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摘要：220kV变压器的继电保护方案主要是在运行设备发生短路故障，将故障屏蔽在电网运行范围外的一种继电保护方法。220kV变压器继电保护模式的设计，虽然在一定程度上提升了短路故障处理效率，但是不可避免的在保护范围上出现了死区。这种情况下，短路故障问题就无法有效处理。因此，对快速切断220kV变压器死区故障继电保护方案进行适当探究具有至关重要的意义。
关键词：220kV变压器；死区故障；继电保护
引言
由变压器电源侧后备保护动作或联跳变压器其他侧断路器的方法，来切除220kV变压器某侧断路器与变压器差动保护电流互感器（TA）之间发生的死区故障，切除故障时间较长；由于是变压器出口故障，容易造成变压器损坏。分析了220kV变压器各侧死区故障的故障特征和有关的继电保护动作特征，借鉴现运行的母线差动保护中母联断路器死区故障保护和线路断路器死区故障保护的原理，提出了快速切除220kV变压器各侧死区故障的保护方案，并研究了变压器死区故障保护短延时的合理取值。
1变压器死区故障的主要特征
1.1变压器各侧的死角故障
从理论上来说，当变压器跳转到220kV时，后备系统会启动自我保护的状态，将电流断开，直到调整完毕后再进行工作准备。如果一切都按照预定的方式进行，那么也就不会发生所谓的死角情况。但变压器系统有两侧都在发挥着作用，可只有一处有断电设备，另一侧是没有的。在母线侧处就很有可能出现死角等情况。电压根据实际数量的多少分为几个不同的等级，各等级之间都有着很大的不同。在两个断路器进行连接的端口处，至少有两个地方电压都检测不到，也就是说在这两个节点处，极有可能发生故障。另外，三个同等运行等级的电压断路器与外电路相连。目前的技术还无法做到外电路电流的检测，所以也会引发死区故障的出现。最重要的是，电压的用量和实际变动情况都是不同的。有些地方会出现电压失衡的情况，致使一些电压过低，一些电压过高。在低电压与高电压的分支处也很容易发生死区故障，人工无法进行检测。
1.2变压死区故障特征
以220kV死区故障变压器为例，分析其特征和主要弊端。当变压器的两侧发生异向流动时，电流会变得相对混乱。变压器的轴承也进行跳动。如果调动规则在母线保护的范围之内，则故障预设方式就会启动，母线会切断所有电流的联系，进而达到保护的状态。但主要电流的两侧在220kV的作用下还是会进行不断的跳动，它会继续延续原有的规则进行预制。所以，我们只能称这种情况为暂时短路，不能将故障消除。而在20kV电压的内部，后备变电器的作用也不是非常的明显，它在死区受到阻碍时会选择原路返回，电流在电压的驱使下仍然存在着纵向流经的问题。
2变压器死区故障继电保护方案
线路断路器死区故障继电保护方案当线路断路器与TA之间发生故障，即线路断路器死区故障，故障在线路纵联保护范围之外，但在线路断路器连接的母线差动保护范围内，母线差动保护动作跳开该母线上所有断路器的同时：对于闭锁式线路纵联保护，由母线差动保护动作后启动本侧线路纵联保护停信，加速对侧线路纵联保护动作跳闸；对于允许式线路纵联保护，由母线差动保护动作后向对侧线路纵联保护发允许信号，加速对侧线路纵联保护动作跳闸；③对于光纤分相电流差动保护，由母线差动保护动作后向对侧线路光纤分相电流差动保护发远方跳闸信号，加速对侧线路光纤分相电流差动保护动作跳闸。采用上述措施，可起到快速切除线路断路器死区故障的作用，保证了220kV及以上系统安全稳定运行。
母联断路器死区故障继电保护方案当母联断路器与TA之间发生故障，即母联断路器死区故障，母线差动保护中非故障的母线小差动保护和大差动保护启动跳开非故障母线上的所有断路器，包括母联断路器。母联断路器在分闸位置，但故障未切除，母联断路器TA仍然有很大的短路电流流过，因此，母线差动保护的大差动保护仍然动作没有返回，并经150ms延时将母联断路器TA电流退出母线差动保护（简称封母联TA）。此时，对于故障母线的小差动保护，故障由区外故障转变为区内故障，故障段母线小差动保护和大差动保护启动跳开故障段母线所有断路器，从而切除了母联断路器死区故障。
3保护死区快速保护方案
对现有的针对死区故障的保护方案进行总结后，发现电网保护死区大都位于各出线开关TA处，故障点本身位于下级元件保护范围之内，下级元件的快速保护动作后，故障点未被隔离，进而由上级元件的后备保护动作将故障切除，动作时间较长，不利于系统稳定，同时扩大了停电范围，其本质就是保护死区缺乏快速保护。为此，除设置后备保护外，可增设快速保护，以缩短保护动作时间。下级元件保护动作，开关断开一定时限后封出线开关TA，由母线差动保护大差元件动作跳开母联开关，封母联开关TA。
若为母联开关死区故障，小差动元件和大差动元件共同确保死区故障所在母线的隔离，其保护逻辑如图1所示。
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图1 母联开关死区保护逻辑图
若220Kv线路开关死区故障，则母线差动保护动作后将故障点隔离，然后封各出线线路开关TA，判别为线路，线路差动保护启动，差动电流大于判别电流，迅速跳开线路对侧开关，快速切除故障；若死区无故障，则线路纵联保护不会启动。若220Kv变压器高／中压侧开关TA死区故障，则220Kv母线差动保护动作后，封高压侧开关TA，主变差动保护动作快速切除故障；若死区无故障，则主变差动保护不启动。出线开关死区保护逻辑如图2所示。
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图2 出线开关死区保护逻辑图
4实用性分析
母联开关死区快速保护在传统母差保护的基础上，使母联开关第一时限跳开，再短接母联开关TA，以此判别并跳开故障母线。出线开关死区快速保护本质是利用对侧元件的快速保护，短接本侧开关TA使对侧检测到故障电流，可作为220Kv变压器和线路开关死区的快速保护。短接开关TA的接线方式简单、可靠性高，能满足工程要求，可快速隔离死区故障。
5结束语
分析了典型保护死区的故障特点，通过封母联开关TA，可避免母联开关死区故障和双母线失压导致的减供负荷，通过封出线开关TA，可利用线路和变压器本身差动保护快速切除该类死区故障，减轻死区短路故障对电力设备的冲击和损伤，有利于电网安全稳定运行。
参考文献：
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