低三侧分别进行介绍。面也取母线侧为正，这和前面T条中所述的取电源 样的，故就差动保护电流互感器的连接顺序 （见图来说，两者也是完全相同的这里不再赘述了。,保护电流互感器回路的接线可知，当电流互感器一次机 时极性取母线侧为正后，其连接顺序是。a+9b9b+9c9c+9g 并为正极性出线。 显然，这是完全相同，它

9、对应于变压器高压线蔺白让我们来比较一下图7和图1所示中压侧差动保护电流互感器回路接线原理图，1、高压侧电流互 侧（即路为母线侧）为正的 和差动保护回电流向量图2、见图7中压侧差动圈护电流互感器回路的接线顺序当于Y/一 11接线。但是可发现两者的实际接线情况是完全一样的，所不同的只是电流互感的标定极性不 同。同时再比较一下两者的电流分布情况还可知，由于我们在假定电流正方向时 采用的是同一个原则，所以，以上两种情况的电流的实际流向也是完全相同，因 此它们的差动回路电流向量分析的结。“果也是完全一致的（见图3”），故这里不再重复叙述了。3、低压侧电流互感器的一次侧极性也同样供母线侧为正后，则从图7所

10、示的 接线原理图低压侧部份可知，其为正极性出线的星形连接，它对应于变压器高压 线圈的接线来说，相当于Y-Y/L2接线，可见，也是一种常见的接线方式。把图7 和图1作一比较，同样也可以发现低压侧的实际接线情况也是完全一样的，其电 流互感器回路电流的实际流向也是相同的电流向量分析结果同图6）。通过以上分析可知，前面所介绍的两种不同的施工做法，其最后结果是完全 一样的。向量分析方法也是相同的。所不同的只是由于标定极性的做法不同。使 得端子的极性名称发生了变化，从而出现了不同名称的接线方式。这样一来，显 然后一种施工方法要比前一种为佳。因为后一种施工方法使得所出现的电流互感 器回路的接线方式的名称，变

11、得是常见的和易于被记忆掌握的接线方式了，因此 也就不容易发生差错。所以我们要推荐后一种施工方法。这一种施工方法和前一 种施工方法相比较，其具有以下特点：信息请登陆:输配电设备网1、变压器三侧差动保护电流互感器回路的接线，均系正常的连接顺序，其对 应一次线圈的接线来说，均为常见的典型接线组别。信息来自:输配电设备网2、变压器高、中压倒电流互感器回路的接线方式相同。3、均为正极性出线。变压器差动保护电流互感器接线方式分析差动保护是变压器的主要保护，它的工作情况的好坏对变压器的正常运行关系极大。要想使变压器在正常运行或在变压器外部1故障时，差动保护可靠不动，就要设法使变压器的电源侧和负荷侧的CT二次

12、线电流相位相差，及电流产生的动作安匝相等。只要满足这两个条件变压器的差动保护在变压器内部正常时就不会动作。为使变压器电源侧和负荷侧CT二次电流相位1差，现介绍以下几种接线方式第一种接线方式：以我县110kV变电站1#主变为例。它的容量为2万千伏安。接线组别为丫 O/丫 O/A1211。ll 0kV侧为电源侧，压侧和低压侧为负荷侧，其接线图如下所示因为变压器的接线组别为丫 o/丫 O/A1211其低压测线电流Ia、Ib、I 30Ic分别超前高压侧线电流 W * 高压侧CT二次相电流在减极性时与一次电流同相位。要想使变压器电源侧和负1 on11%口荷侧CT二次线电流相位相差。就设法使变压器低压侧的

