母线范文10篇

摘要对广州蓄能水电厂500kV母线差动保护故障进行分析。通过对各相电流互感器进行伏安特性试验并相互对比，得出了故障产生的原因：由于一法兰连接螺栓的绝缘套损坏，导致螺栓与母线套形成电流回路，使电流互感器出现寄生电流，造成母线差动保护故障。

广州蓄能水电厂500kV主接线采用四角形接线，线路接入点形成的两个母线T区，在线路保护安装点以内，由其本身的线路保护进行保护。主变压器并联点处形成的两个T区，采用母线差动保护(以下简称母差保护)。

1母差保护的原理及特性

广州蓄能水电厂一期500kV母差保护采用DIFE3110型高阻差动保护，500kV断路器以QF1及QF2为一侧，QF3及QF4为另一侧，分别装设两套完全相同的高阻抗差动保护87-1，87-2及87-3，87-4。分相由两套DIFE3110型高阻抗继电器构成，采用被保护区域进出的电流矢量比较原理，取出差流在电阻器R上产生的电压值，作为测量值进入继电器内部与阀值比较。当外部有故障或无故障时，负荷电流I和I′在通过电阻器R时相位相反，幅值相等，电阻器R上的电压降为零，继电器不动作。当保护区域内部故障时，电流I和I′同相位使得对应的故障电流在电阻器R上产生一定大小的电压值，当该值大于阀值时启动继电器动作出口，见图2。保护整定值为：闭锁电压UB=20V，动作电压UD=25V。

保护动作结果：出口跳QF1，QF2或QF3，QF4，1号、2号机组或3号、4号机组跳闸，并启动故障录波器。

287-3和87-4故障

摘要：文章介绍了母线槽的主要性能及优越性，分析了母线槽在高层建筑中的应用范围及在使用中存在的问题，指出了怎样合理选用母线槽

关键词：绝缘导线电力电缆母线槽预制分支电缆

在高层建筑的供电系统中，供电主干线起着非常重要的作用，它好似人体中的大动脉，一旦出现故障就会造成严重的后果。因此，生产、建设及科研单位一直在为供电主干线的可靠性作出努力，不断改进，以期创造出安装维护简便、质优价廉、性能稳定的新产品。

室内导线敷设方式可分为：明敷——导线直接或者在管子、线槽等保护体内敷设于墙壁、顶棚的表面及桁架、支架等处；暗敷——导线在管子、线槽等保护体内敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。对于小型建筑，用电负荷不是很大，主干线往往采用绝缘导线；对于高层建筑，用电负荷较大，用绝缘导线作为主干线已不能满足供电需要，这时主干线需要用电缆或母线槽。

80年代以前，高层建筑中的供电主干线主要采用可靠性较好的普通电缆，电缆在电气竖井内沿墙壁用支架或电缆桥架敷设。电缆作为供电主干线比裸导线、裸排要安全可靠得多，但载流量受到限制，电缆截面不可能造得很大（最大只能做到400mm2），而且电缆太粗，现场施工难度大。80年代中后期，城市发展迅速，高层、超高层建筑大批建造，建筑物的用电负荷急剧增加，电缆作为供电主干线的局限性越来越突出，特别是现场制作电缆分支接头技术难度很大，急需一种容量大、分支方便的供电主干线取而代之。这时，容量大、分支方便的母线槽从国外引进来，并且在工程中迅速得到推广应用。

1母线槽的种类、性能及优越性

摘要：封闭式母线具有结构紧凑、安装方便、互换性好、使用安全、寿命长等一系列优点，被广泛地应用在工矿企业、高层建筑等供配电系统中。在安装工程中，既要对该产品的特点、性能、构造、保存、有所了解，又要熟悉设计要求及其安装规范，以提高其安装质量。

关键词：高层建筑封闭式母线特性安装

一、封闭式母线有关的特性

?1.封闭式母线的主要用途及其适用范围

?封闭式母线可分为密集型绝缘母线和空气型绝缘母线，适用于额定工作电压660V、额定工作电流250～2500A、频率50Hz的三相四线制或三相五线制供配电线路，它具有结构紧凑、绝缘强度高、传输电流大、互换性能好、电气性能稳定、易于安装维修、寿命时间长等一系列特点。被广泛地应用在工矿企业、高层建筑和公共设施等供配电系统。

