羅淇元 王嘉薇

【摘 要】電流差動保護是變壓器的主保護，保護范圍為變壓器繞組內部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可用來保護變壓器單相匝間短路故障。由于特高壓主變壓器和調壓補償變壓器的結構相互獨立，差動保護也獨立配置。主變壓器差動保護配常規(guī)保護裝置，調壓補償變壓器由于結構特殊，差動保護回路較復雜。

【關鍵詞】1000kV變電站；調壓補償；變壓器；差動保護；配置

1000kV變壓器與低電壓等級的變壓器相比，有其自身的獨特性，關鍵技術問題也更加復雜。目前1000kV變壓器的調壓方式均采用中性點無勵磁變磁通調壓方式，可以滿足對調壓抽頭絕緣強度的要求，但會引起低壓側電壓變化，通過補償變壓器或電壓負反饋回路，補償?shù)蛪簜入妷?，使其滿足調壓要求。

本文分析了錫盟1000kV變電站主變壓器調壓補償變壓器的差動保護配置、各差動保護的TA（電流互感器）及其極性選擇，研究了調壓補償變壓器差動保護的現(xiàn)場校驗方法，為今后類似工程的調試工作提供了理論依據(jù)和試驗指導。

一、特高壓變壓器特點

特高壓變壓器采用單相自耦變壓器的結構，主變壓器和調壓補償變壓器結構上相互獨立，不僅便于運輸，而且使主變壓器運行可靠性得以提升，簡化了運維工作，在調后補償變壓器出現(xiàn)問題時，可與主變壓器主體部分分開，不影響主變壓器的運行。由于其結構上的相互獨立，主變壓器差動保護。

在調壓補償變壓器調壓繞組、補償繞組匝間短路時靈敏度不足，因此在保護裝置的配置上除了1套完整的主變壓器的電氣量、非電氣量保護外，還配置了1套完整的調壓補償變壓器的電氣量、非電氣量保護，其中，電氣量保護包括調壓變壓器縱聯(lián)差動保護和補償變壓器縱聯(lián)差動保護，非電氣量保護與主變壓器非電氣量保護差異較小。

二、特高壓變壓器調壓方式

2.1調壓方式的選擇

變壓器的調壓方式分為無勵磁調壓和有載調壓。有載調壓操作簡便，但會降低設備運行的穩(wěn)定性，并在一定程度上使變壓器的結構復雜化，增加制造成本，有載調壓變壓器在帶負荷時調整電壓，調壓過程中不可避免的會產生電弧，對于特高壓變壓器，調壓側為中壓側（500kV），增加了對設備絕緣水平的要求，并且目前尚無可用的調壓斷路器。對于特高壓電網(wǎng)，正常運行時系統(tǒng)電壓波動甚微，如需為一些特殊運行方式做出電壓調整，可采用無勵磁調壓方式。

綜合可靠性、經(jīng)濟性、系統(tǒng)運行方式、當前技術瓶頸等方面的因素，目前特高壓變壓器調壓方式均為中性點無勵磁調壓，調壓勵磁電源可取自低壓繞組，也可取自串聯(lián)的低壓繞組和補償繞組。錫盟1000kV變電站變壓器調壓勵磁電源取自串聯(lián)的低壓繞組和補償繞組，其結構如圖1所示。

2.2調壓原理

2.2.1調壓過程

調壓過程中高壓端電壓不變，檔位在額定檔位，高壓側電勢為SV、CV和TV電勢之和，3個繞組的電勢方向相同，當升高（或降低）中壓側電壓時，繞組正向（降壓為反向）串聯(lián)TV，TV正向（降壓為反向）分壓。此時，高壓端電壓一定，繞組匝數(shù)增加（降壓為減少），單位匝數(shù)繞組的電勢減小（降壓為增大），而中壓端的輸出電壓等于高壓端電壓減去SV電勢，由于SV電勢減?。ń祲簽樵龃螅虼酥袎憾穗妷荷撸ń祲簽榻档停?。

2.2.2補償過程

與此同時，LV的電勢同樣減?。ń祲簽樵龃螅?，由于LE電勢的大小、方向與TV相同，在TV正向（降壓為反向）分壓時，LE也隨之增加，從而正向（降壓為反向）補償由于繞組電勢變化而引起的低壓側輸出電壓的變化，使低壓側電壓恒定。

三、調壓補償變壓器差動保護原理

就保護原理來說，調壓補償變壓器差動保護可以看作是2臺Y-Y形變壓器的差動保護，但由于調壓變壓器與補償變壓器差動保護共用TA，而且在調壓變壓器調壓過程中流過調壓變壓器TA的電流方向會發(fā)生改變，給保護的配置帶來一定的難度。圖1中調壓變壓器差動保護所使用的TA為TA5、TA6、TA7，補償變壓器差動保護所使用的TA為TA6、TA8，調壓變壓器與補償變壓器差動保護共用TA6，各TA極性見圖1所示。

3.1調壓變壓器差動保護

調壓變壓器的原邊有2個分支，TA5、TA6所在分支電流的和為調壓變壓器原邊電流，其一次極性端指向調壓變壓器。TA7所在分支為調壓變壓器副邊，其一次極性端指向母線側。根據(jù)差動保護原理，流過調壓變壓器的差流為：

①

而在保護裝置中：

式中Ii—變壓器各側電流。

當不考慮保護裝置內部修改電流極性的情況，為滿足式①使保護正確動作TA5、TA6一次側電流由P1流向P2時，二次側電流從S2流入、S1流出；TA7一次側電流由P1流向P2時，二次側電流從S1流入、S2流出。

3.2補償變壓器差動保護

錫盟1000kV變電站主變壓器在補償變壓器角側配置了TA8，補償變壓器差動保護是由補償變壓器星側電流TA6和一次側極性指向系統(tǒng)的補償變壓器角側電流TA8構成，根據(jù)差動保護原理，補償變壓器差流為：

②

為了滿足式②，TA6、TA8二次側電流應從S1流入、S2流出。

調壓補償變壓器保護裝置以TA5、TA6、TA7、TA8二次電流極性端在母線側為正，針對調壓變壓器和補償變壓器差動保護中TA6極性不同的問題，通過在保護裝置內部修改電流極性定值予以解決，調壓補償變壓器保護A柜PCS-978C裝置中的TA內部極性定值整定情況見表1。

結語

本文以錫盟1000kV變電站為例，對1000kV變壓器結構及調壓補償變壓器調壓原理進行了闡述，詳細分析了調壓補償變壓器的保護原理及其TA極性配置。對不同檔位情況下的調壓補償變壓器保護進行了現(xiàn)場校驗，結果表明，調壓補償變壓器差動保護可以完全滿足變壓器的實際運行要求。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）