CN103401225B - 接地兼所用变压器过电流保护整定方法及联跳设置方法 - Google Patents

Abstract

提供一种接地兼所用变压器过电流保护整定方法及联跳设置方法，所述过电流保护整定方法包括：将接地兼所用变压器的过电流保护电流值按照躲过系统中馈出回路接地时的接地电流值进行整定；将接地兼所用变压器的过电流动作时间设置为高于馈出回路的接地保护动作时间一个级差；将接地兼所用变压器的过负荷保护电流值按照躲过接地兼所用变压器额定电流的1.2倍设置。所述过电流保护整定方法及联跳设置方法能够实现对变压器的运行保护，并且不会因外部接地故障导致变压器过电流保护误动作。

Description

接地兼所用变压器过电流保护整定方法及联跳设置方法

技术领域

本发明涉及一种电力系统中保护设备的整定方法，更具体地讲，涉及一种接地兼所用变压器过电流保护整定及联跳设置方法。

背景技术

在电力系统中，对3-35KV的中压系统，我国大多采用中性点不接地运行方式，电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地的中性点。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形接法保持对称，当电容电流比较小时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，对用户继续工作影响不大，可有效提高供电可靠性、减少停电事故。但是随着电力系统的发展，系统中变压器容量及出线的增多，当中性点不接地系统发生单相接地时，接地电容电流会很大，此时接地电弧不能可靠熄灭，将会产生弧光接地、铁磁谐振，从而造成设备绝缘损坏及火灾事故等后果。

为了防止上述事故的发生，为系统在接地时提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻，即为接地变压器。当中性点经电阻接地电网发生单相接地故障时，高灵敏度的零序保护迅速判断并快速切除故障线路，接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障这段时间内起作用，中性点接地电阻和接地变才会通过零序电流。为节省投资费用，接地变可带二次负载，可代替所用变，即为接地兼所用变。由于接地兼所用变在变压器跳闸后需要联跳供电变压器的同侧开关，因此它们的重要性等同于主变，故而对接地兼所用变的保护及二次回路设置的研究至关重要。

当系统出现接地故障时，接地兼所用变的中性点作为电源点，故障电流方向由中性点流向故障点，因此，故障回路和接地兼所用变绕组内都将流过故障电流；如果接地兼所用变的过电流保护整定如按照常规变压器过流保护整定原则整定，则故障回路的接地保护动作时间和接地兼所用变的过流保护动作时间相同，当系统出现接地故障时，中性点经电阻接地的系统的接地电流较大，将超过变压器的过流保护整定值，导致接地兼所用变过电流保护先于故障回路接地保护而动作，从而联跳主变，甩掉一整段负荷，造成严重的供电损失。

接地兼所用变担负着电力系统中性点接地的重要任务，对于中性点经电阻接地系统，当接地兼所用变由于某种故障原因跳闸失去接地点时，系统变为不接地系统，如果继续保持系统不接地运行，当系统发生单相接地短路时，系统电压将升高倍，对电气设备绝缘形成极大考验，严重时将导致设备绝缘击穿；如果是接地兼所用变自身故障引起变压器跳闸，系统在不接地运行过程中，如果发生接地故障，弧光接地可能引起火灾事故；如果是由于下级回路接地时接地保护或开关拒动引起的越级跳闸，接地兼所用变跳闸后，由于系统通过主变仍在提供短路电流，因此故障电流也将转化为弧光接地，将导致电缆及隧道火灾事故的发生。

发明内容

本发明的目的是当中性点接地系统出现接地故障时，通过设定接地兼所用变过电流保护整定值，避免接地兼所用变误动作；并且根据接地兼所用变的故障原因，进行联跳设置，实现变压器的安全可靠运行。

本发明的一方面提供一种接地兼所用变压器过电流保护整定方法，所述过电流保护整定方法包括：将接地兼所用变压器的过电流保护电流值按照躲过系统中馈出回路接地时的接地电流值进行整定；将接地兼所用变压器的过电流动作时间设置为高于馈出回路的接地保护动作时间一个级差；将接地兼所用变压器的过负荷保护电流值按照躲过接地兼所用变压器额定电流的1.2倍设置。

优选地，当过负荷保护电流值超过接地兼所用变压器额定电流的1.2倍时发出过负荷报警。

优选地，接地保护动作的一个时间级差为0.5S。

本发明的另一方面提供一种接地兼所用变压器过电流保护整定方法，所述过电流保护整定方法包括：将接地兼所用变压器的过电流保护电流值和过电流动作时间按照常规变压器整定原则进行整定；设置用于防止馈出回路接地时接地兼所用变压器的过电流保护误动的方向闭锁，方向为母线指向线路。

优选地，将过电流保护电流值按照躲过最大负荷电流的电流值进行设定。

优选地，过电流动作时间为0.3S或0.5S。

本发明的再一方面提供一种接地兼所用变压器联跳设置方法，所述联跳设置方法包括：当接地兼所用变压器执行速断保护、过流保护、接地保护中的至少一种时联跳主变；当接地兼所用变压器执行低压侧中性点零序电流保护和非电量保护中的至少一种时不联跳主变。