?2.封闭式母线的构造及其使用环境

1、静电场数值计算

静电场数值计算方法主要有有限差分法、有限元法和模拟电荷法。这三种方法在处理简单模型时的效果相差不多，但当模型较为复杂时，有限差分法已基本不适用。模拟电荷法与有限元法在实际使用中各有利弊，模拟电荷法有准确度高、三维模型计算中占用计算机内存少等优点，但其适用范围比较小，对于介质种类多、具有较多过小曲率半径的边界的系统等，用模拟电荷法来计算就比较麻烦，甚至不可能。有限元法虽然在电场强度计算上与实际值有一定偏差，但可以通过细化网格达到减小误差目的。本文研究的10kV母线内部电场分布，存在3种以上的介质、结构复杂，故选用有限元法。

2、10kV母线静电场仿真计算

2.1母线内部结构

基于已有的10kV母线端部结构图，并对其做出初步的改进。由于铝金属薄膜的截面是一个矩形，有四个直角，在电场中容易造成尖端效应，使电场产生畸变分布不均匀。因此，对铝金属薄膜的截面进行倒角操作，减少尖端效应。画出母线端部结构及尺寸二维视图如图1所示。为了能够更好地展示母线内部结构，利用ANSYS生成母线端部结构的三维视图。母线由绝缘护套层、接地铜带、主绝缘层、铜导体、铝金属薄膜构成，是一个轴对称模型，可采用PLANE121这一单元进行建模，PLANE121是一个二维八节点静电单元，适用于轴对称模型，适用于静电场计算。

2.2母线材料

摘要对广州蓄能水电厂500kV母线差动保护故障进行分析。通过对各相电流互感器进行伏安特性试验并相互对比，得出了故障产生的原因：由于一法兰连接螺栓的绝缘套损坏，导致螺栓与母线套形成电流回路，使电流互感器出现寄生电流，造成母线差动保护故障。

广州蓄能水电厂500kV主接线采用四角形接线，线路接入点形成的两个母线T区，在线路保护安装点以内，由其本身的线路保护进行保护。主变压器并联点处形成的两个T区，采用母线差动保护(以下简称母差保护)。

1母差保护的原理及特性

广州蓄能水电厂一期500kV母差保护采用DIFE3110型高阻差动保护，500kV断路器以QF1及QF2为一侧，QF3及QF4为另一侧，分别装设两套完全相同的高阻抗差动保护87-1，87-2及87-3，87-4。分相由两套DIFE3110型高阻抗继电器构成，采用被保护区域进出的电流矢量比较原理，取出差流在电阻器R上产生的电压值，作为测量值进入继电器内部与阀值比较。当外部有故障或无故障时，负荷电流I和I′在通过电阻器R时相位相反，幅值相等，电阻器R上的电压降为零，继电器不动作。当保护区域内部故障时，电流I和I′同相位使得对应的故障电流在电阻器R上产生一定大小的电压值，当该值大于阀值时启动继电器动作出口，见图2。保护整定值为：闭锁电压UB=20V，动作电压UD=25V。

保护动作结果：出口跳QF1，QF2或QF3，QF4，1号、2号机组或3号、4号机组跳闸，并启动故障录波器。

287-3和87-4故障

广州蓄能水电厂500kV主接线采用四角形接线，线路接入点形成的两个母线T区，在线路保护安装点以内，由其本身的线路保护进行保护。主变压器并联点处形成的两个T区，采用母线差动保护(以下简称母差保护)。

1母差保护的原理及特性

广州蓄能水电厂一期500kV母差保护采用DIFE3110型高阻差动保护，500kV断路器以QF1及QF2为一侧，QF3及QF4为另一侧，分别装设两套完全相同的高阻抗差动保护87-1，87-2及87-3，87-4。分相由两套DIFE3110型高阻抗继电器构成，采用被保护区域进出的电流矢量比较原理，取出差流在电阻器R上产生的电压值，作为测量值进入继电器内部与阀值比较。当外部有故障或无故障时，负荷电流I和I′在通过电阻器R时相位相反，幅值相等，电阻器R上的电压降为零，继电器不动作。当保护区域内部故障时，电流I和I′同相位使得对应的故障电流在电阻器R上产生一定大小的电压值，当该值大于阀值时启动继电器动作出口，见图2。保护整定值为：闭锁电压UB=20V，动作电压UD=25V。