13、CT二次线电流落后于相电流，这样低压侧CT的连接顺序是a相的头连C相的尾;b相的头连a相回相位,井旦都里负荷懒的CT二次线电诡,它们的和用孔线表示,即.线+n线时拐rJ 15(1+cos 80ad-jsIn |8Qb)线i+e i) +o j o同魅Ib线线+ 1少税）=QL承+U,线+im线）娈压器三侧相st图第二种接线方式：我们把CT的接线组别同样用钟表的12个钟头来表示， 那么第一种接线方式，高压侧的CT为6点接线，中压侧为12点接线.低压侧为1 点接线。第二种接线方式就是把高压侧的CT接成12点，中压侧接成6点.低压侧 接成7点。第三种接线方式：把高压侧的CT二次接成11点，中压倒为5

14、点，低压侧接 成6点。第四种接线方式，把高压侧的CT二次接成5点，中压侧为11点，低压侧为 12点。变压器差动保护的接线方式有四种，选CT变比时每侧就有两种;一种是星型接线， 一种是三角型接线。如果用第一种接线方式接，对三卷变压器来说，高中低三侧 CT中有两侧的CT接成星型，只有一侧接成三角型。接线较为简单。在特定条件 下，采用此种接线方式能解决差流回路中无法解决的不平衡电流。当然无论采用 那种接线方式，效果都一样，但因各地区的技术水平不一，为使差动保护不致因 CT接线错误造成保护跨动，最好选其中一种接线做为典设。I队独=I 3“相I *郴=,o虹1 一（眼国】20”+ jsin 120）1口

15、1“桁（1 + y 一 j*查）f4 f （3 ，八）=在i 2g矿fpT如粗蚌bfO=/耳I同理，L1i，。蝮iW,注（ig. 1邸*】,妆分别表示高压， 中压,低压三恻ct的二次线电流.七拆， 如E L伽分别表示高压.中压,低压三侧 cr的二次相电流）统电旅落后于相超流30如向量图所示: 中侄恻也是负荷侧，它的CT二次线电流 必沥和低压侧的CT二次线电流同相位。这样 !就把中压侧CT的三个尾联起来，在CT为减极 倦时和一次电流同相位.如向量图所示。*而高压侧的CT必须把三个头当尾来联接， 俾过差动继电器的电流为In线+（l线+1“线）Un线,项线间相位.井旦郦是负荷侧的CT二 次蛾电诡,

16、它们的和用九翳表示,即|Ln线+ L线线+L城网1就*=了 U 线（1 + CDS 1T Jfdn I 如。=L*线I+-1）+S iQ同期】e线+（n线+l锻）=o线+Uw线+L戳）变压器三侧相险图；it睁！第二种接线方式：我们把CT的接线组别同样用钟表的12个钟头来表示，那么 第一种接线方式，高压侧的CT为6点接线，中压侧为12点接线.低压侧为1点接 线。第二种接线方式就是把高压侧的CT接成12点，中压侧接成6点.低压侧接成 7点。第三种接线方式：把高压侧的CT二次接成11点，中压倒为5点，低压侧接 成6点。第四种接线方式，把高压侧的CT二次接成5点，中压侧为11点，低压侧为 12点。变压

17、器差动保护的接线方式有四种，选CT变比时每侧就有两种;一种是星型 接线，一种是三角型接线。如果用第一种废线方式接，对三卷变压器来说，高中 低三侧。丁中有两侧的CT接成星型，只有一侧接成三角型。接线较为简单。在特 定条件下，采用此种接线方式能解决差流回路中无法解决的不平衡电流。当然无 论采用那种接线方式，效果都一样，但因各地区的技术水平不一，为使差动保护 不致因CT接线错误造成保护跨动，最好选其中一种接线做为典设。解析高压断路器拒分故障的隐含原因与微机差动保护Ml摘要：本文结合高压断路器拒分故障统计及造成电网火烧连营事故和大面积长时 间停电，解析了拒分故障中隐含有继电保护整定与原理误区的原因。针

