本發(fā)明屬于電氣工程及其自動化領(lǐng)域，具體涉及一種變壓器后備保護整定方法。

背景技術(shù)：

隨著國家經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電能已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中必不可少的二次能源。因此，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。

正是由于電力系統(tǒng)的重要性，目前，電力系統(tǒng)已經(jīng)廣泛配置了各類型的自動保護裝置。根據(jù)經(jīng)濟性、可靠性，以及故障的嚴重性質(zhì)等方面的綜合考慮，目前110千伏及以下電力系繼電保護采取遠后備方式：主變電流后備保護主要作為防御外部相間短路引起的變壓器過電流和變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護，基本是以主變本身電氣特性而設(shè)置；限時速斷作為低壓側(cè)母線短路的主保護，針對的是近區(qū)短路時流經(jīng)主變的動熱穩(wěn)電流；而復壓過流則是針對主變過負載，兼顧出線末端的兩相金屬性短路。

但是，在實際運行情況中，遠后備保護，特別是主變電流后備保護作為出線保護的遠后備時，靈敏性較難保證。以10kV線路為例，如果l0kV線路上發(fā)生故障 (即使短路電流并不很大)，本線路斷路器拒動，而主變該側(cè)過電流保護對該故障點靈敏系數(shù)不夠，將使故障線路全線長期通過較大的故障電流而不能切除，如果人工不及時隔離故障，則導致故障進一步向主變方向發(fā)展，或者自然消除，并且負序電流對附近保護配置不全的小發(fā)電機造成損傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠保證在出線故障且出線保護拒動的情況下遠后備保護可靠動作、保證線路和設(shè)備安全的變壓器后備保護整定方法。

本發(fā)明提供的這種變壓器后備保護整定方法，包括如下步驟：

S1. 獲取待整定的變壓器在電網(wǎng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息；

S2. 步驟S1獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，建立變壓器的負序電流后備保護：

S3. 根據(jù)步驟S2建立的變壓器的負序電流后備保護，建立出線的負序電流后備保護；

S4. 對步驟S2和S3建立的負序電流后備保護，根據(jù)負序電流整定原則和負序電流后備保護的安裝位置對負序電流后備保護進行整定，完成變壓器后備保護整定。

步驟S1所述的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息包括變壓器的容量、變壓器出線長度、變壓器所處線路的類型和電壓等級。

步驟S2所述的建立變壓器的負序電流后備保護，具體為采用如下規(guī)則建立負序電流后備保護：

1）若變壓器35kV側(cè)所帶出線線路長度大于20 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

2） 若變壓器10kV側(cè)所帶電纜線路長度大于9.06 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

3）若變壓器10kV側(cè)所帶線路為架空線路，則按照如下規(guī)則建立變壓器的負序電流后備保護：

① 變壓器容量為20MVA且出線線路長度大于8 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

② 變壓器容量為31.5MVA且出線線路長度大于5 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

③ 變壓器容量為50MVA或60MVA且主變保護范圍小于3 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

步驟S3所述的建立出線的負序電流后備保護，具體為若上級主變壓器建立了負序電流后備保護，則建立出線的負序電流保護，否則不建立出線的負序電流保護。

步驟S4所述的對負序電流后備保護進行整定，具體為采用如下步驟進行整定：

A. 選取負序電流后備保護的動作電流I_op.2為0.5I_N~0.6I_N；

B. 對選定的動作電流進行校驗；

C. 若校驗通過，則將選定的動作電流作為負序電流后備保護的動作電流，否則采用負序電流整定原則重新對負序電流后備保護的動作電流進行整定并校驗，直至校驗通過。

所述的對選定的動作電流進行校驗，具體包括如下校驗項目：

a. 待校驗的動作電流必須能夠躲過變壓器最大負荷電流時負序濾過器輸出的不平衡電流；

b. 待校驗的動作電流必須能夠躲過主變及以上線路TA發(fā)生一相斷線時流過負序電流后備保護安裝處的負序電流；

c. 待校驗的動作電流必須能夠躲過被保護變壓器所連接的線路發(fā)生一相斷線時流過負序電流后備保護安裝處的負序電流；

d. 計算待校驗的動作電流的靈敏系數(shù)，且計算得到的靈敏系數(shù)在遠后備情況必須不小于2.0，或計算得到的靈敏系數(shù)在近后備情況必須不小于1.2；

e. 待校驗的動作電流保護跳閘時限必須與本主變對應側(cè)復閉過流保護的最后一段時限配合。

本發(fā)明通過對主變壓器所在的線路進行分析，合理設(shè)置負序電流后備保護，并對設(shè)置的負序電流后備保護進行整定，完成變壓器后備保護整定；通過本發(fā)明方法進行整定后，電力系統(tǒng)能夠保證在出線故障且出線保護拒動的情況下遠后備保護可靠動作，從而保證線路和設(shè)備安全，而且大幅度的提高了變壓器遠后備保護的靈敏性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示為本發(fā)明的方法流程圖：本發(fā)明提供的這種變壓器后備保護整定方法，包括如下步驟：