保护动作结果：出口跳QF1，QF2或QF3，QF4，1号、2号机组或3号、4号机组跳闸，并启动故障录波器。

287-3和87-4故障

1998年11月广蓄电厂一期QF2断路器检修期间，发现当3号、4号机组在抽水工况运行时，母差保护87-3，87-4发出闭锁信号。测量母差保护装置发现L3相有不平衡输出，电阻器R上最高压降21.5V，且随一次电流成正比例增加，超过了闭锁电压整定值。

在电路板上分配电力的传统方法基本上有两种：第一种是把48V变成3.3V的输出电压，然后再用负载点（POL）变换器把3.3V变换成负载点所需要的电压。一般地说，在电路板上最需要的就是3.3V，所以选择3.3V作为母线电压，这样做的益处是，只需要一次变换，不存在多级变换的方案中每级都存在的损耗。另外一个方法是，先把48V变换为12V，然后再把12V的母线电压变换成为负载点电压，并不是直接把12V送到负载上。这个方案比较适合功率较高的电路板使用。两种分布式供电系统的结构（DPA）如图1所示。

这两种分布式供电方案各有长处，也各有它的缺点。如果电路板上主要的负载需要3.3V的工作电压，而且在整个电路板上有多处需要3.3V，在这种情况下，一般是采用母线电压为3.3V的分布式供电系统。之所以采用这个方案通常是为了减少电路板上两级电压转换的数量，从而提高输出功率最大的电源的效率。但是，在使用母线电压为3.3V的分布式供电系统时，它还为每个负载点变换器供给电力。这些负载点变换器产生其他负载所需要的工作电压。另一个问题是，3.3V输出需要在电路中使用一只控制顺序的FET晶体管。在线路卡上，大多数工作电压需要对接通电源和切断电源的顺序加以控制。在这种分布式系统中，只能用电路中的顺序控制FET晶体管来进行控制。因为在隔离式转换器中，没有对输出电压的上升速度进行控制。在电路中的顺序控制FET晶体管只是在启动和切断电源时才用得上。在其他时间，这些FET晶体管存在直流损失，会影响效率，增加了元件数量，也提高了成本。由于工作电压一年一年地在下降，在将来，工作电压将下降到2.5V。在电路板上功率同样大的情况下，电流增大32%，在配电方面的损失增大74%左右。电路板上所有其他的工作电压。在电路板上往往有其他输出电压都要由3.3V的母线电压经过变换得到。往往需要几个负载点输出电压，每个输出电压可以使用高频开关型直流/直流转换器来产生。负载点转换器的高频开关会产生噪音，噪音会进入3.3V输入线路。由于3.3V是直接为负载供电的，所以需要很好的滤波器来保护3.3V的负载。专用集成电路（ASIC）是用3.3V母线电压供电的，它对噪音十分敏感，如果输入电压没有很好地滤波，有可能会损坏ASIC。ASIC的价钱很高，当然极不希望出现这样的事。如果电路板上需要很大功率，而且电路板上没有那一种电压的负载是占主要的，在这种情况下，一般是采用12V分布式供电系统。采用这个方案时，在功率相同的情况下，由于电流较小，配电的损失降低了。对于这种供电方案，所有的工作电压都是用负载点转换器来产生的。在偏重于使用负载点转换器的情况下，用12V的分布式供电系统实现就容易得多。也可以用电路中的顺序控制FET晶体管来控制负载点接通电源和切断电源的顺序，其中有一些可以由负载点本身来控制，这时就不需要控制顺序的FET晶体管，也减少了直流损失。在市场上现在可以买到的输出电压为12V的模块，一般是功能齐全的砖块型转换器，它提供经过稳压的12V输出电压。在砖块型12V转换器中有反馈，通过一只光耦合器把反馈信号送回到转换器的原边。砖块型12V转换器的有效值电流很大，次级需要额定电压为40V至100V的FET晶体管，额定电压较高的FET晶体管的Rds(on)高于额定电压较低的FET晶体管的Rds(on)，因而转换器的效率比较低──如果平均输出电较低的话就可以用额定电压较低的FET晶体管。在给定输出功率的情况下，具有稳压作用的砖块型转换器往往相当贵，而且体积大，因为在模块内有相当多的元件。使用分布式的12V母线电压时，也会略微降低负载点转换器的效率，因为输入电压直接影响负载点转换器的开关损生。

