中心議題：

• 微機變壓器保護雙重化配置的典型設計

解決方案：

• 探究出各種類型的微機變壓器保護方式
• 微機變壓器保護選擇雙主雙後、主後一體的配置

1．引言

根據國家電力公司《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》中“對於220kV主變壓器的微機保護必須采用雙重化”的精神

，結合反措的實施
、設計規範化以及現場運行安全性等問題，組織召開了由生產、設計

、運行各部門參加的研討會，就如何在安全可靠的基礎上使保護配置和整定運行有一個較為統一
、合理

、實用的方案進行了充分的討論，製定出適合安徽省220kV係統降壓變壓器的《微機變壓器保護雙重配置典型設計》，現將其基本原則簡要介紹如下。

2．保護組屏方式

組屏方式的基本原則是：相互獨立
、安全可靠
，並兼顧投停、檢修的靈活便利。主要考慮在一套保護異常停役的情況下，另一套保護仍能擔當起保護變壓器的重任
；qicikaolvliangkuaipingzhijiandelianxianjinliangshao

，yijianshaoyinercihuilujiexianfuzazaochengdechacuohuoyinhuaneryinfadebaohuwudong。congquanguojinliangnianzhubianbaohudongzuotongjifenxikan
，ercihuiludefuzaxingshizaochengzhubianbaohubuzhengquedongzuodezhuyaoyuanyinzhiyi。yinci
，dianshecaiyongshuangzhushuanghoupeizhi，jianliangkuaipingsheji，meikuaipingshangpeizhiyitaozhubaohuheyizuwanquanxiangtongdehoubeibaohu。qizhong
，yikuaipingshangchusheyouzhu、後保護外

，還設有非電量、失靈與非全相保護、110kV側操作箱（電壓切換箱）及35kV（或6kV）側操作箱；另一塊屏上除設有主、後保護外，還設有220kV側操作箱（電壓切換箱）。

3．主保護配置

典dian設she選xuan用yong二er次ci諧xie波bo製zhi動dong的de差cha動dong保bao護hu及ji波bo形xing對dui稱cheng原yuan理li的de變bian壓ya器qi差cha動dong保bao護hu作zuo主zhu保bao護hu，其qi原yuan因yin是shi利li用yong各ge自zi的de優you勢shi，進jin行xing互hu補bu。現xian在zai較jiao成cheng熟shu的de變bian壓ya器qi差cha動dong保bao護hu都dou是shi利li用yong二er次ci諧xie波bo製zhi動dong原yuan理li躲duo勵li磁ci湧yong流liu的de方fang式shi，但dan使shi用yong二er次ci諧xie波bo製zhi動dong原yuan理li，當dang變bian壓ya器qi空kong載zai合he閘zha時shi發fa生sheng單dan相xiang或huo兩liang相xiang內nei部bu故gu障zhang，差cha動dong保bao護hu因yin湧yong流liu製zhi動dong而er不bu動dong作zuo。

大型變壓器時間常數都很長

，一般湧流過程超過5s
，zaifashengshangshuguzhangshi，zhubaohuyaodengdaoyongliuxiaoshicainengchukou

，yanwudongzuoshijian。erboxingduichengyuanlidebianyaqichadongbaohushiliyongyizhongboxingduichengsuanfa，jiangbianyaqizaikongzaihezhashichanshengdeliciyongliuheguzhangdianliuqufenkailai

，jutidefangfashi：先xian將jiang流liu入ru繼ji電dian器qi的de差cha流liu進jin行xing微wei分fen

，再zai將jiang微wei分fen後hou差cha流liu的de前qian半ban波bo和he後hou半ban波bo作zuo對dui稱cheng比bi較jiao。當dang變bian壓ya器qi合he閘zha時shi發fa生sheng故gu障zhang
，利li用yong波bo形xing對dui稱cheng原yuan理li計ji算suan，保bao護hu不bu受shou健jian全quan相xiang的de影ying響xiang，能neng快kuai速su出chu口kou，可ke靠kao動dong作zuo。曾zeng在zai華hua東dong、華北進行的動模試驗結果也說明了這個問題，在變壓器空載合閘合於5%的匝間故障的試驗中，二次諧波製動原理的差動保護

