【变压器励磁涌流新判据】 

1  利用励磁涌流和故障电流的波形特性 

    (1) 励磁涌流波形如图1所示。

图1  励磁涌流波形 

     A′B′区间的波形向上凹，其二阶导数大于零。

    (2) 故障电流波形如图2所示。

图2  故障电流波形 

    A″B″区间的波形向上凸，其二阶导数小于零。

    由此可鉴别励磁涌流和故障电流。

2  采用电压突变量方法 

    (1) 变压器空载合闸如图3所示。

图3  变压器空载合闸 

    当没有合闸于故障时，变压器两侧相电压由零增大至正常运行值，其ΔU＞0。

(1)    变压器外部故障切除如图4所示。

图4  变压器外部故障切除 

    外部故障切除时，切除故障侧电压突然升高，其ΔU＞0，产生励磁涌流。

    (3) 变压器内部或外部相间或接地故障时，总有一侧电压突然降低，其ΔU＜0，不会产生励磁涌流。

    上述分析可知，利用ΔU＞0或ΔU＜0可区别有无变压器励磁涌流。有励磁涌流，闭锁变压器差动保护；无励磁涌流，开放变压器差动保护。这与其他变压器励磁涌流判别方法相比，简单可靠、易于实现。

 (摘自华中电力调变通信中心，冯  勇等《变压器励磁涌流新判据》)

【日本电力工业发展及继电保护应用情况】 

(续四十六)

5  日本电力系统典型的保护配置方案 

    日本电力系统典型的保护配置方案如表1所示。

表1  电力系统的保护配置方案 

保 护 对 象          保  护  方  案 

超高压   主保护   电流差动保护 

输电  线路    后备保护  距离保护 

线路  

高压    主保护    电流差动保护；方向比较保护；横差保护 

      线路    后备保护  距离保护 

母线      主保护    高阻抗差动保护；电流差动保护 

变压器    主保护    电流差动保护 

后备保护  距离保护；过流保护 

    由此可见，日本电力系统的保护配置方案品种不多，趋于统一。这样有利于提高产品制造质量和设备运行水平，减少维护工作量，从而提高继电保护的正确动作率，增加电力系统的安全稳定性。  

6  超高压线路主保护配置方案 

    如图5所示，日本在超高压线路上，主保护采用的数字式保护占65%，模拟式保护占35%。其中按保护双重化配置的占83%。采用的具体保护：电流差动保护的占60%，相位比较式保护的占22%，方向比较式保护的占8%，导引线保护的占7%，距离保护的占2%，其他保护的占1%。   

图5  超高压线路主保护配置方案 

可见，日本在超高压线路上使用电流差动保护(即分相电流差动保护)较多。这对通道要求较多、通信质量较好，才能满足装设这种继电保护的基本要求。

7  继电保护正确动作率 

    以高压、超高压线路保护为例，如图6所示。

图6  继电保护正确动作率的统计

    日本的高压、超高压线路保护正确动作率在1990年以后基本处于平稳状态，均在98%以上，超高压线路的保护正确动作率高达99%以上。1990年以前的保护正确动作率波动较大，也较低，其原因可能是

    ① 采用新型保护刚开始，不够完善(包括保护原理设计和制造质量)；

    ② 现场运行人员掌握不太好(包括人员的业务能力和责任心)。

8  改善继电保护系统的评估 

    通过下列办法，以提高电力系统安全稳定运行。

    (1) 采用保护配置双重化，设置自动监视设备。

    (2) 改善保护安全性，提高继电保护正确动作率。

    可用图7表示采取上述措施后所取得的效果。从图7可见，采用了双重化保护配置后，使其拒动率由5.2×10-3次/年下降为2.9×10-6次/年，但误动率由4.3×10-2次/年上升为8.0×10-2次/年。采用自动监视设备后，保护的拒动率由5.2×10-3次/年下降为8.4×10-3次/年，保护的误动 4.3×10-2次/年下降为4.1×10-3次/年。

图7  改善继电保护系统的评估 

    改善保护安全性和采用自动监视设备后，对防止保护误动和拒动都是有利的。保护配置双重化后，归结为两套保护出口跳闸方式，它将直接影响保护性能，如出口采用并联跳闸，对防止拒动有利。如出口采用串联跳闸，对防止误动有利。使用者可视电力系统具体要求而定。

       (资料由南瑞继保电气有限公司夏期玉提供) 

【电网主设备保护学术研讨会】 

    2002年江苏省电机工程学会重点活动：电网主设备保护学术研讨会于11月19日至20日在南京召开，出席会议的有继电保护专委会委员、论文作者和特邀代表共计60余人。这次学术研讨会经过八个多月的准备，共征集到有关主设备保护方面的论文32篇，由专家评选组对应征论文进行了评选，录用了其中的25篇，并编辑成《论文选集》。以主设备保护为主要内容进行研讨，这是继电保护专委员会组织的第一次学术活动。