如图2所示，在电路板上进行配电，最好的方法是使用一个在3.3V与12V之间的中间电压。在使用两级功率转换的情况下，这个中间母线电压不需要严格地进行稳压。新型负载点转换器的输入电压范围很宽，这就是说，产生中间母线电压的隔离式转换器可以用比较简单的方法来实现。对于负载点转换器来讲，最优的输入电压介于6V至8V之间，这时，功率损失最小。就两级转换的优化而言，这是最好的办法，尤其是对于功率为150W的系统。结果我们可以在很小的面积中、用数量很少的元件，设计出一个高效率的隔离式转换器。功能齐全的砖块型转换器使用的元件数量高达五十个还要多，整个设计不必要地变得十分复杂。如果把输出电压稳压电路去掉，可以大量地减少模块中的元件数量。直流母线电压转换器使用隔离式转换器，它工作在占空比为50%的状态，因而可以使用比较简单、自行驱动的次级同步整流器，最大程度地提高了功率转换的效率，也最大程度地减轻了对输入电压和输出电压滤波的要求，而且还提高了可靠性。

用于电路板的两级功率转换的未来发展

直流母线电压转器是把48V输入变成中间母线电压的新方法。中间母线电压为负载点转换器供电。做一个隔离式转换器并不难，它是开环的，占空比固定为50%，把48V输入电压变为8V的中间母线电压。它使用变比为3:1的变压器，再通过初级半桥整流器得到输入电压与输出电压的比为6：1。由于现在有了作为第二级的负载点转换器解决方案，例如iPOWIRTM技术，它的输入电压范围很宽，所以对于48V系统来讲，这个方法极有吸引力，它也可以用于输入电压变化范围很宽的系统（36V至75V）。当输入电压在很宽范围变化时，输出电压也以同样的比率变化，所以如果输入电压在36V至75V的范围变化，输出电压的变化范围就是6V至12V。直流母线转换器作为前端电路加上作为第二级的iPOWIRTM，便构成高效率的两级功率转换方案。直流母线转换电路的效率最高、占的空间最小，在功率密度方面是最好的，大量地减少了元件数量，因而有利于降低总成本。这个方案对输入滤波和输出滤波的要求也是最低的，所以可以进一步减少电容器和其他元件。这种电源系统的控制、监控、同步以及顺序控制都大大地简化了。图3是直流母转换器设计的例子，其中使用了很有创意的新技术，因而可以达到这样的性能。如图4所示，可以利用直流母线转换器解决方案来实现两级供电系统。直流母线转换器芯片组四周是原边半桥整流器控制器和驱动器集成电路和MOSFET技术，正是由于这个芯片组，才能达到这样的性能。