，出口時間一般都在100ms，而波形對稱原理的變壓器差動保護出口時間在25ms左zuo右you。此ci外wai
，零ling差cha保bao護hu對dui變bian壓ya器qi的de故gu障zhang，尤you其qi是shi對dui自zi耦ou變bian壓ya器qi的de內nei部bu故gu障zhang有you很hen高gao的de靈ling敏min度du，且qie不bu受shou勵li磁ci湧yong流liu的de影ying響xiang，但dan因yin為wei在zai現xian場chang做zuo極ji性xing試shi驗yan非fei常chang困kun難nan
，加jia之zhi安an徽hui省sheng以yi往wang零ling差cha保bao護hu誤wu動dong情qing況kuang很hen多duo，因yin此ci
，對dui於yu零ling差cha保bao護hu的de設she置zhi原yuan則ze是shi：如果裝置中有自動檢驗零差保護極性功能的可以使用，如不具備上述功能的


，建議不使用。

4．後備保護的配置

後備保護的配置考慮原則是保證在變壓器中、低壓側母線故障，而保護或斷路器拒動時，無法切除故障的情況，以及在某些原因（如一套保護異常或旁路帶路）造(zao)成(cheng)一(yi)套(tao)保(bao)護(hu)停(ting)役(yi)
，隻(zhi)有(you)一(yi)套(tao)保(bao)護(hu)運(yun)行(xing)的(de)情(qing)況(kuang)時(shi)都(dou)能(neng)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，盡(jin)量(liang)簡(jian)化(hua)
，以(yi)減(jian)少(shao)誤(wu)動(dong)的(de)機(ji)率(lv)。為(wei)此(ci)，我(wo)們(men)要(yao)求(qiu)主(zhu)變(bian)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)的(de)配(pei)置(zhi)應(ying)確(que)保(bao)在(zai)主(zhu)變(bian)高(gao)壓(ya)側(ce)獨(du)立(li)TA到中、低di壓ya母mu線xian的de各ge個ge電dian氣qi部bu位wei發fa生sheng故gu障zhang時shi，都dou有you後hou備bei切qie除chu手shou段duan能neng滿man足zu各ge種zhong運yun行xing方fang式shi和he檢jian修xiu方fang式shi下xia的de電dian網wang穩wen定ding要yao求qiu，並bing具ju備bei相xiang鄰lin電dian氣qi設she備bei的de遠yuan後hou備bei功gong能neng。具ju體ti配pei置zhi如ru下xia

4.1220kV側保護配置

4.1.1複壓閉鎖過流和零序過流保護：為I段兩時限

，第一時限保護動作跳開本側斷路器，第二時限動作跳開三側斷路器，保護定值應對中、diyamuxianyouzugoulingmindu
，zheyangquebaolezhudianyuanceyouyitaoduisancedouyouzugoulingmindudebaohuduan。weifangzhizaididianyacefashengguzhanggaoyamuxiandianyadibuxialaidewenti，bisuogongnengdeshixiancaiyongsancedianyabingliedefangshi，gecedianyakeyisuiyunxingfangshidebianhuatongguoyabanerlinghuotou、退各側電壓。該保護的主要作用是在中、低壓側保護拒動或開關拒動時，起後備作用。
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4.1.2複壓閉鎖方向過流和零序方向過流保護：分別為Ⅰ段(duan)兩(liang)時(shi)限(xian)，第(di)一(yi)時(shi)限(xian)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)跳(tiao)開(kai)本(ben)側(ce)斷(duan)路(lu)器(qi)

