500kV惠州變電站是廣東東部電網(wǎng)的樞紐變電站，現(xiàn)已投運(yùn)兩臺(tái)500kV主變壓器，1變壓器為SIEMENS公司生產(chǎn)，2變壓器為ABB公司生產(chǎn)。兩臺(tái)變壓器都是三相獨(dú)立、自耦降壓式變壓器，三側(cè)電壓分別為500kV、220kV、35kV.變壓器的繼電保護(hù)裝置采用NEI-REYROLLE公司的產(chǎn)品，每臺(tái)分兩面保護(hù)屏。由國(guó)產(chǎn)繼電器構(gòu)成輔助保護(hù)與變壓器本體保護(hù)，另外組成主變接口屏。根據(jù)裝置調(diào)試和運(yùn)行情況分析，兩套變壓器保護(hù)能滿足運(yùn)行要求。由于保護(hù)裝置是進(jìn)口產(chǎn)品，而且NEI公司產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不多，有必要對(duì)此做一些介紹與分析，以提高繼電保護(hù)人員的設(shè)備調(diào)試維護(hù)水平。

　　1500kV變壓器保護(hù)的特點(diǎn)、要求及其置500kV變壓器的工作電壓高，通過(guò)容量大，在電網(wǎng)中地位重要；若變壓器故障或其繼電保護(hù)誤動(dòng)造成主變停電將引起重大經(jīng)濟(jì)損失，而且主變組裝、拆卸工作量大，檢修時(shí)間長(zhǎng)。這就要求變壓器內(nèi)部故障切除時(shí)間盡可能短，以縮小損失。500kV電力變壓器保護(hù)應(yīng)有比220kV及以下變壓器保護(hù)有更高的可靠性、靈敏度及速動(dòng)性。惠州站主變保護(hù)按以上原則進(jìn)行配置，采用以下各種保護(hù)的組合。

　　1.1主保護(hù)雙重化配置為提高保護(hù)的可靠性，500kV變壓器主保護(hù)應(yīng)采用雙重化配置。主保護(hù)是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，配置了DUOBIAS-M及DUOBIAS兩套縱差保護(hù)。

　　差動(dòng)保護(hù)必須有差電流速斷功能，能檢測(cè)在差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的大故障電流。計(jì)算表明，在變壓器各側(cè)短路比較初20ms內(nèi)，電流互感器不會(huì)飽和，在飽和之前差電流速斷部分能可靠切除故障。動(dòng)作電流隨外部穿越性短路電流增大而自動(dòng)增大。

　　在內(nèi)部故障時(shí)短路電流較大，雖也有制動(dòng)作用，但適當(dāng)選擇制動(dòng)系數(shù)，可以做到在有制動(dòng)情況下，也能保證靈敏度。

　　3）為防止因變壓器勵(lì)磁涌流造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，保護(hù)裝置需有諧波制動(dòng)功能。在勵(lì)磁涌流所含各種諧波中，以二次諧波為比較大，取二次諧波作為制動(dòng)，能獲得較理想的制動(dòng)效果。

　　式二次諧波制動(dòng)原理縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，保護(hù)范圍為主變壓器內(nèi)部、套管以及開(kāi)關(guān)場(chǎng)CT之間一段引線的相間、接地、匝間故障，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作跳主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)。裝設(shè)于主I保護(hù)屏。

　　整流型機(jī)械式二次諧波制動(dòng)原理縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，裝設(shè)于主保護(hù)屏。保護(hù)范圍、功能與主I縱差保護(hù)相同。

　　惠州變電站主變壓器還采用高阻差動(dòng)保護(hù)，交流回路采用套管CT，保護(hù)范圍為主變壓器高、中壓側(cè)內(nèi)部線圈相間、接地故障，保護(hù)有較高靈敏度，整定值可整定在額定電流10%以內(nèi)。低定值延時(shí)報(bào)警，高定值瞬時(shí)動(dòng)作跳三側(cè)斷路器。元件型號(hào)為DAD3.裝設(shè)于主保護(hù)屏。

