矿用变压器关于KS9/KS11矿用变压器的保护方案 |
| 双击自动滚屏 网址:www.byqcj.com 编辑：山东省永昌电力设备有限公司 日期：12-20 浏览数：4003 |
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KS9/KS11矿用变压器是电力系统中十分重要的元件,一旦其发生故障，将严重影响系统的稳定运行和
供电的可靠性，因此必须对KS9/KS11矿用变压器配备有效、可靠的继电保护装置。
KS9/KS11矿用变压器后备保护作为KS9/KS11矿用变压器内部故障的近后备和各侧母线及母线所带出线故障的远后30
备,其重要性显而易见。目前KS9/KS11矿用变压器的相间后备保护一般采取分侧独立安装的形式,采用的保
护类型包括一般的延时过电流保护、低电压启动过电流保护和复合电压启动过电流保护等
[1]。
对于三绕组KS9/KS11矿用变压器和自耦KS9/KS11矿用变压器，其低压侧漏抗相对较大，尤其自耦变可达2.3~2.7。
这样在低压侧母线或出口处发生三相短路时，高压侧的电压相当高，能达到90% n U 甚至35
95% n U [2]，而低电压整定值为不大于70%的额定电压，造成了高压侧复压过流保护电压灵
敏度不足。
三绕组KS9/KS11矿用变压器的高压侧后备保护除了为KS9/KS11矿用变压器内部故障提供后备保护外，还要为中压侧
和低压侧故障提供后备保护，必然会出现各侧后备保护之间配合复杂、动作时间过长等问题。
此外，由于过流保护的灵敏度受运行方式、故障位置和故障类型的影响较大，难免会出现电40
流灵敏度不够的问题。由于上述问题造成的事故每年都有发生，会导致大范围停电甚至烧毁
KS9/KS11矿用变压器和其它设备，严重威胁电气设备和人身安全，造成巨大的经济损失[2]。
为了解决传统后备保护存在的问题，相关学者进行了深入研究，提出了基于本地多信息
的后备保护方案[3]，快速后备保护方案[4]，集中式后备保护方案[5]。以上这些方案均利用了
方向元件，大大缩短了后备保护的动作时间，提高了灵敏度。 45
本文提出一种KS9/KS11矿用变压器综合保护方案，包括主保护和后备保护，其中主保护采用分区差动
原理，能够识别母线故障；后备保护利用方向元件快速识别故障位置，具有较强的容错性。
1 KS9/KS11矿用变压器综合保护方案
1.1 主保护方案
电流差动保护原理从提出到现在已有近百年的时间，相关技术已相当成熟，由于其原理50
简单可靠而被广泛地用于发电机、KS9/KS11矿用变压器等电力系统主设备的主保护[6]。本文采用基于分区
差动原理的保护方案，作为KS9/KS11矿用变压器和母线的主保护。
以图1 所示某变电站主接线为一次系统模型，2 条110kV 进线R1、R2，2 条35kV 进线
R3、R4，两台主变T1、T2 可以独立运行也可并列，高中低压母线均采用单母线分段方式，
所有10kV 线路为负荷出线无电源联络线路。 55
图1 典型变电站主接线图
Fig.1 Typical wiring diagram of a substation
以图2 中KS9/KS11矿用变压器T1 为例，现引入三个差动电流元件，分别为C1、C2、C3。其中C1 60
负责比较CT2、CT3 和CT5 的电流，C2 负责比较CT1、CT4 和CT5 的电流，C3 负责比较
CT1、CT3、CT6 和CT7 的电流。在正常运行情况下，流入差动电流元件的差动电流均为0，
元件均不动作。当高压侧母线发生故障时，流过CT1、CT3、CT6 和CT7 的短路电流方向
相同，同样，流过CT1、CT4 和CT5 的短路电流方向也相同，而只有流过CT2、CT3 和CT5
的短路电流方向不同，于是，只有元件C1 动作，同理，当中压侧母线发生故障时，只有65
C2 动作，当低压侧母线故障时，只有C3 动作。而在KS9/KS11矿用变压器高、中、低压侧发生故障时，
C1、C2、C3 均动作。参照图3 的逻辑，可以设计出KS9/KS11矿用变压器综合保护的主保护方案。当发生
故障时，首先断开所有母联断路器，每台KS9/KS11矿用变压器安装独立的分区差动主保护。
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