，第(di)二(er)時(shi)限(xian)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)跳(tiao)開(kai)三(san)側(ce)斷(duan)路(lu)器(qi)。對(dui)於(yu)純(chun)負(fu)荷(he)變(bian)或(huo)中(zhong)壓(ya)側(ce)有(you)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)
，其(qi)方(fang)向(xiang)都(dou)指(zhi)向(xiang)變(bian)壓(ya)器(qi)
，整(zheng)定(ding)可(ke)以(yi)隻(zhi)與(yu)中(zhong)壓(ya)側(ce)複(fu)壓(ya)閉(bi)鎖(suo)方(fang)向(xiang)過(guo)流(liu)和(he)零(ling)序(xu)方(fang)向(xiang)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)Ⅰ段保護配合
，因此，對於變壓器開關獨立TA至變壓器之間的引線及變壓器高壓繞組一部分發生的較惡劣的故障時，切除時間可以較短。

4.1.3旁路代路時：隻切換一套主
、後保護到旁路斷路器。主要考慮以下幾個原因：其一：旁路代路幾率不大，時間不長；其二：qiehuanyabanguoduoyunxingbuanquan。juanhuishengduonianlaichadongbaohuwudongfenxi

，yinyunxingrenyuancaozuobudangzaochengchadongbaohuwudongdeqingkuangzhanquanbuchadongbaohubuzhengquedongzuodesifenzhiyi
；其三：yiwangyunxingdebianyaqidouzhipeizhiyitaobaohu
，qieyiyunxingjingyanbijiaochengshudexianlubaohuweili
，zaibenxianyunxingshibaohushuangtaopeizhi，pangludailushiyezhiqiehuanyitaobaohu，genjuyiwangyunxingjingyan，yemeiyoufashengguoyouyuyitaopeizhierzaochengpangdaishibaohuwudongdeqingkuang。

4.1.4中性點間隙零序過流及零序過壓保護（三卷變）：一段一時限
，保護動作延時跳開三側斷路器。

4.21　10kV側保護配置

4.2.1　複壓閉鎖過流和零序過流保護：為I段兩時限

，第一時限保護動作跳開本側開關，第二時限保護動作跳開三側斷路器
，保護定值與110kV出線後備保護配合
，並保證110kV出線對側母線有靈敏度，其目的是在110kV出線保護或開關拒動時能切除故障，因110kV係統不設置失靈保護，因此在開關拒動時會造成事故擴大。

4.2.2　複壓閉鎖方向過流和零序方向過流保護：分別為I段兩時限，第一時限跳母聯或分段斷路器，第二時限跳本側斷路器。對於110kV側純負荷變或有小電源時，其方向指向110kV母線，保護定值與110kV出線保護I段保護配合，保證在110kV母線故障有靈敏度，在110kV母差保護停役或母差保護拒動時，作為110kV母線的後備；對於110kV側為較強電源時
，可將兩塊屏中一塊屏的複壓閉鎖方向過流和零序方向過流保護的方向指向變壓器

，保護定值應保證對220kV母線有靈敏度，可保證在220kV母差保護停役或母差保護拒動時

，快速切除電源。另一塊屏中的複壓閉鎖方向過流和零序方向過流保護的方向仍指向110kV母線。

4.2.3　旁路代路時：隻切換一套主、後保護到旁路。

4.2.4　中性點間隙零序過流及零序過壓保護（三卷變）：一段一時限，保護動作延時跳開三側斷路器。

4.3　35kV側保護配置

4.3.1　低壓側複壓閉鎖過流保護：peizhiliangtaoxiangtongdediyabisuoguoliubaohu
，meitaoshelianggeshixian。diyitaodiyishixianbaohudongzuotiaokaibenceduanluqi，diershixianbaohudongzuotiaokaibianyaqisanceduanluqi，dingzhizhengdingyuchuxianI段(duan)配(pei)合(he)，實(shi)際(ji)作(zuo)為(wei)低(di)壓(ya)側(ce)母(mu)線(xian)保(bao)護(hu)。第(di)二(er)套(tao)第(di)一(yi)時(shi)限(xian)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)跳(tiao)開(kai)本(ben)側(ce)斷(duan)路(lu)器(qi)，第(di)二(er)時(shi)限(xian)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)跳(tiao)開(kai)變(bian)壓(ya)器(qi)三(san)側(ce)斷(duan)路(lu)器(qi)，定(ding)值(zhi)與(yu)出(chu)線(xian)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)配(pei)合(he)，作(zuo)為(wei)低(di)壓(ya)側(ce)出(chu)線(xian)保(bao)護(hu)的(de)總(zong)後(hou)備(bei)。這(zhe)樣(yang)配(pei)置(zhi)既(ji)滿(man)足(zu)了(le)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu)，又(you)可(ke)避(bi)免(mian)故(gu)障(zhang)側(ce)保(bao)護(hu)拒(ju)動(dong)和(he)斷(duan)路(lu)器(qi)拒(ju)動(dong)，對(dui)主(zhu)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)損(sun)壞(huai)。這(zhe)也(ye)是(shi)事(shi)故(gu)教(jiao)訓(xun)的(de)總(zong)結(jie)。