18、对保护方 式/保护整定的时间/电流/选择性/灵敏度等因素，定量分析了其误症细节，理出并 归纳了继电保护整定原理的更新要点。简单经济实用。1高压断路器拒分故障与原因分解高压断路器的拒分故障影响电网的控制和保护，特别是对电网短路保护的失 效给电网带来的损失是很大的，严重的甚至引起火烧连营事故造成大面积长时间 停电。短路保护性能的好坏很难实地实战演习验证，容易造成麻痹侥幸思维，平 时很少短路都认为安然无事，一旦短路失保就会出大事。电力部门在事故统计中一般都习惯将拒分故障的原因归结为断路器，有时还 以拒动故障来归类包括拒分与拒合故障。对短路保护来说拒分影响最大，应该分 开统计拒分、拒合，是断路器故障拒

19、分，还是继电装置主保护拒动或后备保护都 拒动造成的拒分。后备保护还有低电压闭锁拒动、差动保护拒动、距离保护拒动， 有无火烧连营事故，等等。各占比例是多少，才便于分析真正原因。在高压电网 保护中，高压断路器与继电保护装置是分开制造选配安装的，最后由电力部门来 组合整定，形成一个完整的保护系统。这两个部分都有可能造成拒分故障。从现 在的统计中看不出继保装置拒动造成的拒分故障和火烧连营故障的比例，也就找 不出高压电网火烧连营事故上升的真正元凶。或许另有内部统计通过仔细分析都 应该能得出问题所在。执行开断任务的断路器拒分和拒合是开关制造厂的问题，可由继保信号继电 器有无发出动作信号来判断。有动作信号发

20、出，就是断路器拒分；没有动作信号 发出，就是继保装置整定失保拒动，造成断路器无法执行分断的拒分。二者是有 本质区别的，不能混为一谈。继保装置拒动有主保护拒动和后备保护拒动，是继 保装置和电站整定的问题，与断路器制造厂无关。主后备保护拒动和保护时间过 长彳主彳主带来火烧连营事故。而由断路器拒分造成火烧连营事故的机率很小，因为 断路器的开断时间V0.1s，一般为0.06s，上下级断路器同时都出现故障拒分的可 能性不大。第三级断路器远后备保护的动作时间应该为0.50.7s时才不至于火烧 连营。所以出现火烧连营事故，一般都是继保装置拒动和保护动作时间太长引起 的，应该都是电站的装置整定问题和责任。这一

21、点或许连统计拒分故障的电站和 部门都不会想到，问题竟然会出在自己的继保系统。断路器的开断性能应该由厂家的型式试验和出厂试验来保证，并出具试验报 告；继电保护装置及整定的各种主/后备保护时间电流安秒动作特性，应当在安装 整定调试时进行二次回路通电验证，出具验证数据报告。严格具体地讲必须保证 主保护能在末端为最小单相短路电流时0.1s内动作,后备保护应在同样电流时0.30.5s内动作。国际电工IEC62271-200:2003内部故障电弧试验标准推荐的开关 设备燃弧时间优选值为1s/0.1s4,即远后备保护的动作时间都不能超过的，最好 控制在0.7s以内。否则极易造成烧毁开关设备和火烧连营事故！事

22、实上，我国和 世界上包括一些发达国家的许多电站目前都达不到这个要求。这就是继电保护整 定原理之误区带来的结果。国外资料显示开关设备的燃弧时间从0.1s每提高0.1s，开关柜的成本要增加 10%。提高到1s时，将增加开关柜的成本100%。如果电网短路保护时间按现在 的4s来要求，开关柜的成本将无法承受，用户也接受不了。如果保护时间再延长， 那造价将是个天文数字！是不可能实现的。所以继电保护原理中用长延时来作短 路主保护，那根本就是一个主观的误导和天真的臆想！短路保护的原则应当尽量 减少动作时间，故障电弧的烧损就小，供电的恢复时间也就短，利国利民利业。 过去的短路保护原理缺乏与实际制造相结合的系统