IR2085S是一种新的控制器集成电路，是针对用于电路板上48V两级配电系统的非稳压型隔离式直流母线电压转换器而研制的。控制器是针对性能、简单、成本进行了优化的。它把一个占空比为50%的时钟与100V、1A的半桥整流器驱动器集成电路整合在一起，装在一个SO-8封装中。它的频率和死区时间可以在外面进行调节，满足各种应用的要求。它还有限制电流的功能。为了限制接通电源时突然增大的电流，在IR2085S里面有软启动功能，它控制占空比，由零慢慢地增加到50%。在软启动过程中，一般持续2000个栅极驱动信号脉冲这么长时间。在48V的直流母线电压转换器演示板上有新的控制器集成电路与原边的低电荷MOSFET晶体管，以及副边的低导通电阻、热性能提高了的MOSFET，它们配合在一起工作，在输出电压为8V时可以提供150W功率，效率超过96%，如图3所示，它的尺寸比1/8砖转换器的外形尺寸还要小。与安装在电路板上、具有稳压作用的常规功率转换器相比，它的效率高3~5%，尺寸小40%。有一种类似的方法可以用于全桥整流直流母线转换器，它使用新的IR2085S，输出功率达到240W，尺寸也相似，在输出电流满载时的效率大约为96.4%。图5是直流母线电压转换器的电路图，在这个电路中，原边使用控制器和驱动器集成电路IR2085S，它推动两只IRF7493型FET晶体管───这是新一代低电荷、80V的n型沟道MOSFET功率晶体管，它采用SO-8封装。在输入电压为36V至75V时，这只FET晶体管可以换成100V的IRF7495FET晶体管。在启动时，原边的偏置电压是由一只线性稳压器产生，在稳态时，则由变压器产生原边偏置电压。IRF7380中包含两个80V的n型沟道MOSFET功率晶体管，采用SO-8封装，就是用于在稳态时产生原边偏置电压。IRF6612或者IRF6618──这是使用DirectFET封装的新型30V、n型沟道MOSFET功率晶体管，可以用于副边的自驱动同步整流电路。

1新投变电站概况

某一变电站是220kV新建负荷站，220kV和110kV电气主接线均使用双母线接线方式，通过2213，2214和－500kV变电站连接并接入系统，110kV系统和10kV系统尚无出线。站内有2台三卷变压器，接线型式为Y0/Y0/Δ-11，额定容量是180000/180000/90000kVA，电压组合是220±8×1.25%/115110.5kV。

2相量检查的意义

对新安装或电流回路有过变动的保护装置，在其投入运行前，必须用一次电流和工作电压检验，也就是进行相量检查。在检验保护装置电流回路接线正确后，方可将保护投入运行，为电网的安全、稳定运行提供保障。

3相量数据采集和分析

3.1井目量数据分析

继电保护装置是能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，是保证电力系统及其设备安全运行的最有效方法之一。不同国家根据当地电网的特点，主接线的形式、设计标准、运行习惯的不同制定了相应的继电保护技术规范和设计要求。本文依托我院在墨尔本设计的66kV数字化变电站项目，基于澳洲Jemena配电公司的ELEAMSP0026《ZSSSecDesignStd-IEC61850StdImplementation》，研究总结Jemena继电保护系统的技术特点，探讨国标和Jemena配电公司企业标准继电保护方面的差异。Jemena配电网主要有66kV、22kV和11kV三个电压等级构成。主接线采用内桥及扩大内桥接线方式，66kV线路保护配置为双重化光纤电流差动、三段式距离、（方向）灵敏零序电流保护和后备过流保护；66kV断路器失灵保护含断路器失灵和测控功能。66kV母线保护配置为双套集中式高阻抗母线差动保护；变压器保护配置变压器差动保护、各侧过流保护、主变低阻抗零差保护和非电量保护。每个区域变电站配置一套22kV总灵敏接地闭锁保护（MEF）和一套各段22kV母线三段后备接地保护（BUEF）。22kV每段母线配置一套高阻抗母线差动保护和一套多功能母线阻抗控制过流保护测控装置。22kV馈线配置过流保护、零流保护、（方向）灵敏零序电流保护和断路器失灵保护，全站保护以微机型保护为主，组屏安装在控制室。

