220kV变电站主变保护双重化保护分析

广东电网有限责任公司东莞供电局 王小晶

1 220kV 变电站主变保护双重化保护原理

二次谐波制动差动保护。对于变压器来说制动差动保护属于主要保护方式。通过应用此种保护方式可降低变压器故障率，还可避免出现短路故障、高压侧单项接地短路、匝间层间短路故障。在空投变压器运行期间励磁涌流极易出现保护误动问题，利用二次谐波制动原理可高效保护变压器。当差流速段整定值小于差动电流时，在出口位置瞬时动作能够落实差流速段保护[1]。一般来说，针对相差流实行监视处理，若越限启动门槛低于相差流时可开启继电器，从而落实差流越限启动。

复合电压过流保护。对于变压器、元器件来说，在启动负荷电压时主要应用后备保护方式以此实现过流保护。为了保护启动过程必须做好优化配置，主要涉及以下方面：每段遵循不同时限开展设置，在配置过流保护和灵敏度时应保证符合标准规定，以此将复合电压投退控制为“0”。在设置过流保护时，按照实际需求科学控制电流、电压、时限，更好地保护时限电流。

2 220kV 主变压器的保护配置原则

图1 主变压器框架

遵循独立保护原则。220kV 主变压器可应用独立的两套主保护体系，在主保护体系中能够优化配置系统后备保护。对于直流回路、交流回路来说，可保障主后备保护的独立性。针对正常运行来说，可在相同时间段内投入两套主保护。通过独立主保护可有效保护电力互感器，确保保护体系中纳入次级保护，全面加强保护效果。针对第二套主保护来说，可置入到主变套管电流互感器、电流互感器之间，全面保证独立性保护效果，还可以按照实际需求实行切换保护[2]。将断路器应用到旁路时能够代替主断路器，具备显著的保护效果。在切换第一套主保护时能高效应用旁路断路器将第二套主保护切断，同时能够将后备保护切断。

遵循科学化与智能化原则。通过科学化、智能化原则可统一检测和远程调度220kV 主变。对于双重化保护系统来说，可将控制单元、数据采集单元安装在开关柜内部，利用交流采样方式通过电压互感器、电流互感器进行测量，删除电量变送器。此种情况下能够关闭开关柜内指示仪。利用智能化原则，可针对信息内容智能化开展检测和采集工作，合理安排系统资源配置情况、提升运行一体化水平，还能加强运行有效性与科学性。利用自动化系统能够精简人员数量、全面提升运行效率，进一步加强劳动强度和精确度。

实行安全的主变保护运行。在应用220kV 主变电器时，将电量保护投跳排除后，按照电网运行状态合理选用主变保护运行方式。为维护继电保护操作电源的安全性，必须全面加强继电保护装置抗干扰能力，减少二次寄生回路。为加强抗干扰能力必须深入研究继电保护装置、安全自动装置的反事故要点，全面落实二次回路抗干扰要求，以此提升抗干扰性能。此外，主变保护运行中需纳入后备保护要求，这样可提升主变保护运行的安全性[3]。为减少寄生回路问题，在优化设计时应合理设置空接电，能够有效连接不同直流回路，以此维护运行效益。

3 220kV 变电站主变保护双重化保护实施

3.1 主变双CPU 保护

在计算机技术快速发展进程中出现了大量高性能计算机芯片，保证主保护和后备保护的效果，实现主变压器的双重化保护。在应用过程中能合并主变电与后备保护为变压器实行双重化保护。当其中一套保护失效时可快速启动另一套保护，高效保护变压器。此外，为有效控制接线、简化二次回路接线复杂，必须降低隐患与差错，合理应用双套中央处理器，高效保护主变成套保护装置。

在双中央处理器系统中可以独立运行，一套监控系统、一套保护系统。在管理和建立上位机通信中，对于巡检数据信息可通过保护中央处理器将其传输到双口随机存储地址中，当保护系统出现问题，巡检数据能为监控系统提供查询功能，然而却不会改变随机存取数据，维护数据安全性。在20ms 以内，巡检数据查询不变化则表明保护中央处理器故障。针对故障进行报警，可传输到上位机系统中高效检查故障问题[4]。当监测系统出现故障、上位机不能接收小机箱信息，此时可以提醒，高效完成变电所无功电压综合控制工作。

3.2 双重化后备保护

利用阻抗保护的偏移特点可有效保护变压器，完成阻抗保护工作。针对系统外电缆设计来说工作比较简洁，只需通信电缆和电源线即可，电源为交流电源。一般来说，合理选择和应用计算机屏蔽电缆，优化配置备用电缆，应用双芯屏蔽双绞线。为加强抗干扰能力，变电站工程启动时可有效考量电缆。针对电力监控器则可应用专用电源确保供电开展的统一性，保障供电工作安全性，当出现断线闭锁、回路失压、直流失压、切换过程交流问题时，可以避免出现变压器低阻抗保护误动作。

3.3 双重化综合保护

图2 主变接线方式

合理应用二段式保护方式，在第一段中将母线作为指向方向，设置时限为两个，第一个是断开母联断路器、第二个是断开本侧断路器。在第二时限内严禁方向携带，注重保护跳开变压器侧断路器。在零序、负序回路中应对连接电流进行判断，之后跳开断路器保护，全面实现保护效果。当采用单项式延时动作保护时则会出现有载调压闭锁，在开启风机后能确保负荷保护效果，以免出现电流超负荷问题。保护方式为延时动作信号，可高效完成公共绕组过负荷保护。

利用二段式保护方式可有效保护单相延时动作信号，完成公共绕组过负荷保护。当串联失灵、节点与电流启动时对过流节点进行判断，利用硬压板能够构建失灵启动回路。现阶段通过大量研究分析，合理应用控制算法、控制理论，同时联合交流输电系统、电子装置、有源电力滤波技术、微机控制技术、交流电机变频技术、无功补偿技术。

针对先进技术研究，也获得显著成效。220kV主变实施双重化保护可连接继电保护、远方调度和数据监测，形成整体。在变配电自动化设计中必须注重工程实况，合理选择和应用自动化系统，维护系统运行的有效性与科学性[5]。在电力系统自动化设计中能提供高精度数据信息，利用技术层能保障电力系统自动化设计。为完成主变双重化电量保护，应当优化设计电源回路。在设计期间，按照变压器厂家标准确保设备满足实际需求。对于跳闸型非电量，可以采用瞬时、延时跳闸方式，瞬时发送信号，维护保护效果。