35KV變壓器保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案一、引言在電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，35KV變壓器作為連接配電網(wǎng)與中高壓用戶的關(guān)鍵設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到區(qū)域供電的可靠性與連續(xù)性。一旦變壓器發(fā)生故障，不僅可能造成設(shè)備本身的重大損壞，更可能引發(fā)大面積停電事故，給社會(huì)生產(chǎn)和人民生活帶來嚴(yán)重影響。因此，為35KV變壓器配置一套科學(xué)、完善、可靠的保護(hù)系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)工作中的核心環(huán)節(jié)之一。本方案旨在結(jié)合當(dāng)前電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，從保護(hù)配置的基本原則出發(fā)，詳細(xì)闡述35KV變壓器保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路與實(shí)現(xiàn)方法，以期為相關(guān)工程實(shí)踐提供參考。變壓器保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首要遵循的是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求，即“四性”：可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。這四個(gè)方面相互關(guān)聯(lián)又各有側(cè)重，是衡量保護(hù)系統(tǒng)性能的根本標(biāo)準(zhǔn)。在具體設(shè)計(jì)過程中，還需綜合考慮變壓器的容量、接線方式、運(yùn)行環(huán)境、以及與上下級(jí)電網(wǎng)保護(hù)的配合等多方面因素，力求使保護(hù)方案既能準(zhǔn)確識(shí)別故障類型，又能快速、有效地隔離故障，最大限度地減少故障造成的損失。二、變壓器故障類型分析與保護(hù)配置原則（一）常見故障與異常運(yùn)行狀態(tài)變壓器在運(yùn)行過程中可能面臨的故障類型多樣，主要可分為內(nèi)部故障和外部故障兩大類。內(nèi)部故障指的是發(fā)生在變壓器油箱內(nèi)部的故障，如繞組的相間短路、匝間短路、接地短路（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）等，這類故障往往破壞力巨大，必須迅速切除。外部故障則主要指變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種短路故障，以及過負(fù)荷、過電壓、油溫過高、油位異常等異常運(yùn)行狀態(tài)。（二）保護(hù)配置的基本思路基于上述故障類型的分析，35KV變壓器保護(hù)系統(tǒng)的配置應(yīng)遵循“主保護(hù)為主、后備保護(hù)為輔、異常運(yùn)行保護(hù)告警”的原則。主保護(hù)應(yīng)能快速、靈敏地反應(yīng)變壓器內(nèi)部的嚴(yán)重故障；后備保護(hù)則在主保護(hù)未能動(dòng)作或外部故障時(shí)發(fā)揮作用，提供必要的保護(hù)；對(duì)于異常運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，提醒運(yùn)行人員進(jìn)行處理，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。三、主要保護(hù)配置方案針對(duì)35KV變壓器的典型故障及運(yùn)行特點(diǎn)，其保護(hù)系統(tǒng)通常應(yīng)配置以下主要保護(hù)：（一）差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，其原理基于基爾霍夫電流定律，通過比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位關(guān)系，來判斷變壓器內(nèi)部是否發(fā)生短路故障。對(duì)于35KV變壓器，尤其是容量在一定規(guī)模以上的變壓器，差動(dòng)保護(hù)是不可或缺的。在實(shí)際應(yīng)用中，需注意CT（電流互感器）的接線方式、變比選擇以及保護(hù)裝置對(duì)勵(lì)磁涌流、穿越性故障的鑒別能力，以確保保護(hù)的選擇性和可靠性。例如，采用帶速飽和變流器的差動(dòng)繼電器或具有二次諧波制動(dòng)、間斷角制動(dòng)等功能的微機(jī)差動(dòng)保護(hù)，可以有效防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)。（二）瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體和油流變化的非電氣量保護(hù)，對(duì)于變壓器繞組的匝間短路、鐵芯過熱、油位降低等故障具有很高的靈敏度，是油浸式變壓器的重要主保護(hù)之一。瓦斯保護(hù)分為輕瓦斯和重瓦斯兩種：輕瓦斯通常動(dòng)作于信號(hào)，提醒運(yùn)行人員注意；重瓦斯則動(dòng)作于跳閘，以切除故障變壓器。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保瓦斯繼電器的安裝位置、接線方式符合規(guī)范，且有可靠的防雨、防潮措施。（三）后備保護(hù)后備保護(hù)的作用是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)或外部故障而相鄰元件保護(hù)未動(dòng)作時(shí)，能夠可靠地切除故障，以保障系統(tǒng)安全。35KV變壓器的后備保護(hù)通常包括：1.過電流保護(hù)：作為變壓器外部相間短路故障的后備保護(hù)，可分為定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)。定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間固定，整定簡(jiǎn)單，但在遠(yuǎn)處故障時(shí)可能動(dòng)作較慢；反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間隨短路電流的增大而減小，更符合故障切除的需求，但整定相對(duì)復(fù)雜。2.復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)：該保護(hù)將低電壓（或負(fù)序電壓）和過電流保護(hù)相結(jié)合，提高了在系統(tǒng)電壓降低時(shí)保護(hù)的靈敏性，通常作為變壓器的相間短路后備保護(hù)。3.負(fù)序過電流保護(hù)：用于反應(yīng)不對(duì)稱短路故障和變壓器繞組的匝間短路故障。負(fù)序電流的出現(xiàn)是不對(duì)稱故障的特征，因此負(fù)序過電流保護(hù)具有較高的靈敏度。4.零序保護(hù)：對(duì)于中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)消弧線圈接地的35KV系統(tǒng)，當(dāng)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，應(yīng)配置零序過電流保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)的后備和相鄰元件接地故障的后備。