Jemena保护技术特别分析

Jemena变电站不同设备的保护都有其独自的特点，也有一些是共用特点，且跟我国保护产品的设计规范和回路设计相比有很大不同，如失灵保护配置、跳闸监视继电器（TCS）、高阻抗母线保护，以及其高、中压保护特点等介绍如下。失灵保护：无论66kV还是22kV，所有开关均需配置独立的失灵保护装置，失灵一时限跳本断路器（同时发信远跳对侧线路断路器），二时限跳相邻断路器。所有保护跳断路器均需启动失灵，不区分是电气量保护还是非电量保护。跳闸监视继电器：对开关跳闸回路进行监视，要求无论在断路器处于分位还是合位都可连续监跳闸线圈TC的状态，为下一次合闸和分闸做准备，避免断路器处于分位时跳闸线圈TC损坏，否则下次断路器合闸时合于故障断路器无法立即跳闸。一旦跳闸回路有异常，会在设定时间内发出告警并闭锁合闸回路。该继电器不含电流保持回路，由保护动作接点直接去跳闸，因此保护动作接点动作后需保持一段时间，该时间大于开关跳开时间以防止接点拉弧，且保护接点容量满足要求，避免烧毁。高阻抗母差保护：无论66kV还是22kV母线保护均为高阻抗母差保护。高阻抗母差保护是在差动回路中串接阻抗值很大（几kΩ）的电阻而构成的，其优点是保护的接线简单、选择性好、灵敏度高，在一定程度上可防止母线发生外部短路故障并且TA饱和时母线保护的误动作。66kV线路保护：线路保护是变电站继电保护的重要组成之一，是变电站可靠稳定运行的重要保障。也是二次设计中难点之一。Jemena线路保护采用双套主保护，纵联差动或距离保护。Jemena线路保护在运行方式等方面有其独特的特点：Jemena双套66kV线路主保护均含有重合闸功能，正常情况下两套线路保护重合闸都投入。为保证两套保护网络的独立性，X套线路保护通过goose启动X套开关失灵保护实现重合闸功能，Y套线路保护通过硬接线启动X套开关失灵保护实现重合闸功能。当X套开关失灵保护故障时自动投入Y套开关失灵保护，当X套开关失灵保护恢复运行时自动切换为X套失灵开关保护。变压器保护：Jemena变压器保护采用三相双绕组有载调压变压器，接线方式YNynd，高压侧中性点直接接地，中压侧经电阻接地。每台66kV变压器配置双套变压器差动保护测控装置，其中X套变压器保护配置常规变压器差动和低阻抗零差功能；变压器差动保护采用的电流是相电流，因此变压器发生内部单相接地故障时灵敏度较低。变压器零序电流差动保护（REF）可避免差动保护在单相接地故障时灵敏度不足，零序电流差动保护具有很高的灵敏性；主变非电量保护一般含在主变保护中，非电量保护动作均启动主变各侧开关失灵保护，国内对非电量保护是不允许启动失灵保护的，这是一个重要的差异；Jemena变压器保护除含电量保护功能，还含非电量保护和测控功能。变压器保护只有电流差动和低阻抗零差功能，所以不需采集主变各侧电压。由于每个断路器配置了单独的断路器失灵保护，所以变压器保护不含主变各侧断路器后备保护功能。高压母线保护：Jemena变电站66kV侧均为内桥及扩大内桥接线，母差保护按照双套配置且采用集中式高阻抗母差保护，双套母差保护组屏安装于控制室。66kV母线保护不需要采集母线电压且含测控功能，母线保护动作启动对应断路器失灵保护。22kV线路保护：Jemena变电站22kV侧为单母分段接线，采用空气绝缘金属封闭开关柜。每回馈线配置一套多功能保护测控装置，保护除配置常规速断、过流、零流保护以外、还配置方向敏感性零流和断路器失灵保护功能；其所有接地保护受变电站的主接地保护（MasterEarthFault）动作联锁，且应能闭锁由相邻线路接地故障引起的容性放电电流；变电站的主接地保护（MEF）通过采集变电站所有变压器和电容器中性点电流之和，如采集的中性点电流之和为0则变电站不存在接地故障，则闭锁所有22kV馈线保护的（方向）定时限灵敏接地保护和反时限接地保护功能，避免22kV馈线保护误动作。