23、经济观念。低压断路器由于是和继保装置整体制造整定，才由制造厂实事求是地找到了 一个解决途径：整定简单实用的三段式保护，避免了低压系统火烧连营事故。而 高压断路器与继保装置是分开制造，致使电力部门过于拘泥信赖继电保护整定原 理的误区，其保护方式繁琐复杂又不实用，整定值宽泛不精，才造成了火烧连营 事故居高不下。发 达国家目前也没有走出这个怪圈，这从国际电工标准 IEC60255-3、英国标准 BS142和美国标准 ANSIC37.112以及中国国家标准 GB/T14598.7-3的长延时转盘仿真特性还在应用于微机控制的短路保护，就能说明 这一点。这样的微机保护只能叫作“危机”保护。不要以为有了微机

24、保护就万事大 吉、高枕无忧了，微机控制又不是万能的神仙，它的原理也是由人来设计的，也 还是要由人去整定的好，才能起到应有的保护作用。客观现实是冷酷的火烧连营 事故和造成大面积长时间停电，应当认真坚决地去杜绝它。是什么问题就解决什 么问题，观念的转变才是最根本的转变。对洋技术应当分析消化和扬弃。2高压断路器拒分故障的隐含因素继电保护装置与整定达不到在末端最小单相短路电流时，主保护0.1，/后备 保护0.30.5s/远后备保护0.50.7s动作特性要求的原因是：继电保护整定原理一 直采用长延时作短路主保护和后备保护致使时间太长；并按最大短路电流来整定 瞬时保护与短延时保护，造成保护死区等于没有瞬时

25、短延时保护和后备保护。这 就从时间和电流两个参数上都丧失了短路保护的作用5。令人遗憾的是，目前与 此有关的大学仍然还在教授这些内容，误人子弟。国内外的微机保护装置也都不 具备这种明确的保护功能。短路时造成火烧连营事故和大面积长时间停电也就不 奇怪了。例如6:2008.3.21日，北京电网220kV草桥变电站停电事故，导致该站和下属 3座110kV变电站全停，另外2座220kV变电站和4座110kV变电站切换电源运行。涉及16座开闭站和2个重要用户，大面积停电，损失负荷78MW。事故由并 联运行的右电源侧断路器接地闪络引起，由上级A站和N站都是全微机系统保护 的距离保护和零序保护来切除故障，动作

26、时间为0.546s+重合闸后加速保护0.061s，重合闸间隔1.117s。即开关烧损时间为0.607s，致使开关烧损严重只能更 换。为什么距离保护和零序保护首次动作的时间是0.546s（比短延时后备保护的 0.3s还长）？后加速保护时也才达到0.061s?主保护的时间这么长，后加速还有何 意义？这是否“2套保护均正确动作”？按理两次动作的时间都应该是瞬时0.06s才 对，开关烧损时间应该是0.12s，对比一下0.607s，可减少4/5的烧损！或许稍加 修复还能使用，不必更换。这对用户自己减小损失恢复供电也是有益的。虽然事 故原因归结给厂家制造安装不当，但烧损的程度应该与电站保护系统整定原理有

27、关。试想有哪一个厂家的开关设计能耐受0.607s的内部故障电弧不被烧毁？是否 现代微机保护的整定原理就一定没有问题？值得大家深思细琢。继电保护整定原理对长延时/短延时/瞬时保护的功能作用即谁管短路保护和 过载保护，谁应该是主保护和后备保护都分界不清，对保护灵敏度的取值依据也 不明确，对如何解决同线路首尾断路器的保护选择性问题更是手足无策，这些都 导致了保护整定原理的扭曲。长延时保护的时间很长，一般都1s，根本不适合短路保护，只能用于过载 保护，以避开电机的启动时间。电流整定为1倍额定电流In，动作倍数在1.26 倍。它有后备保护的功能，但对短路保护的速断已失去作用。短延时保护延时0.2/0.4