5．保護投退方式

常規保護的保護投退一般均由壓板實現。壓板斷開後，造成電路聯係上明顯的斷開點。微機保護除由壓板投、退(tui)外(wai)還(hai)可(ke)以(yi)用(yong)功(gong)能(neng)控(kong)製(zhi)字(zi)投(tou)退(tui)保(bao)護(hu)
，但(dan)它(ta)必(bi)須(xu)由(you)繼(ji)電(dian)保(bao)護(hu)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)來(lai)進(jin)行(xing)。變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)要(yao)跳(tiao)三(san)側(ce)開(kai)關(guan)，且(qie)各(ge)側(ce)都(dou)有(you)數(shu)套(tao)保(bao)護(hu)，每(mei)套(tao)保(bao)護(hu)又(you)分(fen)數(shu)段(duan)。如(ru)每(mei)個(ge)時(shi)限(xian)段(duan)均(jun)經(jing)壓(ya)板(ban)投(tou)退(tui)，則(ze)壓(ya)板(ban)數(shu)量(liang)非(fei)常(chang)之(zhi)多(duo)

，這(zhe)給(gei)運(yun)行(xing)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)不(bu)便(bian)，很(hen)容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)誤(wu)操(cao)作(zuo)。根(gen)據(ju)曆(li)年(nian)來(lai)變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)情(qing)況(kuang)分(fen)析(xi)來(lai)看(kan)，運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)誤(wu)操(cao)作(zuo)占(zhan)了(le)變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)誤(wu)動(dong)總(zong)次(ci)數(shu)的(de)近(jin)三(san)分(fen)之(zhi)一(yi)。因(yin)此(ci)
，典(dian)設(she)在(zai)壓(ya)板(ban)設(she)置(zhi)上(shang)以(yi)簡(jian)化(hua)
、安全為原則，具體做法是：1）將後備保護的零序過流與零序方向過流合並為一塊壓板
；過流保護與方向過流合並為一塊；2）旁路代路時隻切換一套主、後保護到旁路，又可減少幾塊壓板；3）各時限段均由控製字投退，不經壓板投退。
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6．失靈保護

慮到失靈保護誤動情況較多，如主變中、低壓側保護都啟動失靈，必定使接線複雜
，增加了失靈保護誤動的幾率，因此典設隻要求220kV側快速返回的電氣量保護可以啟動失靈保護，非電量保護不啟動失靈保護。啟動失靈保護采用保護動作+電流判別+開(kai)關(guan)跳(tiao)閘(zha)位(wei)置(zhi)與(yu)合(he)閘(zha)位(wei)置(zhi)串(chuan)聯(lian)的(de)方(fang)式(shi)，保(bao)證(zheng)開(kai)關(guan)在(zai)確(que)有(you)失(shi)靈(ling)情(qing)況(kuang)發(fa)生(sheng)時(shi)啟(qi)動(dong)失(shi)靈(ling)保(bao)護(hu)。保(bao)護(hu)啟(qi)動(dong)後(hou)首(shou)先(xian)發(fa)解(jie)除(chu)電(dian)壓(ya)閉(bi)鎖(suo)信(xin)號(hao)
，以(yi)此(ci)解(jie)決(jue)變(bian)壓(ya)器(qi)低(di)壓(ya)側(ce)故(gu)障(zhang)時(shi)，220kV側母線電壓低不下來的問題,然後經延時跳閘。失靈保護電流判別元件取高壓側獨立TA的相電流或零序/負序電流。旁路代路運行時，將變壓器保護動作接點切換至旁路，使用旁路開關的失靈電流啟動回路。