优选地，所述低压侧中性点零序电流保护由接地兼所用变压器低压二次侧负载故障引起。

优选地，所述非电量保护由接地兼所用变压器自身故障引起。

根据本发明的接地兼所用变压器过电流保护整定及联跳设置方法，通过对接地兼所用变过电流保护整定值的设定以及对接地兼所用变跳闸时的联跳设置，能够有效避免接地兼所用变误动作，实现变压器的安全可靠运行。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的当系统出现接地故障时故障电流流向图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的实施例的当系统出现接地故障时故障电流流向图。

如图1所示，主变压器1的一次侧为星形连接，在星形连接的中性点接入电流互感器，对主变压器1的一次侧进行过电流保护；主变压器1的二次侧为三角形连接，由于采用三角形接法，没有可供接地的中性点，此时引入接地兼所用变压器2，将主变压器1的二次侧连接到接地兼所用变压器2的一次侧，接地兼所用变压器2的一次侧和二次侧均为星形连接，且在1次侧的中性点接入了零序电流互感器，当系统出现故障时，使接地兼所用变压器先跳闸，再根据故障原因，判断是否需要联跳主变压器的二次侧开关。

常规变压器过流保护整定原则：变压器的最大负荷电流不超过变压器额定电流的1.5至2倍，考虑可靠系数和返回系数，计算公式为：

$I_{\mathrm{dz}}=K_k\frac{I_{\mathrm{fh}\max }}{0.95}$

其中，I_dz为整定电流值，K_k为可靠系数，I_fhmax为最大负荷电流。

参照图1，接地兼所用变压器2的二次侧有引出线，担负着二次负载的供应，因此在按照常规变压器运行时还需考虑变压器的超负载运行，否则将导致变压器过载甚至烧毁。通常，变压器的过流保护整定电流值按照躲过变压器最大负荷电流整定，可以确保变压器的运行温度和安全，但是对于带有接地兼所用变压器的系统，当系统中发生配出回路3接地故障时，接地兼所用变压器的中性点作为电源点，故障电流方向由中性点流向故障点，故障电流将经过接地兼所用变压器高压开关柜内的零序电流互感器和相电流互感器流向故障点S1。因此，在系统中某配出回路发生接地故障的情况下，故障回路和接地兼所用变压器绕组内都将流过故障电流，对系统造成非常大的危害。

除此之外，故障回路接地保护动作时间为0.5S，接地兼所用变的过电流保护动作时间如果按照常规变压器过流保护整定原则，则动作时间同样为0.5S，这样故障回路的接地保护时间和接地兼所用变的过流保护动作时间相同，当系统中发生配出回路接地故障时，中性点经电阻接地的系统接地电流较大，特别是在发生金属性接地时，接地电流更大。这样接地电流将超过变压器的过流保护整定值，导致接地兼所用变过流保护先于故障回路接地保护而动作，从而联跳主变，甩掉一整段负荷，造成严重的供电损失。

为避免上述情况发生，根据本发明的实施例对接地兼所用变压器过电流保护整定方法进行修改。一种修改方法为将接地兼所用变压器的过电流保护电流值按照躲过系统中馈出回路接地时的接地电流值进行整定；将接地兼所用变压器的过电流动作时间设置为高于馈出回路的接地保护动作时间一个级差；将接地兼所用变压器的过负荷保护电流值按照躲过接地兼所用变压器额定电流的1.2倍设置。其中，当过负荷保护电流值超过接地兼所用变压器额定电流的1.2倍时发出过负荷报警，提示运行人员尽快调整负荷，确保变压器安全运行。而且过电流保护和温度保护可共同防止变压器过载引起的温度升高，从而确保变压器安全运行。馈出回路接地时的接地电流值是根据电气系统的接地电阻值来考虑的，根据系统设计的接地电阻阻值不同而不同，例如接地系统采用300A的接地电阻，末端馈出回路的接地电流保护值可设置为30A～60A，则接地兼所用变的过电流保护电流值必须要高于这个值。此外，接地保护动作的一个时间级差为0.5S，因此将接地兼所用变压器的过电流动作时间设置为与下级配出回路接地保护动作时间配合，高一个动作时差0.5S。

根据本发明的接地兼所用变压器过电流保护整定方法，避免接地兼所用变压器因接地电流而导致误动作，且当系统中发生配出回路接地故障时，使接地兼所用变压器的负载侧先跳闸，对主变压器起到很好的保护作用。

另一种修改方法为将接地兼所用变压器的过电流保护电流值和过电流动作时间按照常规变压器整定原则进行整定；设置用于防止馈出回路接地时接地兼所用变压器的过电流保护误动的方向闭锁，方向为母线指向线路。其中，过电流保护电流值设置为躲过最大负荷电流的电流值；过电流动作时间为0.3S或0.5S。

