CN103683193A - 自动整定定值的变压器微机保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自动整定定值的变压器微机保护实现方法，该实现方法是：首先，在变压器保护装置中输入变压器的类型、规格和容量，根据变压器保护定值的整定计算规则，自动配置温度、瓦斯本体非电量保护参数；然后，输入变压器各侧的CT、PT变比，自动计算出变压器的纵联差动保护定值参数、过电流保护定值参数；最后，输入变压器中性点间隙CT、PT变比，自动计算出变压器的中性点间隙零序保护定值参数。本发明在变压器微机保护装置中固化保护定值计算规则，由装置根据所保护的变压器参数自动生成保护定值，无需人工计算和输入定值，实现对工矿企业变电站内的变压器进行保护。
Description
技术领域
本发明属于电力系统微机保护技术领域，具体涉及便于工矿企业变电站使用的变压器微机保护定值自动整定的实现方法。
背景技术
微机保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态，并自动迅速地、有选择地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证不故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全、连续供电。变压器微机保护装置主要是实现对变压器的保护功能。为使保护装置可靠动作，必须根据电网结构、设备参数和负荷性质计算出故障时的电气参数，然后进行整定计算输入保护装置，判别出发生故障发出指令跳开断路器保护设备。微机保护装置的定值整定计算涉及电力专业知识，需要掌握一次设备、微机保护和运行方式等专业知识，计算相对复杂。在电力部门有专门从事微机保护整定计算的人员，根据电网结构、设备参数和运行方式的变化及时调整保护定值，然后由专门人员输入保护装置。
在工矿企业的变电站中，往往缺乏专业的保护定值整定人员，负责日常运行维护的电工对保护装置的定值也知之甚少。企业变电站投运之初，电力部门下达变电站进线电源的保护限额，企业需要委托他人对变压器及进出线间隔的保护定值进行计算，很多企业仅由安装单位凭经验随意输入。当企业的生产设备或工艺流程发生变化时，往往就忽略了保护装置定值的调整。对企业电气设备的事故调查发现，约有40%是因为保护装置定值的不正确造成了事故的扩大。微机保护装置的定值整定计算根据一定的规则进行的，由于企业变电站的变压器保护装置主要是实现对变压器的保护，相对于电力网的保护装置定值整定计算较为简单，因此可将相关定值计算规则固化在保护装置中，输入变压器参数后由其自动生成保护定值。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种自动整定定值的变压器微机保护实现方法，在变压器微机保护装置中固化保护定值计算规则，由装置根据所保护的变压器参数自动生成保护定值，无需人工计算和输入定值实现对工矿企业变电站内的变压器进行保护。
本发明的技术解决方案：首先，在变压器微机保护装置中输入变压器的类型、规格和容量，根据变压器保护定值的整定计算规则，自动配置温度、瓦斯本体非电量保护参数；然后，输入变压器各侧的CT、PT变比，自动计算出变压器的纵联差动保护定值参数、过电流保护定值参数；最后，输入变压器中性点间隙CT、PT变比，自动计算出变压器的中性点间隙零序保护定值参数。
本发明具有以下优点：1、根据输入的变压器规格型号等参数自动生成保护定值，对工矿企业的变压器进行保护，本发明的变压器微机保护实现方法适用于电压为3－110 kV、容量在63000MVA以下企业变电站内的变压器的微机保护装置；2、在程序中固化了变压器纵联差动保护、过电流保护、本体非电量保护和中性点相关保护定值整定计算的规则，在保护装置中输入变压器的型号规格、各侧电流和电压互感器的参数后，装置将自动生成保护定值，实现对变压器的保护功能。
附图说明
图1为自动整定定值的变压器微机保护实现方法的逻辑图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明。
图1为自动整定保护定值的变压器保护实现方法逻辑图，首先，在变压器微机保护装置中输入变压器的类型、规格和容量，根据变压器保护定值的整定计算规则，保护装置自动计算变压器各侧的额定电流，并自动配置温度、瓦斯本体非电量保护参数；然后，输入变压器各侧的CT、PT变比，自动计算出变压器的纵联差动保护定值参数、过电流保护定值参数；最后，输入变压器中性点间隙CT、PT变比，自动计算出变压器的中性点间隙零序保护定值参数。
其中，变压器的非电量的本体保护定值仅与变压器的类型有关，如干式变压器为温度保护，油侵变压器有温度保护、瓦斯保护和压力释放阀保护；干式变压器90℃用于启动风扇，75℃时风扇停止，110℃超温跳开主变各侧开关；油侵变压器55℃用于启动风扇并发出信号，50℃停止风扇；75℃发高温信号，90超℃温跳闸；油侵变压器的轻瓦斯发信号，重瓦斯跳开主变各侧开关，压力释放阀动作跳开主变各侧开关。
其中，变压器的纵联差动保护定值与其容量相关，其定值有差动速断值、差动动作值、谐波制动值和各侧过负荷值；差动速断值为变压器额定电流的5－8倍，变压器容量越大系数越小，由装置根据变压器容量按插值法进行计算选取；纵联差动保护采用三折线的比率差动，折线系数分别为0.5和0.7固化，差动动作电流值选取0.4倍的额定电流；谐波制动采用二次谐波，其制作系数整定为10%－20%，变压器容量越大，二次谐波制动系数的取值越小；过负荷电流定值每侧取1.1倍的额定电流，经过20秒后发信号。
