摘　要：在110 kV變電站的10 kV母線上一般都不裝設母線保護，這樣當發生10 kV母線上的短路故障后，切除故障就要靠該站變壓器10 kV側的后備保護。后備保護的時限按與出線過流保護時限配合整定，延時都在2．0 s以上，因而切除故障的時間長，導致設備損壞嚴重。本文結合云南滇東電網的實際情況，對這樣的變電站主變保護的配置及設計作出探討，提出了一個新的運行方式及完整的保護配置方案。 
　　1　引言
　　　在目前的電網中，用電磁型或靜態型繼電器組屏成的110 kV變壓器保護，除一套主保護外，各側都只配一套后備電流保護，其動作時限與線路過流保護按階梯原則配合整定。變電站的10 kV出線過流保護動作時限考慮與線路上的避雷器及跌落式熔斷器配合，其時限一般都不會小于1．0 s。考慮兩臺變壓器并列運行時，其中一臺變壓器過流不影響另外一臺變壓器的正常運行，其過流保護還須設二段時限，以第一時限跳分段斷路器，第二時限跳本變壓器斷路器。這樣一來，變壓器10 kV后備保護時限都在2．0 s以上。因此當發生10 kV線路出口近區故障而線路保護或斷路器拒動及10 kV母線故障時（包括母線電壓互感器一次側，所用變一次側及各出線斷路器與主變電流互感器之間的一次回路），反應在短路電流值上都相當于變壓器故障，其值可達變壓器額定電流的數十倍，這樣大的短路電流對一次電氣設備的動穩定和熱穩定都將構成嚴重威脅，切除故障的時間愈長后果愈嚴重。在各電網中均發生過因主變后備保護動作時間過長，而造成主變電流互感器燒毀甚至主變燒毀的事故。有的地方，雖然上述事故未燒毀主變，但巨大的短路電流較長時間流過變壓器，嚴重地影響了主變的使用壽命，縮短檢修周期甚至給變壓器留下事故隱患，因此有必要給主變的低壓側增加一套快速切除母線故障及出線近區故障的后備保護。
　　2　快速后備保護實施方案
　　　筆者所在的云南滇東電網，主變低壓側只有一套電流保護，要滿足出線保護的近后備作用，又要滿足快速切除母線故障是無法做到的，只有在現有的過流保護之外另增設一套限時電流速斷保護，其動作電流按該側母線相間故障有1．3左右的靈敏度整定，動作時限僅須比相鄰級的電流速斷保護（0 s）大一個Δt時間即可（以躲過出線近端故障），這樣就大大縮短了動作時間，起到了母線故障的主保護作用。根據上述實施方案，并結合電網中現有設備情況，新增限時電流速斷保護應滿足以下要求：
　　（1）整套保護組合在一起，避免現場連接多只繼電器接線的麻煩，體積小方便安裝。
　　（2）采用數字式靜態繼電器，滿足現場整定及維護簡單可靠的要求。
　　（3）采用新型原理的靜態電流繼電器，在CT飽和時能可靠動作。
　　3　裝置原理接線
　　　裝置集三只電流（LJa、LJb、LJc），兩只時間（1SJ、2SJ），兩只信號（1XJ、2XJ）繼電器于一體，采用集成電路構成，電流繼電器原理是采用天津大學宋從矩教授抗CT飽和的專*產品，整體裝在一個繼電器外殼內，具有精度高、功耗小、動作速度快、返回系數高、整定范圍寬、體積小等特點。裝置中電流和時間的整定采用面板數字式撥輪開關進行，直觀方便，改變定值無需再進行校驗，電流繼電器不需要改變一次繞組的串、并聯接線方式，不會造成CT開路。
　　　電流回路一般采用三相三繼電器式接線，若采用兩相兩繼電器式接線此時只需將圖1中的LJa、LJc接入電流回路中，而LJb不接，同時把裝置端子7與端子15予以短接，以避免干擾電壓侵入裝置。采用該接線方式是為了提高Y／Δ接線的變壓器發生短路時保護的靈敏度，應將LJb接在電流回路N相中。
　　

　　 裝置帶有兩段延時，可用于分段斷路器跳閘及本側斷路器跳閘，動作信號觸點1XJ和2XJ并列通過端子3和11輸出，但是通過裝置面板上的信號燈1XD和2XD可明顯區別開1XJ和2XJ的動作情況，動作信號可通過面板上的復歸按鈕FA實現就地復歸，也可以通過外接復歸接點實現遠方復歸，信號元件采用磁鋼自保持繼電器，在直流斷電時，動作信號可予以保持。
　　4　裝置在云南滇東電網的使用情況
　　　云南滇東電網110 kV變壓器保護10 kV側只配備一套后備過流保護，當發生10 kV母線故障時只能由其后備過流保護來切除。就2002年的系統運行水平，10 kV母線三相短路電流最大的變電站已達14．82 kA（兩臺變并列），最小的也達到了8．95 kA。在2001年4月份某站發生的一次10 kV母線短路，雖然經主變10 kV側后備保護切除了故障，但事后檢查發現一次設備損壞相當嚴重，個別開關及部分（段）母線被燒毀，嚴重地影響了安全供電。
　　　根據上述情況，采用10 kV母線分段運行，從運行方式上大大地減小了母線短路時的故障電流，并且在短路電流超過5．0 kA以上的變電站在變壓器的低壓側（10 kV側）加裝一套數字式快速后備保護，動作電流按當母線發生兩相短路時有靈敏度1．3整定，動作時限按與出線速斷保護配合整定，取t＝0．3 s跳變壓器10 kV側斷路器。
　　　云南滇東電網在2002年初安裝了變壓器低壓側數字式快速后備保護后，經半年的運行證明，該裝置運行可靠，線路上的故障不會引起該保護誤動，在2002年6月24日發生的某變電站10 kV母線故障中，該裝置　　正確動作跳開變壓器10 kV側開關，事后檢查設備，只有引起該故障的這個10 kV出線開關的一只CT被燒毀，其余設備完好無損。
　　5　結束語
　　　針對110 kV變壓器10 kV側只有一套后備保護的這種配置情況，可以增配一套數字式快速后備保護以保護10 kV母線。建議10 kV母線分段運行，這樣可以把快速后備保護的動作時限縮短一個Δt（不須跳母聯開關），既提高了保護的動作速度，也減小了故障時的短路電流。