28、/0.6s的作用就是能上下级配合即保证选择性，只能是 用于短路后备保护，不能作主保护。它应该按额定电流来整定，不能按短路电流 整定会造成保护死区。线路一般按34倍In整定，以避开尖峰涌流（一般为23 倍In）。上下级电流整定值应错开至少1.1倍才能有选择性，加上短延时来配合后 备选择性。瞬时保护的速断时间V0.1s就决定了它才应该是短路的主保护，它也应按额 定电流来整定以消除保护死区。线路一般按5倍In整定即可，以避开尖峰涌流。 上下级电流整定值应错开至少1.25倍，才能保证上下级和同线路首尾断路器有选 择性。保护的选择性与继电器返回系麴一般0.85）和继保装置元件的精度误差（一般 5%）有关

29、。综合取至少错开1.25倍，才能使下级保护动作后，上级保护能返回。保护灵敏度Sp的取值与继保装置精度误差有关，应当在末端最小单相短路电 流时，远后备保护能达到1.1，即总的精度误差 10%,就能保证可靠动作。主保 护的灵敏度自然越大越好。目前保护原理按最大短路电流来整定是达不到1.1 的，都是V1,即有死区和拒分。其它的保护如差动保护和低电压闭锁保护，都是由于保护原理的误区导致瞬 时保护有死区失效后增加的保护，实属多余。如果瞬时保护没有死区，它们也就 失去了意义。这从整定值可以看出：差动保护整定在内部短路0.44.5倍In范围， 相当于外部加1倍In为1.45.5倍In时动作。我们可以直接用瞬

30、时速断保护，整 定5倍In动作不是更简单么。差动保护的整定值低于额定电流和尖峰涌流以内时， 其鉴别装置很复杂带来误动的风险也随之而来，时有报道差动保护发生误动。过 去瞬时保护整定为额定电流In的30倍左右（短路电流一般是额定电流的几十倍）， 造成保护死区很大甚至延伸到变压器内部，才发明了差动保护，觉得差动保护有优 势。当保护原理被纠正后，瞬时保护按避开尖峰涌流整定也在5倍In范围，没有 保护死区了，差动保护当然就失去了优越性和存在的价值。只要电流大于正常允许值，瞬时保护就动作，以能避开尖峰涌流为底线，整 定值越小越有利，这也是保护的本意所在。设备线路是按额定电流设计的，短路 电流非常大会烧毁设

31、备线路，只能用保护来切除。如果短路电流或内部短路电流 比额定电流还小，那就不需要保护动作。如果在尖峰涌流以内（一般#4倍In），可 以用短延时保护，整定值应有所区别，如：瞬时倍/短延时34倍/或第二套短延 时1.53倍In（0.50.7s）。能用最简单的瞬时保护解决短路问题不是很好么，没有 必要去舍简求繁地沿用本来就属于附加多余的差动保护，甚至将原本用于变压器 内部短路的差动保护去作母线保护。母线的阻抗远远小于变压器阻抗，如此小的 阻抗范围，整定值如何来依据确定才是合理的？它相当于用最繁琐复杂的差动保 护去保护一个点，有没有必要和实用价值？而且差动保护的范围仅限一段。3继电保护整定原理的更新要

32、点1）、推翻了百年来用长延时作短路保护和按最大短路电流来整定瞬时保护的 原理误区。应以瞬时和短延时为短路的去后备保护，依据额定电流来整定保护消 除死区。可以避免火烧连营事故，简单经济实用。2）、提出了依据额定电流来整定短路保护以后，低电压闭锁保护和差动保护 都成为多余，线路距离保护的范围会增加几倍甚至全程。3）、指出依据额定电流整定的另一优点：受系统运行方式变化的影响小，尤 其在最小运行方式时，保护的可靠性高。4）、指明根据一般上下级额定电流的级差范围来分析，短延时后备保护只能 是每两级配合。整定值要由下级的整定电流折算成上级In的倍数，一般为34倍。 建议设第二套短延时保护，整定值1.53倍

