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關于配電變壓器保護設計标準的修改建議

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關于配電變壓器保護設計标準的修改建議

發布日期:2016-04-18 00:00 來源:http://www.qyhjad.com 點擊:

    1 貴州變壓器問題的産生

  

  我國中壓配電系統主要采用系統标稱電壓為10 kV和35 kV系統,少數地方有3 kV、6 kV和20 kV系統。對于中壓配電變壓器的保護設計主要依照國家标準GB/T 50062—2008和GB/T 14285—2006,這兩個标準的名稱都帶有“繼電保護”。

  

  長期以來,我國戶外315 kVA及以下電力變壓器采用跌落式熔斷器保護,這種保護方式目前在我國農村普遍使用,城市中也有不少戶外杆上變壓器在使用,保護采用跌落式熔斷器。然而采用熔斷器做配電變壓器高壓側保護并沒在國家标準GB/T 50062—2008和GB/T 14285—2006中列出,文獻[4]認為根據GB 50062—1993[5]容量小于400 kVA的變壓器才能采用熔斷器保護,其依據可能是GB 50062—1993中規定對于容量為400 kVA及以上、一次電壓為10 kV及以下、且繞組為三角-星形連接的變壓器引出線、套管及内部的故障,可采用兩相三繼電器式的電流速斷保護,GB 50062—1993沒有對容量小于400 kVA的變壓器保護引出線、套管及内部的故障作出規定。現行國家标準GB/T 50062—2008關于此條要求相同,隻是明确要求将其作為主保護。GB/T 14285—2006的要求為對于10 kV及以下、容量在10 MVA變壓器的采用電流速斷保護,并瞬時動作于變壓器各側斷路器。

  

  因此,雖然采用熔斷器保護10 kV配電變壓器在我國自建國以來就在使用,采用高壓交流負荷開關-熔斷器組合電器保護10 kV配電變壓器也有30年曆史,但是根據國家現行的标準,沒有标準作為設計依據。

  

  2 貴州變壓器問題分析

  

  GB 50062—1993回避了10 kV、315 kVA及以下電力變壓器采用跌落式熔斷器保護這一事實,對10 kV、315 kVA及以下電力變壓器保護引出線、套管及内部的故障不予規定。而最近20年來,采用負荷開關-熔斷器組合電器保護10 kV配電變壓器容量早已超過400 kVA,在高壓/低壓預裝式變電站中高壓室普遍采用負荷開關-熔斷器組合電器保護配電變壓器。GB/T 50062—2008在标準修訂過程中仍舊未考慮将熔斷器、負荷開關-熔斷器組合電器列入變壓器的保護設備。如果是因為該标準名稱是關于繼電保護的标準,但GB/T 50062—2008在關于變壓器的保護中列出了瓦斯保護,瓦斯保護顯然不屬于繼電保護。

  

  目前我國的電子、電工行業主要采用IEC标準,目前IEC标準也沒有針對電氣設備保護的标準。根據2006年4月6日TC95巴黎會議的決議,IEC TC95量度繼電器和保護設備标準化技術委員會制定的IEC 60255序列标準包括通用标準、IEC 60255-100系列功能标準和IEC 60255-200系列應用指南[6],其中有《IEC 60255-202:變壓器保護》,但是該标準目前還沒有成立工作組啟動工作。将來會出版的IEC 60255-202會不會将熔斷器、負荷開關-熔斷器組合電器列入變壓器的保護設備還不能确定。

  

  高壓/低壓預裝式變電站中高壓室普遍采用負荷開關-熔斷器組合電器保護配電變壓器。高壓/低壓預裝式變電站的産品标準由IEC TC17制定,TC17是開關設備和控制設備技術委員會,IEC 62271-202:2006[7]是按照開關類設備的要求制定标準,未對變壓器保護作出要求。因此即使按照高壓/低壓預裝式變電站的産品标準GB 17467—2010[8]型式試驗合格,但該産品對變壓器的保護是否滿足要求則不好說,如果依照GB/T 50062—2008則不符合要求。

  

  IEEE關于變壓器保護有IEEE C37.91标準,該标準由IEEE電力工程學會的電力系統繼電保護委員會起草,該标準IEEE Std C37.91—2000[9]名稱是 IEEE Guide for Protective Relay Applications to Power Transformers,該标準IEEE Std C37.91—2008[10]名稱IEEE Guide for Protecting Power Transformers,IEEE C37.91适用于輸配電系統中的變壓器保護。從IEEE C37.91的名稱變化可以看出IEEE的電氣工程師已經意識到變壓器的保護措施不隻是繼電保護,還有瓦斯保護、采用熔斷器或高壓交流負荷開關-熔斷器組合電器的保護等。IEEE C37.91标準更早的一版是ANSI/IEEE Std C37.91—1985[11],是美國的國家标準,ANSI/IEEE Std C37.91—1985與IEEE Std C37.91—2000标準名稱一樣,雖然該标準名稱是講繼電保護應用于變壓器,但該标準的1985版包含熔斷器保護,制訂該标準目的是幫助工程師有效應用繼電器和其他設備用于電力變壓器的保護[12],其他設備指的就是瓦斯保護設備、熔斷器等。IEEE Std C37.91—2008标準中介紹了熔斷器用于變壓器保護的情況,認為使用熔斷器具有經濟、少維護的優點,通常可以用于高達5 000 kVA容量的變壓器故障電流保護,但保護變壓器内部故障能力有限,通常10MVA及以上變壓器不用熔斷器保護。該标準沒有介紹采用負荷開關-熔斷器組合電器保護變壓器的情況,這可能是該标準後來的版本沒有被ANSI認定為國家标準的原因之一。

  

  美國國家标準ANSI/IEEE Std 242—2001[13]的11.8條規定熔斷器、斷路器和circuit switcher都可以作為變壓器的一次側主保護設備,circuit switcher的定義為能關合、承載電路正常工作下電流和故障情況小于其額定開斷電流和額定短時耐受電流的機械開關設備,高壓交流負荷開關-熔斷器組合電器符合circuit switcher的定義。

  

  IEEE關于預裝式變電站的标準IEEE Std C37.121—2012[14]的11.6.4條對變壓器保護提出要求,條文為:See IEEE Std C37.90 and IEEE Std C37.91, for general guidance in the applications of protective relays for unit substations。即要求參照IEEE Std C37.90和IEEE Std C37.91。

  

  3 貴州變壓器建議

  

  中國的标準體系政策是積極采用IEC标準。中國在繼電保護領域技術達到世界先進水平,目前IEC TC95量度繼電器和保護設備标準化技術委員會的主席由中國專家擔任,但應該認識到目前中國的标準體系關于配電變壓器保護很不完善,中國的國家标準采用IEC标準時中也應認識到IEC标準也有不足之處,在參與制定、修訂IEC标準時應積極完善關于變壓器保護方面的内容。

  

  GB/T 50062—2008和GB 17467—2010等标準應考慮完善配電變壓器保護方面的内容,IEEE制定的标準值得借鑒,其不足之處也需要認識到。

  

  4 貴州變壓器結論

  

  采用熔斷器、負荷開關-熔斷器組合電器等設備保護配電變壓器是經濟、可靠的。目前配電系統大量使用環網櫃,預裝式變電站中普遍采用負荷開關-熔斷器組合電器保護變壓器,技術都已經很成熟可靠,但是中國的标準關于配電變壓器保護很不完善,今後在制訂、修訂标準的工作中需要注意改進。


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