500kV昌平2号变微机变压器保护运行分1..doc

500 kV昌平2号变微机变压器保护运行分析 徐进亮，刘效孟，王　峰　郑宝庆，谢　华 　　WBZ-500型微机变压器保护自1995年至1998年8月在200 kV以上系统投运80余套，无一误动、拒动，亦无任一原因不明的异常情况。华北局经过慎重调研、动静模考核验证，选定WBZ-500型保护为华北500 kV网主变保护替换或主选产品，目前已有9台500 kV变压器共15套WBZ-500保护装置订货，其中北京昌平2号变已于1999年2月6日顺利投入运行，并在不足4个月的运行期间，经历高压侧沙昌二线10次区外故障的冲击、2次高压侧区内接地故障的考验，保护装置均正确反应。1　保护配置及说明　　昌平2号变保护采用双主、双后(加分差)的配置方式，即用完全相同的两个柜，每柜均有一套改进型WBZ-500型谐波制动纵联差动及一套包括反时限过激磁、相间阻抗保护、零序保护、过流保护等在内的变压器后备保护，构成双主双后配置，具有如下特点：　　(1) 任一柜因任何原因需停运时，可以停该柜而不减少任一保护，维护方便、安全，运行可靠。　　(2) 每柜主、后备保护出口启动回路采用主、后备保护启动接点相互闭锁方式，进一步防止某一保护硬、软件异常时保护误出口。装置因采用灵敏的启动判据，能确保故障时保护不误闭锁出口回路。　　(3) 差动采用全Y型接线，主、后备保护可以共用一组TA，使改造工程也能采用该配置方案。　　(4) 由于两柜完全一样，但所接TA不是同一组，故障异常时两柜出具的故障报告能互相对比，便于故障分析。　　昌平2号变为分相式的自耦变压器，显而易见，其内部发生接地故障的概率远大于相间故障，保护配置了一套分相差动以提高接地故障反应能力。分相差动基本不受变压器空载合闸时励磁涌流的影响，目前任一种成熟的差动保护装置均能作为分相差动使用。但为了防止任一装置万一存在某种硬件瓶颈造成保护拒动，故分差选用南自总厂生产的WBZ-1201B型保护。毕竟是二种硬件产品，这样做使保护的维护方便性、设计一体性有所牺牲。　　随着电力系统的发展，安全可靠性要求更高，不少220 kV主变也开始配置双套差动，充分反映了系统对保护的重视及对保护装置本身可靠性的防范。但有些地区特别强调用两种不同原理的差动就值得讨论。双重化的意义在于硬件的双重化，是为了防止任一套保护装置因各种原因退出时，差动保护不失去，故保护规程中只强调重要主变差动要双重化，而不强调不同原理。规程中为什么对后备保护不提双重化问题，其中一个原因是用单套后备时，后备保护分侧构成，由于各侧保护对同一故障依时限相继反应，实际上已构成硬件双重化。目前的各种型号变压器差动的区别主要在于克服涌流的方法不同，并非严格意义上的不同原理(南自总厂即将推出的WBZ-501型虚拟三次谐波差动保护，采用瞬时值算法，理论上兼顾了间断角及谐波制动差动的优点)，实际统称为波形分析比率差动，仍不能代替瓦斯保护在小匝间(2%)短路故障时切除变压器的工作。经各厂所院校的努力，改进型谐波制动比率差动均能加速动作，较好地克服了该类保护以前空投故障变时保护延时或拒动的问题。　　另一个不容忽视的事实是：大型变压器运行环境都很好，历年变压器事故统计资料表明，变压器主要故障往往是简单的相间、接地、匝间、区外转区内故障，无一套微机差动保护误拒动是由差动原理性缺陷造成。差动保护问题焦点是装置抗干扰措施采用情况、防TA饱和能力、大电流情况下的动作行为及制造工艺水平，整套设备的难点则在后备保护。　　因此，目前所谓不同原理差动，想强调的防拒动难有实例验证，从事物一分为二的角度看，结合实际运行情况防误动则更迫切与重要。　　2　故障考核情况2.1　区外故障　　1999年3月13日～16日北京雾闪期间，500 kV沙昌二线频繁区外故障，保护频繁地动作、重合，装置运行情况良好，无误发信号及保护误动作情况。WBZ-500型保护经受住了考验。2.2　区内故障　　1999年4月11日21时29分35秒，5023开关侧TA发生A相接地故障(图1)，A，B柜的两套差动32 ms均动作出口。由于故障在分差区外，分相差动动作区外不误动。WBZ-500型差动保护装置输出故障报告(见表1)。 图1　KA0故障录波 　　1999年5月23日19时12分21秒，5023开关侧母差TA再次发生C相接地故障(图2)，两套纵差保护均差速断动作跳闸，对分相差动因属于区外，仍不动作。　　表2中，12通道监视装置+5 V是为防止外加直流或本身直流产生间断性波形时，保护误动设置；13通道监视高压侧电压主要是用于频率跟踪，防止过激磁引起的频率变化从而引起计算及采集误差造成保护不正确反应。由于TA全Y型接入，经软件完成“Y/△”转换后，单相接地短路反映为二相差动动作；故报告中仅打出差动动作相