33、/0.50.7s作第三级的远后备保护。5）、提出保护灵敏度Sp由原来按短路电流整定的1.252（还保护不到末端）， 可以降低到远后备保护为1.1，总的精度误差已为10%。由此也引定出：电流互感 器不能使用10P的保护精度等级，应该5PO6）、提出短路冲击电流有效值Ish对保护灵敏度的可靠性有利，并计算出在速 断动作时间0.08s内的平均值为1.22Ik。7）、指出返回系数Kre在整定计算公式中有混淆，上级后备保护时要考虑， 末端保护整定时不用。可提高后备保护的灵敏度。8）、填补推导得出常用的低压TN-S系统最小单相短路电流的计算值为：IK minS.7IK（3）min。9）、填补保护选择性的电

34、流要求为：上下级和同线路首尾断路器的整定值应 错开至少1.25倍。短延时保护可为1.1倍，可扩大保护到下级的范围。10）、填补短路冲击电流有效值Ish达到最大值1.5Ik的时间0.01s影响到选择 性的返回时间。并以此推导计算出上级的返回时间间隔At，作为判断依据。返回 时间不充足，应配合重合闸功能。5以上浅见为引玉之砖，愿望我国高压电网短路瞬时主保护能走在世界的前端。10kV线路保护整定计算问题及解决办法摘要：对10 kV线路继电保护的整定计算中存在的特殊问题，提出了解决的方法。 关键词：10 kV线路；继电保护；整定计算10 kV配电线路结构复杂，有的是用户专线，只接一两个用户，类似于输电

35、 线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上； 有的线路短到几十米，有的线路长到几十千米；有的线路上配电变压器容量很小， 最大不超过100 kVA，有的线路上却达几千千伏安的变压器；有的线路上设有开 关站或用户变电站，还有多座并网小水电站等。有的线路属于最末级保护。陕西 省镇安电网中运行的35 kV变电站共有7座，主变压器10台，总容量45.65 MVA； 35 kV线路8条，总长度135 km； 10 kV线路36条，总长度1240 km；并网的小 水电站41座（21条上网线路），总装机容量17020 kW。1 10 kV线路的具体问题对于输电线路而言，一般无T接

36、负荷，至多T接一、两个集中负荷。因此， 利用规范的保护整定计算方法，各种情况都能够计算，一般均满足要求。但对于 10 kV配电线路，由于以上所述的特点，在设计、整定、运行中会碰到一些具体问 题，整定计算时需做一些具体的、特殊的考虑，以满足保护的要求。2保护整定应考虑系统运行方式按城市电力网规划设计导则，为了取得合理的经济效益，城网各级电压 的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方 式等方面进行控制，使各级电压下断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得 到配合，该导则推荐10 kV短路电流I k16 kAo系统最大运行方式，流过保护装置短路电流最大的运行方式（由系统

37、阻抗最 小的电源供电）。系统最小运行方式，流过保护装置短路电流最小的运行方式（由系统阻抗最 大的电源供电）。在无110 kV系统阻抗资料的情况时，由于335 kV系统容量与110 kV系 统比较，相对较小，其各元件阻抗相对较大，则可近似认为10 kV系统容量为无 穷大，对实际计算结果没有多大影响。选取基准容量Sjz = 100 MVA 10 kV基准电压Ujz = 10.5kV, 10 kV基准电流 Ijz = 5.5 kA，10 kV基准阻抗 Zjz = 1.103Q。3整定计算方案10 kV配电线路的保护，一般采用瞬时电流速断（I段、定时限过电流（III 段）及三相一次重合闸构成。特殊线路

38、结构或特殊负荷线路保护，不能满足要求 时，可考虑增加其它保护，如保护II段、电流电压速断、电压闭锁过电流、电压 闭锁方向过电流等。现针对一般保护配置进行分析。3.1瞬时电流速断保护由于10 kV线路一般为多级保护的最末级，或最末级用户变电站保护的上一 级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电站的线路， 选择性靠重合闸来纠正。分为两种类型进行整定计算。放射状类型：按躲过本线路末端（主要考虑主干线）最大三相短路电流整定。 时限整定为0 s （保护装置只有固有动作时间无人为延时）专线类型：按躲过线路上配电变压器低压侧出口最大三相短路电流整定。时 限整定为0s （保护装置只有固有动