S1. 獲取待整定的變壓器在電網(wǎng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，包括變壓器的容量、變壓器出線長度、變壓器所處線路的類型和電壓等級等；

S2. 步驟S1獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，采用如下規(guī)則建立負序電流后備保護：

1）若變壓器35kV側(cè)所帶出線線路長度大于20 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

2） 若變壓器10kV側(cè)所帶電纜線路長度大于9.06 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

3）若變壓器10kV側(cè)所帶線路為架空線路，則按照如下規(guī)則建立變壓器的負序電流后備保護：

① 變壓器容量為20MVA且出線線路長度大于8 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

② 變壓器容量為31.5MVA且出線線路長度大于5 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

③ 變壓器容量為50MVA或60MVA且主變保護范圍小于3 km，則配置負序電流后備保護，否則不配置負序電流后備保護；

S3. 根據(jù)步驟S2建立的變壓器的負序電流后備保護，若上級主變壓器建立了負序電流后備保護，則建立出線的負序電流保護，否則不建立出線的負序電流保護；

S4. 對步驟S2和S3建立的負序電流后備保護，根據(jù)負序電流整定原則和負序電流后備保護的安裝位置，采用如下步驟對負序電流后備保護進行整定，完成變壓器后備保護整定：

A. 選取負序電流后備保護的動作電流I_op.2為0.5I_N~0.6I_N；

B. 對選定的動作電流進行校驗，校驗項目包括：

a. 待校驗的動作電流必須能夠躲過變壓器最大負荷電流時負序濾過器輸出的不平衡電流；

b. 待校驗的動作電流必須能夠躲過主變及以上線路TA發(fā)生一相斷線時流過負序電流后備保護安裝處的負序電流；

c. 待校驗的動作電流必須能夠躲過被保護變壓器所連接的線路發(fā)生一相斷線時流過負序電流后備保護安裝處的負序電流；

d. 計算待校驗的動作電流的靈敏系數(shù)，且計算得到的靈敏系數(shù)在遠后備情況必須不小于2.0，或計算得到的靈敏系數(shù)在近后備情況必須不小于1.2；

e. 待校驗的動作電流保護跳閘時限必須與本主變對應側(cè)復閉過流保護的最后一段時限配合，即負序過電流保護跳閘時限按與本主變對應側(cè)復閉過流保護最后一段時限配合，即+△t（0.3S）

C. 若校驗通過，則將選定的動作電流作為負序電流后備保護的動作電流，否則采用負序電流整定原則重新對負序電流后備保護的動作電流進行整定并校驗，直至校驗通過。

以下結(jié)合一個具體算例對本發(fā)明方法進行進一步說明：

以項目實施地深坑變?yōu)槔?，深坑變配置兩臺20MVA容量主變，10kV線路最長為8.15kM，線路阻抗為2.96364+j2.8072Ω，系統(tǒng)阻抗折算到10kV側(cè)最大方式為j0.4694Ω（忽略系統(tǒng)電阻，深坑兩臺主變并列），最小方式為j0.94299Ω。

計算得深坑主變低壓側(cè)額定電流為1099.7A，復閉過流保護可靠系數(shù)取1.2，返回系數(shù)取0.95，計算得到復閉過流保護整定值為

1099.9×1.2/0.95=1389.1A。

最長線路末端兩相金屬性短路時，最大方式下，流過主變低壓側(cè)的故障電流最小。由以上參數(shù)有故障電流為693.7A，小于主變復閉過流保護整定值1389.1A，線路末端發(fā)生故障時，主變復閉過流保護不能正確動作，主變的后備保護不能起到線路遠后備保護的作用。

考慮到線路末端兩相金屬性短路時，流過主變低壓側(cè)最小故障電流為693.7A，對應的負序電流為400.38A，按遠后備靈敏度為1.2考慮，選取深坑主變負序電流保護整定值為333.65A,等于0.3033I_N。0.3033I_N＞0.2I_N，能有效躲過變壓器最大負荷電流時，負序濾過器輸出的不平衡電流。

TA斷線時，假設(shè)主變負荷電流為額定電I_N，負序電流為0.577I_N>0.3033I_N，保護有可能誤動，所以建議主變負序電流保護增加復壓閉鎖功能。

為保證復壓閉鎖不誤開放，并保證線路末端發(fā)生故障時能可靠動作，復壓閉鎖值應取允許條件下的最小值。本項目中負序電流保護的復壓閉鎖值采用主變復閉過流保護的負序電壓和低電壓整定值，即負序電壓為額定電壓的0.06倍，低電壓為額定電壓的0.7倍，經(jīng)過計算，在最長線路末端金屬性兩相短路時，復壓閉鎖功能能正確開放。

對于10kV線路一相斷線的情況，假設(shè)線路流過負荷電流為I_L，線路發(fā)生一相斷線，單主變運行時流過主變低壓側(cè)負序電流最大，為0.5，由于線路斷線時主變低壓側(cè)負序電流應小于負序電流整定值0.3033I_N，即0.5I_L＜0.3033I_N，可知I_L<0.6066I_N。深坑變10kV線路允許最大負荷電流為420 A，小于0.6066I_N（667A)，不會發(fā)生誤動。