　　1.2相間后備保護(hù)現(xiàn)500kV電力變壓器一般是單相變壓器組，配置相間保護(hù)作為變壓器引線和相鄰母線相間故障的后備保護(hù)。惠州站500kV主變相間后備保護(hù)采用距離保護(hù)，型號(hào)為T(mén)HR4PE2.500kV側(cè)與220kV側(cè)各裝設(shè)一套，裝設(shè)于主I保護(hù)屏。由于變壓器高-低、中-低側(cè)阻抗較大，高壓側(cè)和中壓側(cè)距離保護(hù)對(duì)低壓側(cè)相間故障靈敏度不夠，低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)簡(jiǎn)單的相間故障后備保護(hù)，惠州站采用的是35kV側(cè)過(guò)1.3接地后備保護(hù)接地保護(hù)是作為變壓器內(nèi)部、引線、母線、線路接地故障后備保護(hù)。由于主變?yōu)樽择钭儔浩鳎涓邏簜?cè)與中壓側(cè)之間有電聯(lián)系，并有公共接地點(diǎn)，當(dāng)高壓側(cè)或中壓側(cè)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流可在高、中壓側(cè)之間流通。惠州站主變接地后備保護(hù)采用公共繞組零序過(guò)流保護(hù)，型號(hào)DAC，裝設(shè)于主保護(hù)屏。還有高壓側(cè)與中壓側(cè)由開(kāi)關(guān)場(chǎng)電流互感器構(gòu)成的零序電流濾過(guò)器構(gòu)成的兩側(cè)零序方向電流保護(hù)，采用國(guó)產(chǎn)許繼電氣公司生產(chǎn)的傳統(tǒng)電磁型電流與整流型方向繼電器，裝設(shè)于主變接口屏。接地后備保護(hù)在動(dòng)作時(shí)限上與線路后備段配合。

　　4過(guò)勵(lì)磁保護(hù)5⑴kV變壓器鐵芯正常工作磁密較高，接近飽和磁密，磁化曲線較‘硬“。在過(guò)勵(lì)磁時(shí)，鐵芯飽和，勵(lì)磁阻抗下降，勵(lì)磁電流增加很快，其中含有許多高次諧波，可引起鐵芯、金屬構(gòu)件、絕緣材料過(guò)熱。若過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)較高，持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能使變壓器損壞。500kV變壓器應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。惠州站采用GEC-ALSTON公司生產(chǎn)型號(hào)為GTT的繼電器，短時(shí)間報(bào)警，長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作跳三側(cè)斷路器，裝設(shè)于主段反向偏移10%.由Z3R=10%Z3、Z3=1.2Zi（Z3R為段反向偏移阻抗），可得出I段定值為21=Z31. 2=Z310%幾2，R/段Z4=Zi，定值相同、方向相反。

　　雖然I、IV段定值得以確定，但運(yùn)行時(shí)并不采用IV段，特別是反向的W段。對(duì)應(yīng)裝置原理圖，在OutModul插件中斷開(kāi)L9，即PTT計(jì)時(shí)回路，則I段不能出口。而V段因計(jì)時(shí)器T10無(wú)類似連觸點(diǎn)，可將其延時(shí)置比較大（9.99s），同時(shí)由于V段定值小于段反向偏移，且V段時(shí)間定值大于時(shí)間，則可避免V段誤動(dòng)。

　　5過(guò)勵(lì)磁保護(hù)繼電器GTT GTT用來(lái)保護(hù)主變壓器在空載合閘瞬間所產(chǎn)生的沖擊振蕩。繼電器利用v/f原理構(gòu)成，即利用電壓與頻率比值的高低來(lái)判別是否出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁，定值從1.0至1.25之間可調(diào)，以變壓器廠家提供的勵(lì)磁特性曲線為依據(jù)整定。輸出觸點(diǎn)有兩對(duì)，第一對(duì)延時(shí)0.5~1s（內(nèi)部可調(diào)整），作為報(bào)警輸出，第二對(duì)延時(shí)5~30s可調(diào)，作跳閘輸出。