7．非電量保護的改進

在(zai)微(wei)機(ji)變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)中(zhong)，非(fei)電(dian)量(liang)保(bao)護(hu)的(de)實(shi)現(xian)是(shi)將(jiang)非(fei)電(dian)量(liang)保(bao)護(hu)來(lai)的(de)接(jie)點(dian)引(yin)到(dao)變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)屏(ping)上(shang)，並(bing)通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)屏(ping)上(shang)的(de)重(zhong)動(dong)繼(ji)電(dian)器(qi)，啟(qi)動(dong)出(chu)口(kou)繼(ji)電(dian)器(qi)，同(tong)時(shi)非(fei)電(dian)量(liang)保(bao)護(hu)的(de)動(dong)作(zuo)行(xing)為(wei)通(tong)過(guo)重(zhong)動(dong)繼(ji)電(dian)器(qi)記(ji)錄(lu)在(zai)微(wei)機(ji)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)，以(yi)便(bian)分(fen)析(xi)保(bao)護(hu)的(de)動(dong)作(zuo)行(xing)為(wei)。因(yin)為(wei)非(fei)電(dian)量(liang)保(bao)護(hu)大(da)都(dou)安(an)裝(zhuang)在(zai)戶(hu)外(wai)，陰(yin)雨(yu)天(tian)氣(qi)易(yi)使(shi)電(dian)纜(lan)受(shou)潮(chao)
、絕(jue)緣(yuan)降(jiang)低(di)
，造(zao)成(cheng)保(bao)護(hu)誤(wu)動(dong)
，安(an)徽(hui)省(sheng)曾(zeng)多(duo)次(ci)發(fa)生(sheng)變(bian)壓(ya)器(qi)冷(leng)卻(que)器(qi)全(quan)停(ting)保(bao)護(hu)誤(wu)動(dong)的(de)問(wen)題(ti)。典(dian)設(she)將(jiang)變(bian)壓(ya)器(qi)冷(leng)卻(que)器(qi)全(quan)停(ting)保(bao)護(hu)的(de)時(shi)間(jian)繼(ji)電(dian)器(qi)由(you)戶(hu)外(wai)移(yi)至(zhi)微(wei)機(ji)保(bao)護(hu)屏(ping)內(nei)，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)防(fang)止(zhi)因(yin)電(dian)纜(lan)受(shou)潮(chao)、絕緣降低而造成的保護誤動。

8．交
、直流電源分配

8.1交流配置

（1）兩套差動主保護分別接於各側開關的兩組獨立TA上，使主保護彼此獨立
，保護範圍最大。

（2）各側後備保護電流回路與差動主保護相同，分別取變壓器各側開關獨立TA,保護的複壓閉鎖經壓板引入三側電壓。

（3）中性點間隙零序過流及零序過壓保護的電流取變壓器中性點放電間隙TA，電壓取高壓側母線PT開口三角電壓。

8.2直流配置

每麵屏中的主保護與各側後備保護裝置各配一組熔斷器；非全相及失靈電流起動配置一組熔斷器
；非電量保護設一組熔斷器；220kV操作回路設二組熔斷器；110kV側開關和低壓側開關操作回路各設一組熔斷器。

9．結束語

從微機變壓器保護發展趨勢看
，微機變壓器保護選擇雙主雙後、主後一體的配置，即保護功能由彼此獨立的不同CPU插件實現
，出口跳閘回路分開，這種結構和原則突出地體現了微機＝保護構成的特點及優越性，既多CPU並行處理，整體結構緊湊

，數據共享，又組屏相對簡單、回路清晰
、對外連線簡單，投退方便、獨立性強，是今後主變微機保護發展的方向。