（四）異常運(yùn)行保護(hù)為保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還需配置針對(duì)異常運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)：1.過負(fù)荷保護(hù)：當(dāng)變壓器長(zhǎng)時(shí)間超過額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于信號(hào)，提醒運(yùn)行人員采取措施，防止變壓器因過熱而損壞。2.溫度保護(hù)：監(jiān)測(cè)變壓器頂層油溫或繞組溫度，當(dāng)溫度超過規(guī)定值時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)可動(dòng)作于跳閘。3.油位異常保護(hù)：監(jiān)測(cè)變壓器油位，過高或過低時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。4.壓力釋放保護(hù)：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，油箱內(nèi)壓力急劇升高時(shí)，壓力釋放閥動(dòng)作，同時(shí)可聯(lián)動(dòng)跳閘或發(fā)出告警信號(hào)。四、保護(hù)整定計(jì)算與配合保護(hù)系統(tǒng)的整定計(jì)算是確保保護(hù)裝置正確動(dòng)作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。整定計(jì)算應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的具體參數(shù)、變壓器的額定參數(shù)以及保護(hù)裝置的特性進(jìn)行。基本原則是：1.選擇性：確保故障發(fā)生時(shí)，只有故障元件的保護(hù)動(dòng)作，切除故障，非故障元件不受影響。這需要上下級(jí)保護(hù)之間、以及同一元件不同保護(hù)之間進(jìn)行合理的定值配合和時(shí)限配合。例如，后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于主保護(hù)，下級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)小于上級(jí)保護(hù)。2.速動(dòng)性：對(duì)于嚴(yán)重的內(nèi)部故障，主保護(hù)應(yīng)盡可能快速動(dòng)作，以減少故障持續(xù)時(shí)間和設(shè)備損壞程度。3.靈敏性：保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力，通常用靈敏系數(shù)來衡量，應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)定的要求。4.可靠性：保護(hù)裝置本身應(yīng)工作可靠，不應(yīng)誤動(dòng)或拒動(dòng)。在整定計(jì)算過程中，需特別注意各保護(hù)之間的配合，例如差動(dòng)保護(hù)與瓦斯保護(hù)的配合，過電流保護(hù)與相鄰線路保護(hù)的配合等。同時(shí)，還應(yīng)考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化對(duì)保護(hù)定值的影響，必要時(shí)需進(jìn)行多種運(yùn)行方式下的校核。五、保護(hù)裝置選型與二次回路設(shè)計(jì)（一）保護(hù)裝置選型隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的成熟與普及，35KV變壓器保護(hù)裝置已普遍采用微機(jī)保護(hù)。在選型時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：1.功能完備性：滿足本方案前述的各項(xiàng)保護(hù)配置要求。2.性能指標(biāo)：如動(dòng)作時(shí)間、測(cè)量精度、抗干擾能力等應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3.可靠性：裝置應(yīng)具有較高的平均無故障工作時(shí)間和良好的電磁兼容性。4.通信功能：具備與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口，支持標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，便于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控功能。5.人機(jī)界面：操作簡(jiǎn)單，顯示清晰，便于整定、調(diào)試和故障分析。6.環(huán)境適應(yīng)性：能適應(yīng)變電站現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境條件。7.廠家信譽(yù)與服務(wù)：選擇具有良好市場(chǎng)口碑和完善售后服務(wù)的廠家產(chǎn)品。（二）二次回路設(shè)計(jì)二次回路是連接一次設(shè)備與保護(hù)裝置、控制裝置的橋梁，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和安全性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：1.安全性：二次回路的設(shè)計(jì)應(yīng)確保人身和設(shè)備安全，如正確配置接地、絕緣措施等。2.可靠性：回路接線應(yīng)簡(jiǎn)潔、清晰，盡量減少不必要的環(huán)節(jié)，重要回路可考慮雙重化配置。3.抗干擾性：采取有效的抗干擾措施，如屏蔽、隔離、合理布線等，防止電磁干擾對(duì)二次回路的影響。4.獨(dú)立性：各保護(hù)回路、控制回路、信號(hào)回路應(yīng)盡可能獨(dú)立，避免相互影響。5.CT、PT回路設(shè)計(jì)：合理選擇CT變比、準(zhǔn)確級(jí)，確保保護(hù)裝置能獲得正確的電流、電壓信號(hào)。CT二次回路嚴(yán)禁開路，PT二次回路嚴(yán)禁短路。六、整定計(jì)算與調(diào)試校驗(yàn)保護(hù)系統(tǒng)在投運(yùn)前，必須進(jìn)行嚴(yán)格的整定計(jì)算和調(diào)試校驗(yàn)。整定計(jì)算應(yīng)根據(jù)最新的系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行方式進(jìn)行，并出具詳細(xì)的整定方案。調(diào)試校驗(yàn)工作包括：1.裝置單體調(diào)試：檢查保護(hù)裝置的硬件、軟件功能是否正常，定值輸入是否正確。2.二次回路檢查：檢查二次回路的接線正確性、絕緣電阻、接地電阻等。3.整組傳動(dòng)試驗(yàn)：模擬各種故障類型和異常運(yùn)行狀態(tài)，檢驗(yàn)保護(hù)裝置的動(dòng)作行為是否符合設(shè)計(jì)要求，與斷路器的配合是否良好。4.與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)：確保保護(hù)裝置與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的通信正常，遙測(cè)、遙信、遙控信息準(zhǔn)確無誤。七、結(jié)論35KV變壓器保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要綜合考慮變壓器的故障特性、電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求以及保護(hù)技術(shù)的發(fā)展水平。一個(gè)完善的保護(hù)方案應(yīng)能全面覆蓋變壓器可能發(fā)生的各種故障和異常運(yùn)行狀態(tài)，并滿足可靠性、選