摘　要：在110 kV變電站的10 kV母線上一般都不裝設(shè)母線保護(hù)，這樣當(dāng)發(fā)生10 kV母線上的短路故障后，切除故障就要靠該站變壓器10 kV側(cè)的后備保護(hù)。后備保護(hù)的時限按與出線過流保護(hù)時限配合整定，延時都在2．0 s以上，因而切除故障的時間長，導(dǎo)致設(shè)備損壞嚴(yán)重。本文結(jié)合云南滇東電網(wǎng)的實(shí)際情況，對這樣的變電站主變保護(hù)的配置及設(shè)計作出探討，提出了一個新的運(yùn)行方式及完整的保護(hù)配置方案。 
　　1　引言
　　　在目前的電網(wǎng)中，用電磁型或靜態(tài)型繼電器組屏成的110 kV變壓器保護(hù)，除一套主保護(hù)外，各側(cè)都只配一套后備電流保護(hù)，其動作時限與線路過流保護(hù)按階梯原則配合整定。變電站的10 kV出線過流保護(hù)動作時限考慮與線路上的避雷器及跌落式熔斷器配合，其時限一般都不會小于1．0 s。考慮兩臺變壓器并列運(yùn)行時，其中一臺變壓器過流不影響另外一臺變壓器的正常運(yùn)行，其過流保護(hù)還須設(shè)二段時限，以第一時限跳分段斷路器，第二時限跳本變壓器斷路器。這樣一來，變壓器10 kV后備保護(hù)時限都在2．0 s以上。因此當(dāng)發(fā)生10 kV線路出口近區(qū)故障而線路保護(hù)或斷路器拒動及10 kV母線故障時（包括母線電壓互感器一次側(cè)，所用變一次側(cè)及各出線斷路器與主變電流互感器之間的一次回路），反應(yīng)在短路電流值上都相當(dāng)于變壓器故障，其值可達(dá)變壓器額定電流的數(shù)十倍，這樣大的短路電流對一次電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定都將構(gòu)成嚴(yán)重威脅，切除故障的時間愈長后果愈嚴(yán)重。在各電網(wǎng)中均發(fā)生過因主變后備保護(hù)動作時間過長，而造成主變電流互感器燒毀甚至主變燒毀的事故。有的地方，雖然上述事故未燒毀主變，但巨大的短路電流較長時間流過變壓器，嚴(yán)重地影響了主變的使用壽命，縮短檢修周期甚至給變壓器留下事故隱患，因此有必要給主變的低壓側(cè)增加一套快速切除母線故障及出線近區(qū)故障的后備保護(hù)。
　　2　快速后備保護(hù)實(shí)施方案
　　　筆者所在的云南滇東電網(wǎng)，主變低壓側(cè)只有一套電流保護(hù)，要滿足出線保護(hù)的近后備作用，又要滿足快速切除母線故障是無法做到的，只有在現(xiàn)有的過流保護(hù)之外另增設(shè)一套限時電流速斷保護(hù)，其動作電流按該側(cè)母線相間故障有1．3左右的靈敏度整定，動作時限僅須比相鄰級的電流速斷保護(hù)（0 s）大一個Δt時間即可（以躲過出線近端故障），這樣就大大縮短了動作時間，起到了母線故障的主保護(hù)作用。根據(jù)上述實(shí)施方案，并結(jié)合電網(wǎng)中現(xiàn)有設(shè)備情況，新增限時電流速斷保護(hù)應(yīng)滿足以下要求：
　　（1）整套保護(hù)組合在一起，避免現(xiàn)場連接多只繼電器接線的麻煩，體積小方便安裝。
　　（2）采用數(shù)字式靜態(tài)繼電器，滿足現(xiàn)場整定及維護(hù)簡單可靠的要求。
　　（3）采用新型原理的靜態(tài)電流繼電器，在CT飽和時能可靠動作。
　　3　裝置原理接線