根据本发明实施例的两种修改方法，均能够实现对主变压器的运行保护，并且不会因外部接地故障导致接地兼所用变压器过电流保护误动作。

接地兼所用变压器担负着电力系统中性点接地的重要任务，当接地兼所用变压器跳闸后，相当于系统失去接地点，变为不接地系统，此时如果系统无接地点继续运行，会对系统造成很大的危害，因此，当接地兼所用变跳闸后，应同时联跳供电变压器的同侧开关。但是，从生产实际考虑，由于接地兼所用变压器保护种类较多，如果每种保护都作用于联跳主变，会对生产造成较大的影响，因此可以采取有选择性的保护联跳设置。

根据本发明实施例的接地兼所用变压器联跳设置方法为：当接地兼所用变压器执行速断保护、过流保护、接地保护中的至少一种时联跳主变；当接地兼所用变压器执行低压侧中性点零序电流保护和非电量保护中的至少一种时不联跳主变。速断保护、过流保护和接地保护，这三种类型的保护都是由于接地兼所用变压器故障或是系统故障引起的，需要检查跳闸原因并对变压器或是系统进行检修才能将故障排除，此时接地兼所用变压器跳闸后系统将失去接地点，为避免系统无接地点继续运行，需同时联跳主变压器。

低压侧中性点零序电流保护由接地兼所用变压器低压二次侧负载故障引起。在接地兼所用变压器跳闸后，只需断开二次负载侧供电，快速恢复接地兼所用变压器运行或者迅速变换运行方式（如投入分段）切换为另一台接地兼所用变接入系统运行。

非电量保护由接地兼所用变压器自身故障引起。此时系统中并未出现故障，因此当接地兼所用变压器跳闸后，迅速变换运行方式（如投入分段）切换为另一台接地兼所用变接入系统运行。

根据本发明的实施例当接地兼所用变压器低压侧中性点零序电流保护和非电量保护动作时，系统本身未出现故障，所以只需变换接地兼所用变压器的运行方式，即可以使接地兼所用变压器快速恢复正常运行，不需要联跳主变。

本发明通过设定接地兼所用变过电流保护整定值，避免接地兼所用变压器误动作；并且根据接地兼所用变的故障原因，进行联跳设置，实现变压器的安全可靠运行。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (9)

1.一种用于电力系统的接地兼所用变压器过电流保护整定方法，所述电力系统包括主变压器、接地兼所用变压器和馈出回路，其中，主变压器的一次侧为星形连接，主变压器的二次侧为三角形连接，并将主变压器的二次侧连接到接地兼所用变压器的一次侧，接地兼所用变压器的一次侧和二次侧均为星形连接，接地兼所用变压器的二次侧向二次负载进行供电，主变压器的二次侧向馈出回路进行供电，

其中，所述过电流保护整定方法包括：在馈出回路发生接地故障的情况下，接地兼所用变压器的过电流保护整定按照如下整定原则进行整定，

将接地兼所用变压器的过电流保护电流值按照躲过系统中馈出回路接地时的接地电流值进行整定；

将接地兼所用变压器的过电流动作时间设置为高于馈出回路的接地保护动作时间一个级差；

将接地兼所用变压器的过负荷保护电流值按照躲过接地兼所用变压器额定电流的1.2倍设置。

2.根据权利要求1所述的过电流保护整定方法，其中，当过负荷保护电流值超过接地兼所用变压器额定电流的1.2倍时发出过负荷报警。

3.根据权利要求1所述的过电流保护整定方法，其中，接地保护动作的一个时间级差为0.5S。

4.一种用于电力系统的接地兼所用变压器过电流保护整定方法，所述电力系统包括主变压器、接地兼所用变压器和馈出回路，其中，主变压器的一次侧为星形连接，主变压器的二次侧为三角形连接，并将主变压器的二次侧连接到接地兼所用变压器的一次侧，接地兼所用变压器的一次侧和二次侧均为星形连接，接地兼所用变压器的二次侧向二次负载进行供电，主变压器的二次侧向馈出回路进行供电，

其中，所述过电流保护整定方法包括：在馈出回路发生接地故障的情况下，接地兼所用变压器的过电流保护整定按照如下整定原则进行整定，

将接地兼所用变压器的过电流保护电流值和过电流动作时间按照常规变压器整定原则进行整定；

设置用于防止馈出回路接地时接地兼所用变压器的过电流保护误动的方向闭锁，方向为母线指向线路。

5.根据权利要求4所述的过电流保护整定方法，其中，将过电流保护电流值按照躲过最大负荷电流的电流值进行设定。

6.根据权利要求4所述的过电流保护整定方法，其中，过电流动作时间为0.3S或0.5S。

7.一种接地兼所用变压器联跳设置方法，所述联跳设置方法包括：

当接地兼所用变压器跳闸时，判断接地兼所用变压器执行的保护类型；

当接地兼所用变压器执行速断保护、过电流保护、接地保护中的至少一种时联跳主变；

当接地兼所用变压器执行低压侧中性点零序电流保护和非电量保护中的至少一种时不联跳主变，

其中，接地兼所用变压器的过电流保护整定按照权利要求1或权利要求4的整定原则进行整定。

8.根据权利要求7所述的联跳设置方法，其中，所述低压侧中性点零序电流保护由接地兼所用变压器低压二次侧负载故障引起。

9.根据权利要求7所述的联跳设置方法，其中，所述非电量保护由接地兼所用变压器自身故障引起。