    这次学术研讨会有别于以往的形式，而是采用论文报告和讨论相结合。论文报告限时，分为60 min、45 min、30 min三类。每篇论文报告后，代表们展开讨论。在一天半的报告和讨论中，会场气氛热烈，发言踊跃，既涉及到理论问题，又涉及到运行和管理问题。代表们普遍反映这次学术研讨会开得很成功，有较大收获，对提高江苏电网主设备保护的理论和运行水平都有极大的益处。

    代表们通过讨论，提出较集中的一些意见和问题介绍如下。

    (1) 从《2001年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况统计分析》看，主设备保护平均正确动作率为93.49%，比2000年91.77%有了较大的提高。主要是存在两大问题，一是运行人员维护不良；二是制造质量不良。虽然线路保护主要存在的也是这两个问题，但侧重不同，制造质量问题是线路保护大于主设备保护；人员责任问题是主设备保护大于线路保护，这一情况应引起有关部门的足够重视。

    (2) 提高电网主设备保护的运行可靠性和安全性，不仅与装置本身的构成原理、制造质量有关，很重要的是电流互感器的选择。有人提出：要规定满足主设备保护要求的电流互感器的技术条件，不满足技术条件而发生了主设备保护不正确动作，建议不要算在保护的帐上。

    (3) 根据国家电力公司颁发的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，对220 kV主变压器的微机保护必须双重化。因此，为了确保220 kV主变压器的安全，避免其主保护因故停用时，使变压器无快速保护运行。220 kV主变压器的微机保护应按以下原则进行配置：   

    ① 220 kV主变压器应采用两套的主保护，每套主保护均应配置完整的后备保护，同时必须保证两套主、后备保护在交、直流回路上的性。正常运行方式下，两套的主保护宜同时投入。

    ② 在实际使用中根据电网实际运行情况，除非电量（气体）保护必须投跳外，应选择合理、可靠的主变压器保护运行方式。

    (4) 变压器差动保护的灵敏系数和动作时间

    继电保护有关技术规程和整定计算导则，都规定了变压器差动保护灵敏系数必须大于2。它的根据是GB14285《继电保护和安全自动装置技术规程》（1993），那是针对机电型保护，而现在是用微机实现的数字式保护。微机保护动作与否，不是靠吸力或磁力，而是靠数字计算，具有动作离散值小、动作明确的特点。考虑互感器的误差，认为微机变压器差动保护灵敏系数降到1.3～1.5是可行的。这样，既能保证保护动作的灵敏性，又可解决整定计算工作中遇到的困扰。

    变压器差动保护的动作时间，保护动作快当然好，但是快要建立在正确的原理基础上。目前差动保护构成的原理具有较大的近似性，因此动作时间不宜太快。变压器在内部故障切除时间，提出以变压器检修为标准是合理的，主要是保证变压器内部故障不烧损铁芯，线圈多烧坏1匝或2匝效果是一样的，都要吊铁芯换线圈。根据变压器制造厂的设计要求，变压器在内部故障时，0.2 s内能切除，在外部故障时，2 s内能切除，均可保证变压器不会烧损铁芯。因此，目前变压器差动保护为确保动作安全性，其动作时间可适当延长，例如整组动作时间延长至60 ms以上跳闸，不会有多大问题出现。

(5) 比率制动特性的变压器差动保护主要参数整定

变压器差动保护是变压器重要的一种主保护，它的比率制动特性根据DL/T684《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》规定，其中下列参数的整定范围：

    ① 最小动作电流为0.2～0.5倍主变压器额定电流，一般工程宜采用不小于0.3倍主变压器额定电流。

    ② 起始制动电流为0.8～1.0倍主变压器额定电流。

    经变压器差动保护实际运行考验，按上述导则规定的整定值，过于灵敏，造成误动作的情况不少，严重影响电网安全运行。

    以江苏电网为例，2002年2月-5月发生了三起比率制动式变压器差动保护在区外故障切除时误动作事故。表明按上述导则规定整定的差动保护参数是不能保证差动保护动作的安全性。

江苏星港变电所、溧阳变电所、扬州电厂变电所的变压器差动保护整定的最小动作电流均在0.4倍主变压器额定电流以下，起始制动电流均为0.8倍主变压器额定电流。

为了保证变压器差动保护在区外故障切除时不误动，江苏省电力调度通信中心在2002年3月，以电调〔2002〕60号文发出反事故措施通知，要求将差动保护最小动作电流适当提高（如取0.6～0.8倍主变压器额定电流，对钢厂或三Y接线的变压器建议取0.8倍主变压器额定电流），起始制动电流适当降低（如取0.5～0.6倍主变压器额定电流）。这个举措是合适的、明智的。事实证明也是正确的，如在2002年3月27日苏州工业园区220 kV封昆线发生与上次相同情况的故障时，由于最小动作电流定值从0.33倍主变压器额定电流提高到了0.8倍主变压器额定电流，所以没有造成误动作。