39、作时间无人为延时）特殊问题的解决如下当线路很短时，最小方式时无保护区；或下一级为重要的用户变电站时，可 将速断保护改为限时电流速断保护。动作电流与下级电流速断保护配合（即取1.1 倍的下级保护最大速断值），动作时限较下级电流速断大一个时间级差，此种情况 在城区较常见，在新建变电站或改造变电站时，建议保护配置采用微机保护，这 样改变保护方式就非常容易。在无法采用其它保护的情况下，可依靠重合闸来保 证选择性。当线路较长且较规则，线路上用户较少，可采用躲过线路末端最大三相短路 电流整定。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性，按放射状类型整定。对于多条线路重叠故障，引起主变压器断路器越级跳闸时，按常规

40、，继电 保护整定计算中是不考虑重叠故障的，但可采用加装瞬时电流速断保护，一般可 整定于0S动作，使线路故障在尽可能短的时限内切除；在上下级保护时限配合 可能的情况下，适当调整10 kV线路过电流保护与主变压器过电流保护的时限级 差，以使主变压器过电流保护有足够的返回时间。对于10 kV开关站进线保护，其速断保护按所有出现的最大一台变压器速断 保护相配合（带延时）。双侧电源线路的方向电流速断保护定值，应按躲过本线路末端最大三相短路 电流整定；无方向的电流速断保护定值应按躲过本线路两侧母线最大三相短路电 流整定。对双回线路，应以单回运行作为计算的运行方式；对环网线路，应以开 环方式作为计算的运行方

41、式。单侧电源线路的电流速断保护定值，按双侧电源线路的方向电流速断保护的 方法整定。对于接入供电变压器的终端线路（含T接供电变压器或供电线路），如变压 器装有差动保护，线路电流速断保护定值，允许按躲过变压器低压侧母线三相最 大短路电流整定。如变压器以电流速断作为主保护，则线路电流速断保护应与变 压器电流速断保护配合整定。灵敏度校验（保护性能分析）。按最大运行方式下，线路最大保护范围不 应小于线路全长的50%。按最小运行方式下，线路最小保护范围不应小于线路全 长的15%20%。瞬时电流速断保护虽能迅速切除短路故障，但不能保护线路全 长。3.2定时限过电流保护按躲过本线路最大负荷电流整定。时限整定为

42、0.3s （微机保护），按阶梯型 原则整定。特殊问题的解决如下。当线路较长，过电流保护灵敏度不够时（如20 km以上线路），可采用复压 闭锁过流或低压闭锁过流保护，此时负序电压取0.06Ue（Ue为额定电压），低电 压取0.60.7Ue，动作电流按正常最大负荷电流整定，只考虑可靠系数及返回系 数。当保护无法改动时，应在该线路适当处加装柱上断路器或跌落式熔断器，作 为后一段线路的主保护，其额定电流按后面一段线路的最大负荷电流选取。最终解决办法是调整网络结构，使10 kV线路供电半径符合规程要求。当过电流保护，灵敏度不够时（如变压器为510kVA或线路极长），由于 每台变压器高压侧均有跌落式熔断器

43、，因此可不予考虑。当过电流定值偏大，甚至大于瞬时电流速断定值时，而导致保护灵敏度不够 时，可考虑保证1.5倍的灵敏度（近后备）整定。对于时限级差配合无法满足整定要求时，因10 kV线路保护处于系统多级保 护的最末端，而上级后备保护动作时限限制在一定数值范围内，可能会出现时限 逐级配合后无法满足要求时，对于只有一台主变压器的变电站，可采用主变压器 高压侧过电流保护相同的动作时限，使主变压器10 kV断路器动作时间增加0.5 s， 有利于该断路器与10kV线路保护的配合。与逐级配合整定相比，对用户的停电影 响相同，在实际中也是允许的。对于上网小水电10 kV线路，应躲过小水电输送的最大三相短路电流