如采集中性点电流之和不为0则说明站内存在接地故障，此时MEF开放所有22kV馈线保护的（方向）定时限灵敏接地和反时限接地功能。由于22kV线路为架空线，保护动作整定值比较小容易误动，通过MEF联锁线路保护的零流功能提高了保护动作的可靠性；22kV馈线保护的断路器失灵保护通过goose启动相应X套母线保护，跳相应22kV母线上所有断路器；22kV线路还有带电检修功能，带电检修线路时线路带电检修（LLS）投入，此时线路发生任何故障，保护经短延时跳闸并闭锁重合闸以保障检修工程师的安全，且LLS投入时保护动作整定值比较小。22kV母线保护：22kV每段母线配置一套高阻抗母线差动保护和一套多功能母线阻抗控制过流保护测控装置。由于Jemena的22kV母线合环运行、故障点短路电流大，保护感受到的电流值比较小、保护灵敏度低，为解决这个问题一般配置双套母线保护。X套母线保护类似66kV母线保护，采集被保护母线所涉及的各支路电流，且跳被保护母线所涉及的每一个断路器，X套母线保护不采集母线电压。Y套母线保护是含阻抗距离元件的过流保护装置，保护配置原则为：含高阻抗相距离元件控制反时限过流保护功能及定时限电流速断功能；以主变低压侧进线断路器为分界点，通过阻抗元件区分故障在区内还是区外，在22kV馈线出线方向发生严重故障时Y套母线保护能立即断开母线，以便提高供电质量。当主变22kV进线断路器处于分位、22kV分段断路器处于分位或66kV线路保护在动作时当闭锁Y套母线保护动作；Y套母线距离保护应采集被保护母线所涉及的分段间隔和变压器进线间隔的各支路共用电流值总和（不含馈线间隔和电容器间隔）；Y套母线保护需要采集22kV母线电压。两套22kV母线保护动作应闭锁电容器无功自动投切功能。22kV总灵敏接地闭锁保护（MEF）：Jemena每个区域变电站配置了一套22kV总灵敏接地闭锁保护（MEF）和一套各段22kV母线三段后备接地保护（BUEF）。由于22kV线路大部分是架空线路，故障时零序电流值比较小，故保护整定值比较小，保护容易误动。为避免这个问题，增加22kV总灵敏接地闭锁保护（MEF）闭锁22kV线路保护零流功能。变电站接地主保护与区域变电站馈线（方向）定时限敏感性接地故障保护和馈线反时限接地故障保护联锁。变电站接地主保护不闭锁任何电容器零流功能。MEF只闭锁对应的线路保护，且不出口跳任何馈线断路器。注意，变电站接地主保护应采用独立的电流互感器线圈，且接主变低压侧中性点最靠近接地点的电流互感器绕组。后备接地保护（BUEF）：22kV后备接地保护为没有清除的馈线、母线和变压器接地故障提供后备保护功能。后备接地保护一般包含3个阶段。22kV后备接地保护不启动断路器失灵保护和自动重合功能，且阶段2和3动作时电容器给无功控制器发闭锁无功自动投切功能：阶段1。保护装置的阶段1含反时限接地故障元件和无方向的定时限敏感性接地故障元件。阶段1跳站内所有22kV分段断路器；阶段2。保护装置的阶段1动作后立即启动阶段2和阶段3。每段母线单独设置一个阶段2保护功能。第2阶段应包括定时敏感接地故障保护元件，能够控制方向。阶段2跳所保护母线的变压器进线断路器及电容器断路器；阶段3。每个变压器配置一个阶段3保护功能且无方向功能，第3阶段应包括定时敏感接地故障保护元件。阶段3保护装置跳相应的66kV断路器。