其中，变压器的电流保护反应相间短路故障，通常作为变压器的后备保护；负荷侧的过电流采用两段定值，取3倍的变压器本侧额定电流，1时限时间0.4S跳分段开关，2时限跳0.8S跳本侧开关；II段电流定值与本侧出线的II段电流定值配合，取2倍的额定电流，1时限时间0.6S跳分段开关本侧，2时限0.9S跳本侧开关，3时限1.2S跳开高低压侧开关；电源侧电流保护定值取4倍的额定电源，时间0.6S跳本侧开关。
35kV及以下电网为不接地系统，35kV变压器无需考虑中性点保护；110kV变压器的中性点配备零序过流保护、间隙保护，当中性点接地刀闸合上投入零序过电流保护，中性点接地刀闸打开且配有中性点间隙时退出零序过流保护，投入间隙保护；企业110kV变电站通常为终端型变电站，变压器中性点不接地，因此不考虑零序过电流保护定值取值；变压器的中性点通过间隙接地，间隙保护的零序过电压值取180V，间隙的零序过电流取值100A。
下面以一台110/10.5kV的容量为20MVA的双绕组自冷型变压器来说明自整定保护定值的实现方法。
在保护装置中选择自整定定值功能，装置提示输入变压器的型号规格等参数，变压器的类型选择油浸自冷型双绕组变压器，容量为20MVA，高低压侧电压分别110/10.5kV；自动配置75℃发高温信号，90℃超温跳闸；配置轻瓦斯发信号、重瓦斯跳开主变各侧开关，压力释放阀动作跳开主变各侧开关；自动计算出高压侧额定电流为Ie110=20000/ √3/110=105A，低压侧额定电流为Ie10=20000/ √3/10.5=1100A；
输入高压侧电流互感器变比为200/5，电压互感器变比为110/0.1；低压侧电流互感器变比为2000/5，电压互感器变比为10/0.1；插值法算出差动速断电流倍数， ，则差动速断电流为7.2×105×(5/200)＝18.9A；差动动作电流值0.4×105×(5/200)＝1.05A；二次谐波制动系数；110kV侧过负荷电流1.1×105×(5/200)＝2.88A，20S发过负荷信号； 10kV侧过负荷电流1.1×1100×(5/2000)＝3A，20S发过负荷信号；
10kV侧I段电流定值，取3倍的额定电流3×1100×（5/2000）＝8.25A，1时限时间0.4S跳分段开关，2时限跳0.8S跳本侧开关；II段电流定值与本侧出线的II段电流定值配合，取2倍的额定电流2×1100×（5/2000）＝5. 5A，1时限时间0.6S跳分段开关本侧，2时限0.9S跳本侧开关；3时限1.2S跳开高低压侧开关。110kV侧过电流定值取I段，4×105×（5/200）＝10.5A，0.6S跳开高低侧开关；
输入变压器中性点间隙零序电流互感器变比100/5，间隙零序电流二次定值取4A，0.3S跳变压器高低侧开关，变压器中性点间隙零序电压保护3U0定值180V，0.3S跳变压器高低侧开关。
Claims (5)
1.自动整定定值的变压器微机保护实现方法，其特征在于：首先，在变压器保护装置中输入变压器的类型、规格和容量，根据变压器保护定值的整定计算规则，自动配置温度、瓦斯本体非电量保护参数；然后，输入变压器各侧的CT、PT变比，自动计算出变压器的纵联差动保护定值参数、过电流保护定值参数；最后，输入变压器中性点间隙CT、PT变比，自动计算出变压器的中性点间隙零序保护定值参数。
2.根据权利要求1所述的自动整定定值的变压器微机保护实现方法，其特征在于：变压器的非电量的本体保护定值与变压器的类型有关，干式变压器为温度保护，油侵变压器有温度保护、瓦斯保护和压力释放阀保护；干式变压器90℃用于启动风扇，75℃时风扇停止，110℃超温跳开主变各侧开关；油侵变压器55℃用于启动风扇并发出信号，50℃停止风扇；75℃发高温信号，90超℃温跳闸；油侵变压器的轻瓦斯发信号，重瓦斯跳开主变各侧开关，压力释放阀动作跳开主变各侧开关。
3.根据权利要求1所述的自动整定定值的变压器微机保护实现方法，其特征在于：变压器的纵联差动保护定值与其容量相关，其定值有差动速断值、差动动作值、谐波制动值和各侧过负荷值；差动速断值为变压器额定电流的5－8倍；纵联差动保护采用三折线的比率差动，折线系数分别为0.5和0.7固化，差动动作电流值选取0.4倍的额定电流；谐波制动采用二次谐波，其制作系数整定为10%－20%；过负荷电流定值每侧取1.1倍的额定电流，经过20秒后发信号。
4.根据权利要求1所述的自动整定定值的变压器微机保护实现方法，其特征在于：变压器的电流保护反应相间短路故障，负荷侧的过电流采用两段定值，取3倍的变压器本侧额定电流，1时限时间0.4S跳分段开关，2时限跳0.8S跳本侧开关；II段电流定值与本侧出线的II段电流定值配合，取2倍的额定电流，1时限时间0.6S跳分段开关本侧，2时限0.9S跳本侧开关，3时限1.2S跳开高低压侧开关；电源侧电流保护定值取4倍的额定电源，时间0.6S跳本侧开关。
5.根据权利要求1所述的自动整定定值的变压器微机保护实现方法，其特征在于：变压器的中性点通过间隙接地，间隙保护的零序过电压值取180V，间隙的零序过电流取值100A。
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