44、按双侧 电源线路考虑，采用方向过电流保护。4三相一次重合闸10 kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸由于安装于末级保护上， 所以不需要与其他保护配合。考虑的主要是重合闸的重合成功率，以使用户负荷 尽量少影响。根据有关统计分析，架空线路的瞬时性故障次数，约占故障次数的 70%左右，重合闸的成功率约50%70%。因而重合闸对电力系统供电可靠性起了很大的作用。重合闸整定时间，应等于线路对有足够灵敏系数的延时段保护的动作时间， 加上故障点足够断电去游离时间和裕度时间，再减去断路器合闸固有时间。单侧电源线路的三相重合闸时间除应大于故障点断电去游离时间外，还应大 于断路器及操作机构，复归原状准备好再

45、次动作的时间。单侧电源线路的三相一 次重合闸动作时间不宜小于1s。双侧电源线路的三相重合闸时间，除了考虑单侧电源线路重合闸的因素外，还应考虑线路两侧保护装置，以不同时间切除故障的可能性。对于多回线并列运 行的双侧电源线路的三相一次重合闸，其无电压检定侧的动作时间不宜小于5 s。在10 kV配电线路中，多为照明负荷，供电可靠性要求较低，短时停电不会 造成很大的损失。为了保证瞬时性故障能可靠消除，提高重合闸的重合成功率， 可酌情延长重合闸动作时间，一般采用1.5 s的重合闸时间。10 kV配电线路继电保护的配置虽然简单，但由于线路的复杂性和负荷的多 变性，在保护装置的选型上值得重视。根据镇安电网保

46、护配置情况及运行经验， 建议在新建变电站保护配置中采用微机保护。微机保护在具备电流速断、过电流 及重合闸的基础上，还应具备低压（或复压）闭锁、时限速断、带方向保护等功 能，以适应线路及负荷变化对保护方式的不同要求。该整定计算方案经多年运行考验，符合选择性、灵敏性、速动性、可靠性“四 性”原则，对于10 kV配电线路，动作时间小于0.5 s，保证了 10 kV设备和线路的 热稳定，同时选择性好，动作时间准确，未出现误动情况，保证了供电的可靠性。变压器差动保护工作原理和的不平衡电流产生原因今天我们简要阐述变压器差动保护工作原理，分析差动保护不平衡电流产生 的原因，针对不同原因，对症下药。提出相应有

47、效的防范措施，提高差动保护动 作的选择性、速动性、灵敏性、可靠性，从而保证变压器的安全稳定运行。1前言 变压器差动保护是按照循环电流原理构成的。双绕组变压器，在其两 侧装设电流互感器。当两侧电流互感器的同极性在同一方向，则将两侧电流互感 器不同极性的二次端子相连接（如果同极性端子均置于靠近母线一侧，二次侧为 同极相连），差动继电器的工作线圈并联在电流互感器的二次端子上。在正常运 行或外部故障时，两侧的二次电流大小相等，方向相反，在继电器中电流等于零， 因此差动保护不动作。然而，由于变压器实际运行中引起的种种不平衡电流，使 得差动继电器的动作电流增大，从而降低了保护的灵敏度。2产生的原因不平衡电流的产生有稳态和暂态二方面。稳态不平衡电流产生的原因（1）变 压器高低压侧绕组接线方式不同（2）变压器各侧电流互感器的型号和变比不相 同；（3）带负荷调分接头引起变压器变比的改变。暂态不平衡电流主要是由于变 压器空载投入电源或外部故障切除，电压恢复时产生的励磁涌流。3影响和防范措施下面就以上几种