与国内继电保护的对比分析和启示

关于失灵保护，国内规范是在220kV及以上电压等级才配置，110kV及以下不配置，采用远后备方式，即使本电压等级开关失灵后由上一级的后备保护动作跳闸，这样会延时跳开时间，可能会扩大停电范围。理论上只要跳开关就有失灵的可能，建议国内可参考对于110kV及以下的重要开关保护配置失灵保护，缩短动作时间和停电范围。国内规范中开关操作是配置操作箱的，操作箱只有当开关合闸时才监视跳闸回路完好性，当开关跳开时无法监视，建议可借鉴TCS继电器的设计特点，增加开关分位时也监视跳闸回路，一旦跳闸回路有问题就闭锁。跳闸回路是否异常，可以做到提前预防。线路带电作业时，国内处理方式一般是停用重合闸、其余不变。Jemena除了停用重合闸外，还减小了保护的延时和保护动作整定值，若有故障保护可以快速跳闸，缩短故障切除时间，保障检修人员安全，这一优点国内可以借鉴。国内220kV站断路器失灵保护含在220kV母差保护中，且失灵保护均应具有复合电压闭锁功能，主变电气量保护还应提供解除失灵保护电压闭锁的接点。失灵启动判据除采集断路器位置，还需采集对应断路器的电流。因为国内220kV母线为双母线、双母线双分段或双母线单分段，利用母线保护中的失灵保护，这样二次接线比较简单且节省投资。而Jemena的66kV侧为内桥接线，规模比较小，所以配置了单独的断路器失灵保护。Jemena断路器失灵保护只跳对应的一个断路器，所以没有采集电压。Jemena的22kV为单母线分段，每段出线有5回，线路保护单套配置，也是通过线路保护失灵启动对应的母线保护实现断路器失灵跳闸。国内和Jemena相比更节省投资，建议以后Jemena可参考国内配置带失灵保护的母线保护。关于22kV母线保护，国内低压母线没有配置双重化母线保护，Jemena是按母线配置一套高阻抗母线差动保护和一套多功能母线阻抗控制过流保护测控装置。第二套母线保护为多功能母线阻抗控制过流保护测控装置，为不完全母线保护，只采集主变低压侧和22kV分段电流。以主变低压侧进线断路器为分界点，通过阻抗元件区分故障在区内还是区外，区内故障时对应间隔电流超过整定值时跳22kV分段断路器和主变低压侧断路器。在22kV馈线出线方向发生严重故障时Y套母线保护能立即断开母线，以便提高供电质量。对于重要的低压用户可考虑低压侧母线配置母线保护。通过以上对Jemena继电保护技术特点分析与结论，得出了保护配置原则不同的原因，对我国企业承接该电力公司项目提出以下建议。继电保护配置和一次接线形式及运行方式息息相关，这也是Jemena继电保护配置和国内保护配置不同的根本原因。Jemena主接线和运行方式总结如下：66kV侧为链式结构且所有分段合环运行，决定了66kV保护的高配置；站内所有变压器并列运行；22kV分段合环运行；66kV线路和22kV线路大多数为架空线。由于变电站运行方式与国内的不同，针对合环运行如何考虑保护配置，为保证系统稳定性和保护动作的可靠性，要求保护有完全选择性功能，例如线路差动保护、母线差动保护、主变差动保护。考虑设备不能轻易停役，Jemena66kV配电站按国内主网枢纽站来配置保护，从保护配置可看出和国内220kV站保护配置类似。对我国企业承接Jemena电力公司项目提出几点建议：Jemena配电公司变电站配置方案应严格按照当地技术规范执行，不能照搬国内的技术标准。可参考国内提出建议，但必须得到Jemena配电公司专业工程师的认可才可执行；Jemena配电公司会充分考虑运行人员的人身安全和工作便利性，一些要求会从保障运行人员安全的出发点考虑，所以在遇到特殊技术要求时，从这个角度考虑会帮助理解；由于Jemena历史上是英国殖民地、受英国影响较大，用户比较倾向国外产品，国内设备厂家跟客户沟通时一定要从技术上说服客户，这样会有利于提高沟通效率，有利于国产设备的推广。

作者：杨雷雷 单位：上海电力设计院有限公司

摘要：通过分析变压器热稳定要求及其在运行中可能承受的故障考验，提出了变压器保护定值整定应考虑的相关问题，对其相间故障后备保护应具备的能力提出了看法。并对变压器设计、运行及其保护配置与整定提出了建议。

关键词：变压器热稳定保护配置整定

1引言

电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护（瓦斯和差动）无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护（如低压侧母线保护）或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此，变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。

2变压器设计热稳定指标

文献［1］中要求“对称短路电流I的持续时间：当使用部门未提出其它要求时，用于计算承受短路耐热能力的电流I的持续时间为2s。注：对于自耦变压器和短路电流超过25倍额定电流的变压器，经制造厂与使用部门协商后，采用的短路电流持续时间可以小于2s。”