　　3保護(hù)裝置運(yùn)行中的問(wèn)題及改進(jìn)1兩套THR保護(hù)裝置電流回路設(shè)計(jì)等同。由于（4%是傳統(tǒng)式fMt動(dòng)作時(shí)間較慢PuWiS正常運(yùn)行。但根據(jù)ltTHeRe裝置原理要求內(nèi)部必需bookmark2原設(shè)計(jì)將進(jìn)口保護(hù)放置在電流回路前端，國(guó)產(chǎn)保護(hù)放比較后。其本意是在運(yùn)行中國(guó)產(chǎn)保護(hù)有動(dòng)作時(shí)，在主變接口屏將電流回路短接，不影響進(jìn)口保護(hù)3Y43QfB）h失繼繼電電：返回M縱差保護(hù)中clishing將有u可可能AnYgQ：rerBdQ（Ah；）/動(dòng)作快瞬間形成具有中性點(diǎn)（Nentral）的電流回路，用作零序電流啟動(dòng)用，所以交流電流回路經(jīng)THR裝置后實(shí)際無(wú)電流輸出。因此應(yīng)將國(guó)產(chǎn)保護(hù)放置在電流回路前端，進(jìn)口保護(hù)放末尾。回路修改后如果國(guó)產(chǎn)保護(hù)動(dòng)作，只能將其對(duì)應(yīng)電流回路采用跨接的方法，而不能采用短接方法，否則進(jìn)口保護(hù)將無(wú)法正常工作。

　　3.2跳閘繼電器TR212、TR213的使用TR212為瞬動(dòng)觸點(diǎn)繼電器，TR213為動(dòng)作自保持繼電器，另有一電動(dòng)復(fù)歸線圈。此類繼電器為提高動(dòng)作速度及可靠的斷弧性能，在制造上有獨(dú)到之處。動(dòng)作線圈的線徑較粗，匝數(shù)相應(yīng)減少，勵(lì)磁時(shí)電流較大，以增加線圈電動(dòng)力，動(dòng)作干脆可靠，且觸點(diǎn)間隙較大，可以有效斷弧。調(diào)試時(shí)須嚴(yán)格注意測(cè)試方法，只能以沖擊電壓來(lái)測(cè)試動(dòng)作可靠性，（廠家規(guī)定為50%額定電壓），決不能以逐漸升壓方法來(lái)測(cè)其動(dòng)作電壓值。因?yàn)楫?dāng)通電時(shí)間稍長(zhǎng)就會(huì)引致線圈過(guò)熱，超過(guò)30ms就能燒壞線圈。

　　TR213繼電器在構(gòu)造上類似國(guó)產(chǎn)電動(dòng)復(fù)歸掉牌信號(hào)繼電器，但其動(dòng)作速度、觸點(diǎn)容量則完全是按跳閘繼電器要求而設(shè)計(jì)，是專為永久性故障而設(shè)置的跳閘出口繼電器。

　　3.3主變差動(dòng)保護(hù)CT切換回路運(yùn)行存在的問(wèn)題帶旁路形式。在220kV旁路開(kāi)關(guān)帶主變變中開(kāi)關(guān)運(yùn)行時(shí)，為避免出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)范圍縮小，主變差動(dòng)保護(hù)中壓側(cè)電流回路取旁路開(kāi)關(guān)CT回路。如1主變開(kāi)入差動(dòng)保護(hù)電流回路切換采用自動(dòng)切換形式，隨變中開(kāi)關(guān)出線側(cè)刀閘22014與旁路母線側(cè)刀閘22013自動(dòng)切換，見(jiàn)。

　　2主變保護(hù)與此類似。但當(dāng)500kV主變差動(dòng)保護(hù)CT自動(dòng)切換回路失去直流電源時(shí)，其啟動(dòng)繼電器3YQ（a）、（b）、4YQ（a）、（b）失磁，觸點(diǎn)返回，迫使多個(gè)CT切換繼電器（雙位置繼電器，95C-1A、B、C、D）返回，見(jiàn)。其后果將造成運(yùn)行中變壓器差動(dòng)保護(hù)的220kV側(cè)電流被短接，使主變差動(dòng)保護(hù)失去一側(cè)電流而誤動(dòng)跳閘。按惠州站主變差動(dòng)保護(hù)原設(shè)計(jì)，CT自動(dòng)切換啟動(dòng)回路電源并接于主變間隔刀閘位置指示器電源（9RD，10RD），而刀閘位置指示器電源涉及的回路較多，容易引起短路造成9RD、10RD熔斷，致使CT自動(dòng)切換啟動(dòng)回路失去電源。主變保護(hù)在運(yùn)行時(shí)曾發(fā)生過(guò)2主變縱差保護(hù)動(dòng)作出口跳主變?nèi)齻?cè)的事故，由于當(dāng)時(shí)2主變中壓側(cè)CT切換啟動(dòng)控制正電源保險(xiǎn)9RD燒斷，致使電流切換中間繼電器側(cè)電流消失，縱差保護(hù)動(dòng)作出口跳主變?nèi)齻?cè)。為此，必須將差動(dòng)保護(hù)CT自動(dòng)切換回路電源改造成獨(dú)立保險(xiǎn)供電，以滿足主變保護(hù)的可靠性要求。

