kV變電站保護配置及常見事故處理

110kV變電站保護配置及常見事故處理作者：潘輝、周強kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第1頁!前言：本次技術講課主要講解的是我局所屬110kV變電所的主接線方式、保護配置、及典型事故分析。由于本人技術有限，可能講解的不夠全面，不是完全的正確，請大家予以指正。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第2頁!章110kV變電所主接線

現階段我局共有110kV變電站29座，而根據供電可靠性、經濟性、環(huán)境條件等多個因素，采用了不同的主接線方式，其中大多數采用內橋、單母線分段接線，還有少量的線變組接線，如麗都變。各種接線都有其特有的優(yōu)缺點：

kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第3頁!一、內橋接線：

優(yōu)點：設備少、接線清晰簡單，引出線的切除和投入比較方便，運行靈活性好，還可采用備用電源自投裝置。缺點：當變壓器檢修或故障時，要停掉一路電源和橋斷路器，并且把變壓器兩側隔離開關拉開，然后再根據需要投入線路斷路器，這樣操作步驟較多，繼電保護裝置也較復雜。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第4頁!三、線變組接線：優(yōu)點：具有小型化、高可靠性、安全性好、安裝周期短、維護方便、檢修周期長等優(yōu)點。缺點：設備價格昂貴，一般在環(huán)境污穢條件惡劣，地價昂貴的城區(qū)等少數變電所采用。

kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第5頁!一、線路保護線路保護的配置主要是當線路發(fā)生瞬時或永久故障時，保護能快速、可靠、正確的切除線路故障，以保證其余設備的正常運行。1、10kV線路保護三段式過流保護：電流速動保護、限時電流速動保護、過電流保護；過流加速保護：是獨立的一段過流保護，與重合閘配合可選擇前加速或后加速；三相一次重合閘；2、35kV線路保護三段式過流保護：電流速動保護、限時電流速動保護、過電流保護；過流加速保護：是獨立的一段過流保護，與重合閘配合可選擇前加速或后加速；三相一次重合閘；kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第6頁!1、主變差動保護

作為主變壓器線圈匝間短路及保護范圍內相間短路和110kV側單相接地短路的主保護。正常保護范圍為主變三側差動CT之間。2、主變后備保護主變常見的后備保護有復合電壓閉鎖過流保護、零序電流保護、零序電壓閉鎖過流保護、復合電壓閉鎖方向過流等保護。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第7頁!（2）零序電流保護定值零序電流保護作為大接地系統(tǒng)接地故障的后備保護。其電流一般取自變壓器中性點接地閘刀支路，因此只適應于中性點直接接地的變壓器。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第8頁!（4）各保護的保護范圍及動作情況。110kV復合電壓閉鎖過流保護：保護動作跳主變三側及110kV母分開關，它是35kV、10kV母線的后備保護和線路保護的遠后備保護，是變壓器最后一級跳閘保護。110kV零序過流保護：保護動作跳主變三側及110kV母分開關。110kV零序電壓閉鎖過流保護：保護動作跳主變三測及110kV母分開關。110kV間隙零序過流保護：保護動作跳主變三側及110kV母分開關。35kV復合電壓閉鎖過流：作為35kV母線故障的主保護，35kV線路的后備保護。保護動作跳主變35kV開關。35kV復合電壓閉鎖方向過流：方向朝主變，該保護在主變110kV送電時停用，當由主變110kV側開口，35kV送10kV時投入。保護動作跳主變35kV開關和主變10kV開關。10kV復合電壓閉鎖過流：作為10kV母線故障的主保護，10kV線路的后備保護。保護動作跳主變10kV開關。過負荷保護：接于110kV套管流變、35kV流變、10kV流變，當主變過載時經一定延時發(fā)信，正常運行時該保護投入。

kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第9頁!注意：在內橋接線中，當一臺主變停運，而相應的110kV進線、110kV母分開關在運行或熱備用狀態(tài)時，應考慮將主變跳相應的110kV進線和110kV母分開關的連跳壓板取下。即主變差動、主變本體、主變110kV后備保護跳110kV進線和110kV母分開關出口壓板。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第10頁!某110kV變電所正常運行方式：1101線送110kVI段母線、110kVI段母線壓變、避雷器、1#主變。1102線送110kVII段母線、110kVII段母線壓變、避雷器、2#主變。110kV母分熱備用。（110kV備投裝置備110kV母分）1#主變35kV經35kVI段母線送：35kVI段母線壓變、避雷器及35kVI段母線上的所有出線。2#主變35kV經35kVII段母線送：35kVII段母線壓變、避雷器及35kVII段母線上的所有出線。35kV母分熱備用。（35kV備投裝置備35kV母分）1#主變10kV經10kVI段母線送：10kVI段母線壓變、避雷器及10kVI段母線上的所有出線。2#主變10kV經10kVII段母線送：10kVII段母線壓變、避雷器及10kVII段母線上的所有出線。10kV母分熱備用。（10kV備投裝置備10kV母分）kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第11頁!蕭調令：1、停用35kV、10kV備投裝置；2、35kV、10kV線路由運行改熱備用；3、1#主變35kV側由運行改熱備用；4、1#主變10kV側由運行改熱備；(由對側電源對本電所110kVI段母線進行沖擊正常)5、1#主變35kV側由熱備用改運行；6、1#主變10kV側由熱備用改運行；7、35kV線路由熱備用改運行；8、10kV線路由熱備用改運行；(能帶多少負荷就送多少線路)9、1002線由熱備用改運行（由對側電源對本變電所110kVⅡ段母線進行沖擊正常）；10、2#主變35kV側由熱備用改運行；11、2#主變10kV側由熱備用改運行；12、35kV母分由運行改熱備用（包括投入35kV備投裝置）；13、10kV母分由運行改熱備用（包括投入10kV備投裝置）；14、35kV線路由熱備用改運行；15、10kV線路由熱備用改運行；（前面未送完的負荷）杭調令：110kV母分由冷備用改開關檢修。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第12頁!1、停用10kV備投裝置2、停用35kV備投裝置3、1＃主變10kV側由熱備用改冷備用4、1＃主變35kV側由熱備用改冷備用5、1＃主變110kV側由運行改冷備用為了使2＃主變在滿負荷的情況下不發(fā)生溫度過熱的現象，可以將1＃主變的一部份負荷轉移出去，以下有兩種方法：方法一：35kV一部分負荷可以改由其余電源點提供，比如將3302線上所帶負荷轉移至3302線所在35kV變電所的另外一條進線上去。方法二：考慮到1＃主變的事故處理時間可能較長，可以考慮由另外的110kV變電所、220kV變電所通過本變電所的35kV聯絡線3301線轉供35kVI段母線負荷，以達到減小2＃主變負荷目的，根據蕭調令：1、停用3301線保護2、停用3301線重合閘3、3301線由冷備用改運行4、35kV母分由運行改熱備用最后將1＃主變改檢修及恢復送電。杭調令：1、停用110kV備投裝置2、1001線由熱備用改運行（包括投入110kV備投裝置）蕭調令：1、10kV1＃電容器由熱備用改運行2、10kV3＃電容器由熱備用改運行3、1＃主變由冷備用改10kV側開關主變檢修kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第13頁!事故分析四：10kV電容器遠方無法合閘蕭調通知：10kV1號電容器遠方無法合閘?，F場檢查：首先后臺機檢查無任何告警信號（特別檢查10kV1號電容器閉鎖電容器投切軟壓板在退出位置），現場檢查開關正常，無異味，開關儲能正常，遠方/就地小開關在遠方位置，控制電源小開關在合上位置，電容器組正常。事故處理：在未發(fā)現異常的情況下，根據蕭調令在本變電所后臺機及就地進行合閘，無法正常合閘，匯報蕭調。再根據蕭調令：1、10kV1號電容器由熱備用改冷備用2、10kV1號電容器由冷備用改開關檢修等待變檢處理。變檢檢查發(fā)現10kV1號電容器開關本體分合閘連桿螺絲掉落，導致開關行程不到位，無法合上電容器開關。分析10kV電容器后臺機無法遠方合閘的幾種可能性：①反校碼錯誤；②閉鎖電容器投切壓板在投入位置；③“遠方/就地”小開關在就地位置；④控制回路故障（常見為控制電源小開關跳閘）；⑤電容器開關小車本體故障。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第14頁!二、單母分段接線：

優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。缺點：不夠靈活可靠，任意元件故障或檢修，均須使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部母線仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障段的供電。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第15頁!第二章110kV變電所主要的保護配置

繼電保護裝置的作用：當電氣設備發(fā)生故障時，繼電保護裝置能自動、快速、有選擇性的跳開開關，切除故障設備，保證非故障設備的正常運行。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第16頁!二、主變保護現代生產的變壓器，在構造上是比較可靠的，故障機會較少。但在實際運行中，還要考慮發(fā)生各種故障和異常工作情況的可能性，因此必須根據變壓器的容量和重要程度裝設專用的保護裝置。變壓器的故障可分為本體故障和引出線故障兩種。本體故障主要是：相間短路.繞組的匝間短路和單相接地短路。發(fā)生本體故障是很危險的因為短路電流產生的電弧不僅會破壞繞組的絕緣，燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解而產生大量的氣體，還可能引起變壓器油箱的爆炸。變壓器的引出線故障，主要是引出線上絕緣套管的故障，這種故障可能導致引出線的相間或接地短路。以下接合主接線圖，分析一下主變保護的保護范圍及動作情況：

kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第17頁!（1）復合電壓閉鎖過流保護可作為變壓器內外部各種故障的后備保護，主要由復合電壓元件（負序及相間電壓），過流元件及時間元件等構成。相間低電壓定值U1應躲過正常運行的最大運行電壓。U1=0.7Ue=70V負序電壓定值U2應躲過正常運行的最大不平衡電壓。U2=0.07Ue=7V過電流定值Idz應躲過正常運行的最大負荷電流。Idz=1.4Ibe時間定值Tdz：變壓器中低壓側的時間定值Tdz應考慮與中低壓側出線的時間定值Tdz相配合；變壓器高壓側的時間定值Tdz應考慮與中低壓側的時間定值Tdz相配合。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第18頁!（3）變壓器中性點過電壓保護（間隙保護）在大接地系統(tǒng)中，如失去所有的變壓器中性點而單相接地故障依然然存在，變壓器中性點對地電壓將升高到相電壓，出線端的相電壓將升高到線電壓，這對分級絕緣變壓器的絕緣安全構成威脅。因此，必須在變壓器中性點接地刀閘支路旁并接放電間隙，同時設置零序過壓保護來保障變壓器中性點的絕緣安全。間隙放電后，電弧的能量會很快燒毀間隙，為保護間隙必需盡快切除變壓器。所以又在間隙回路設置間隙過流保護。零序過壓保護定值Uoj：按PT開口可能出現的最大零序電壓整定Uoj=180V間隙過流定值，按規(guī)程規(guī)定一次值一般取Ioj=100A間隙保護時間Toj一般取兩段時間0.3/0.5S。中低壓側接有小電源時，0.3S跳電源聯絡線。0.5S跳主變各側。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第19頁!3、主變本體保護主變本體保護又稱非電量保護，主要包括主變本體重瓦斯、有載重瓦斯、本體輕瓦斯、有載輕瓦斯和本體壓力釋放。瓦斯保護是變壓器內部故障的主保護，它利用油浸式變壓器油箱內發(fā)生任一種故障時，油箱內產生氣體來動作，它具有較高的靈敏度，包括氣體的體積及其形成的速度分為輕瓦斯、重瓦斯；更換或檢修后的變壓器，在投入運行時須將重瓦斯投入跳閘；主變壓力釋放閥：當主變內部故障時，內部壓力達到整定值時，壓力釋放閥動作，作用為跳主變三側開關或信號報警。本體重瓦斯、有載調壓重瓦斯：可選擇分別跳主變三側開關及110kV母分開關或發(fā)信報警。本體輕瓦斯、有載調壓輕瓦斯、溫度過高、油位異常：經延時發(fā)信報警。本體壓力釋放一般用于發(fā)信報警。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第20頁!第三章110kV變電所典型事故分析

以下事故分析僅以右側的110kV內橋接線的三圈變?yōu)槔簁V變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第21頁!事故分析一：110kV母分開關與流變間發(fā)生單相永久故障。事故跳閘開關及主要保護動作情況:1002線開關、2#主變35kV開關、2#主變10kV開關、10kV1＃、2＃、3＃、4＃電容器開關跳閘，10kV母分、35kV母分開關合閘。2＃主變差動保護動作，10kV備投裝置動作，35kV備投裝置動作，10kV1＃、2＃、3＃、4＃電容器低電壓保護動作。事故處理：現場檢查為110kV母分流變A相靠開關側有明顯的對地閃落、接地痕跡。保護檢查為2#主變差動保護動作,跳1002線、2#主變35kV、10kV開關，35kV、10kV備投裝置動作分別合35kV母分開關和10kV母分開關。由于故障點位于110kV母分開關和I段母線閘刀間,仍故障點存在，由對側電源的零序II段保護（或接地距離保護II段）動作跳對側的1001線，造成本變電所全所失電，匯報杭調、蕭調。首先隔離故障點，根據杭調令：110kV母分開關熱備用改冷備用（包括停用110kV備投裝置）。kV變電站保護配置及常見事故處理共25頁，您現在瀏覽的是第22頁!事故分析二：當一臺主變故障后，另一臺主變出現超負荷開關及主要保護動作情況：1001線開關、1＃主變35kV開關、1＃主變10kV開關、10kV1＃、3＃電容器開關跳閘；10kV母分開關、35kV母分開關合閘。1＃主變差動保護動作、35kV備投裝置動作、10kV備投裝置動作、10kV1＃電容器低電壓保護動作、10kV3＃電容器低電壓保護動作、2＃主變過負荷等光字牌亮。事故檢查及處理：現場檢查1＃主變差動保護范圍內設備，發(fā)現在1＃主變10kV穿墻套管A、B相有裂紋，有相間閃落過的痕跡，造成1＃主變差動保護動作，跳開1001線開關、主變35kV開關和