　　　裝置集三只電流（LJa、LJb、LJc），兩只時間（1SJ、2SJ），兩只信號（1XJ、2XJ）繼電器于一體，采用集成電路構(gòu)成，電流繼電器原理是采用天津大學(xué)宋從矩教授抗CT飽和的專*產(chǎn)品，整體裝在一個繼電器外殼內(nèi)，具有精度高、功耗小、動作速度快、返回系數(shù)高、整定范圍寬、體積小等特點(diǎn)。裝置中電流和時間的整定采用面板數(shù)字式撥輪開關(guān)進(jìn)行，直觀方便，改變定值無需再進(jìn)行校驗，電流繼電器不需要改變一次繞組的串、并聯(lián)接線方式，不會造成CT開路。
　　　電流回路一般采用三相三繼電器式接線，若采用兩相兩繼電器式接線此時只需將圖1中的LJa、LJc接入電流回路中，而LJb不接，同時把裝置端子7與端子15予以短接，以避免干擾電壓侵入裝置。采用該接線方式是為了提高Y／Δ接線的變壓器發(fā)生短路時保護(hù)的靈敏度，應(yīng)將LJb接在電流回路N相中。
　　

　　 裝置帶有兩段延時，可用于分段斷路器跳閘及本側(cè)斷路器跳閘，動作信號觸點(diǎn)1XJ和2XJ并列通過端子3和11輸出，但是通過裝置面板上的信號燈1XD和2XD可明顯區(qū)別開1XJ和2XJ的動作情況，動作信號可通過面板上的復(fù)歸按鈕FA實(shí)現(xiàn)就地復(fù)歸，也可以通過外接復(fù)歸接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方復(fù)歸，信號元件采用磁鋼自保持繼電器，在直流斷電時，動作信號可予以保持。
　　4　裝置在云南滇東電網(wǎng)的使用情況
　　　云南滇東電網(wǎng)110 kV變壓器保護(hù)10 kV側(cè)只配備一套后備過流保護(hù)，當(dāng)發(fā)生10 kV母線故障時只能由其后備過流保護(hù)來切除。就2002年的系統(tǒng)運(yùn)行水平，10 kV母線三相短路電流最大的變電站已達(dá)14．82 kA（兩臺變并列），最小的也達(dá)到了8．95 kA。在2001年4月份某站發(fā)生的一次10 kV母線短路，雖然經(jīng)主變10 kV側(cè)后備保護(hù)切除了故障，但事后檢查發(fā)現(xiàn)一次設(shè)備損壞相當(dāng)嚴(yán)重，個別開關(guān)及部分（段）母線被燒毀，嚴(yán)重地影響了安全供電。
　　　根據(jù)上述情況，采用10 kV母線分段運(yùn)行，從運(yùn)行方式上大大地減小了母線短路時的故障電流，并且在短路電流超過5．0 kA以上的變電站在變壓器的低壓側(cè)（10 kV側(cè)）加裝一套數(shù)字式快速后備保護(hù)，動作電流按當(dāng)母線發(fā)生兩相短路時有靈敏度1．3整定，動作時限按與出線速斷保護(hù)配合整定，取t＝0．3 s跳變壓器10 kV側(cè)斷路器。
　　　云南滇東電網(wǎng)在2002年初安裝了變壓器低壓側(cè)數(shù)字式快速后備保護(hù)后，經(jīng)半年的運(yùn)行證明，該裝置運(yùn)行可靠，線路上的故障不會引起該保護(hù)誤動，在2002年6月24日發(fā)生的某變電站10 kV母線故障中，該裝置　　正確動作跳開變壓器10 kV側(cè)開關(guān)，事后檢查設(shè)備，只有引起該故障的這個10 kV出線開關(guān)的一只CT被燒毀，其余設(shè)備完好無損。
　　5　結(jié)束語
　　　針對110 kV變壓器10 kV側(cè)只有一套后備保護(hù)的這種配置情況，可以增配一套數(shù)字式快速后備保護(hù)以保護(hù)10 kV母線。建議10 kV母線分段運(yùn)行，這樣可以把快速后備保護(hù)的動作時限縮短一個Δt（不須跳母聯(lián)開關(guān)），既提高了保護(hù)的動作速度，也減小了故障時的短路電流。