中压配电变压器低压侧单相接地保护浅析



        摘 要 根据对《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的理解和设计实践，通过对6～10kV配电变压器低压侧单相接地保护的计算和分析，提出：D．vnll变压器利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护时， 灵敏系数一般均能满足要求； 而对于Y．vn0变压器，当利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护灵敏系数不满足要求时，应采用在低压侧中性线上的零序电流保护作单相接地保护。
        关键词              单相接地保护      最小灵敏系数        过负荷系数        最大综合系数        总出线断路器
        1 前 言
        目前，在6～10kV电压等级中，绕组采用D，ynl1和采用Y，yn0连接方式的配电变压器最为常见。众所周知，由于配电变压器绕组采用D，ynl1连接较之采用Y，yn 0连接具有明显优点， 抑制了3次谐波，降低了零序阻抗，更有利于低压侧提高断路器的单相短路电流动作的灵敏度，使之在近几年的工程设计中被广泛选用。根据经验，利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护，对绕组为D，ynl 1连接的变压器(以下简称为D，ynl1变压器)，其灵敏系数均能满足要求；而绕组为Y，yn0连接的变压器(以下简称为Y，yn0变压器)，其灵敏系数既有满足要求的，也有不满足要求的。现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB 50062—92)中第4．0．1l条和4．0．12条分别对Y，yn0和D，ynl1变压器作出了不同的规定。笔者将通过计算来分析这一问题，并对Y，yn0变压器单相接地保护作简要论述。
        2 用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护
        2．1 过电流保护最大整定电流的计算

        2．2 低压侧单相接地保护最小灵敏系数的计算

        3 Y，yn0变压器用低压中性线上的零序电流保护作单相接地保护
        当利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护的灵敏系数不满足要求时，可采用低压侧中性线上的零序电流保护。保护装置的动作电流按躲过正常运行时变压器中性线上流过的最大不平衡电流(不超过额定电流的25％)来整定。若低压分支线上装设零序电流保护，还须与之相配合。由于Y，yn0变压器低压侧短路电流比其25％ 的额定电流大得多，因此，灵敏系数均能满足要求。
        4 Y．yn0变压器利用接于低压的三相电流保护作单相接地保护
        利用变压器低压侧总出线断路器上的过电流保护．分以下三种情况：
        a． 若用它的瞬时过电流保护作单相接地保护，由于其整定值较大，灵敏系数肯定不能满足要求。
        b． 若用它的短延时过电流保护，其灵敏系数是否满足要求主要取决于短延时过电流脱扣器的整定倍数(即整定电流与其额定电流的比，通常为3～10)，整定倍数越小，灵敏系数越大，反之越小。以S 变压器为例，按高压侧短路容量为无穷大时的短路值 ]计算，其结果只有在整定倍数为3时，才有少数情况灵敏系数满足要求(不小于1．5)，整定倍数大于3时，均不满足要求。
        C． 若用它的长延时过电流保护，虽然单相接地保护的灵敏系数能够满足要求，但因长延时过电流脱扣器是反时限特性且不可调，因此无法确定时限。
        利用低压总出线断路器上的过电流保护，若单相接地故障发生在变压器与总出线断路器之间，则因故障电流不通过断路器而使其无法动作，从而出现死区。所以，笔者认为，利用低压总出线断路器上的三相电流保护作低压侧单相接地保护不合适。此外，利用变压器低压侧总出线上的三个电流互感器接成三相星形，在其公用线上串接GL型过电流继电器构成零序电流保护，可以实现单相接地保护。但由于这三个电流互感器是用于测量的，而测量仪表不宜与保护共用电流互感器，所以，此方法不推荐使用。
        5 结论
        a． 400 kV·A及以上一次电压为6～10 kV的变压器， 当绕组为D，ynl1连接时，可利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护，灵敏系数均能满足要求。
        b． 变压器绕组为Y，yn0连接时，利用高压侧过电流保护，其灵敏系数大小主要取决于变压器的零序阻抗和其过负荷系数。而高压侧短路容量的大小对其影响很小，甚至可以忽略(系统阻抗)不计。
        c． 对Y，yn0变压器， 当利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护的灵敏系数不满足要求时，应采用低压侧中性线上的零序电流保护，而不宜采用低压侧三相电流保护。