[发明专利]一种防止因断路器闪络损坏变压器的继电保护方法

说明书

本发明公开了一种防止因断路器闪络损坏变压器的继电保护方法。该方法保护动作于跳开发生闪络的断路器的所有相邻断路器，不启动断路器失灵保护。该保护方法适用于没有机端断路器的发电机‑变压器组的变压器高压侧并网断路器的保护，保护动作延时取100ms，保证在250ms内跳开发生闪络的断路器的所有相邻断路器。现行的保护方法，从断路器闪络保护启动到失灵保护出口的延时普遍较长，往往造成变压器的损坏。本发明融合了断路器保护和变压器保护，断路器闪络之后，直接跳开所有相邻断路器，实现在250ms内隔离故障，避免故障范围的扩大，保证变压器不受损坏，本发明得到国家标准《GB1094.5‑2008电力变压器第5部分：承受短路的能力》理论和试验的支撑，有很大的应用价值。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种防止因断路器闪络损坏变压器的继电保护方法。

背景技术

在发电机-变压器组通过升压变压器高压侧断路器并网的过程中，断路器断口上的电压差随着断口两侧的系统电压和发变组空载电压之间的角差变化而不断变化，当某相角差为180°时，断口两侧就会出现2倍于运行电压的电压差。此时，如果断路器内部绝缘存在缺陷或外部绝缘存在污秽，都极易发展为断路器闪络事故。国内的一些电厂因为投运时间较长(15年以上)，存在设备老化，断路器绝缘局部失效的问题，因此发生断路器闪络的情况大大增加。

断路器闪络故障需要通过断路器闪络保护进行切除。断路器闪络保护的动作条件是断路器处于断开位置，并有负序电流出现，这一点已经在行业内得到认可。但是，对于闪络保护的动作时间和动作方式还存在较多争议。目前，通常采用的方法是根据《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》，即当机端没有断路器时，动作于灭磁同时启动断路器失灵保护。

按照发电机经典理论，发电机灭磁后，即使磁场磁场断路器及时断开，由于励磁回路的电感的影响，发电机励磁回路在磁场断路器切断瞬间会有一个反方向的冲击电压，数值最大时可达到数倍的额定值。该电流在励磁回路存在，继续维持定子的电压，并且会持续数秒钟。因此，在断路器发生断口闪络发生后，按照现行的闪络保护方法，即使闪络保护动作，动作于灭磁，但因为发电机机端电压不会立即消失，故障电流仍然还会存在，故障状态没有改善。

此时，断路器闪络故障只能靠断路器失灵保护来切除。而对于失灵保护的时限，DL/T559-2007《220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程》7.2.10.2条规定，“在双母线接线方式下，以较短时限(约250～350ms)动作于母联或分段断路器，以较长时限(约500ms)动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有断路器；在3/2断路器接线方式下，可直接经一时限(约200～500ms)跳本断路器三相及与拒动断路器相关的所有断路器，包括经回路断开对侧的断路器。也可经较短时限(约130～150ms)动作于跳本侧断路器三相，经较长时间(约200～250ms)跳开与拒动断路器相关联的所有断路器，包括经远方跳闸通道断开对侧的线路断路器”。

即就是，从断路器闪络保护启动到失灵保护出口的延时之和，对于双母线接线方式，跳开母联或分段断路器时限的范围大约是350～450ms，跳开本侧母线上所有断路器时限的范围大约是500～600ms。对于3/2断路器接线方式，一种设置方式时限范围是300～700ms，跳本断路器三相及与拒动断路器相关的所有断路器。另一种设置方式时限范围是约230～350ms，动作于跳本侧断路器三相；在300～450ms，跳开与拒动断路器相关联的所有断路器。

这些时限的设置，无论是哪一种，从闪络保护启动到失灵保护跳开相关断路器，时限都超过250ms。而按照GB1094.5-2008《电力变压器第5部分：承受短路的能力》的规定，容量在2500kVA以上变压器，短路延时不大于250ms时应无损伤，即如果事故持续时间超过250ms，则可能会造成变压器损坏。并且，对于闪络故障，因为断口两侧电压相位相反，流过变压器的电流2倍于两侧电源为同相位时的短路电流，会在短时间内给变压器带来巨大的损坏。