　　改造后CT自動(dòng)切換回路需滿足：保證其CT自動(dòng)切換功能不變；當(dāng)CT自動(dòng)切換回路失去電源時(shí)，不會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)；當(dāng)CT自動(dòng)切換回路失去電源時(shí)，應(yīng)有告警信號(hào)。

　　3.4CT自動(dòng)切換回路改造的實(shí)施及新問(wèn)題的處理4YQ（a）、（b）從刀閘位置指示器電源（9RD、10RD）中分離出來(lái)，獨(dú)立接于控制電源小母線2KM上，使用專用的保險(xiǎn)11RD、12RD，稱為主變差動(dòng)保護(hù)CT切換電源，見(jiàn)。

　　將原接于第一套差動(dòng)保護(hù)電源的/主I差動(dòng)保護(hù)CT 3YQ（a）、（b）、4YQ（a）、（b）因11RD、12RD保險(xiǎn)熔斷失電時(shí)，CT切換繼電器95C-1同時(shí)失電，由于95C-1是雙位置繼電器，失電后自保持在原來(lái)狀態(tài)不切換，保證CT切換回路的正確性。

　　電后復(fù)電操作時(shí)，CT切換回路還是存在有瞬間誤切換的可能。因?yàn)?1RD、12RD失去電源后，95C-1雖機(jī)械自保持，但3YQ（a）、（b）、4YQ（a）、⑴失磁，其觸點(diǎn)接通了95C- 1的返回線圈。當(dāng)裝入保險(xiǎn)11RD、12RD時(shí)，95C返回，將差動(dòng)保護(hù)中壓側(cè)電流回路瞬時(shí)短接，隨后1勵(lì)磁使回路恢復(fù)正常。由于CT切換回路在失電復(fù)電操作過(guò)程中出現(xiàn)繼電器YQ與95C-1觸點(diǎn)競(jìng)賽‘，有可能引起保護(hù)誤動(dòng)作。因此在11RD12RD熔斷后，裝入保險(xiǎn)前，應(yīng)先人工斷開(kāi)CT回路切換直流空氣開(kāi)關(guān)MCB26，保證95C-1不能動(dòng)作，然后才給上11RD、12RD保險(xiǎn)，使3YQ（a）、（B（、4YQ（aMb）恢復(fù)正常狀態(tài)，比較后才給上MCB26開(kāi)關(guān)。按此操作直流電源，才能確保差動(dòng)保護(hù)安全運(yùn)行。主變第二套差動(dòng)保護(hù)電源的’主差動(dòng)保護(hù)CT也改接到11RD、12RD上，其問(wèn)題處理與主變第一套差動(dòng)保護(hù)相同。

　　在“主變差動(dòng)保護(hù)CT切換電源”回路上，裝設(shè)一個(gè)中間繼電器，用于監(jiān)視“主變差動(dòng)保護(hù)CT切換電源”，在電源消失時(shí)發(fā)告警信號(hào)。

　　4結(jié)語(yǔ)本文對(duì)惠州變電站500kV變壓器繼電保護(hù)的配置、裝置的原理及運(yùn)行作了介紹與分析。主變保護(hù)既有國(guó)產(chǎn)設(shè)備又有進(jìn)口設(shè)備。NEI公司主變保護(hù)所用繼電器形式多樣，從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型到微機(jī)型都有，性能也較復(fù)雜。只有深入了解保護(hù)裝置性能，熟悉保護(hù)原理，才能做好設(shè)備調(diào)試、維護(hù)工作。