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关于配电变压器保护设计标准的修改建议

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关于配电变压器保护设计标准的修改建议

发布日期:2016-04-18 00:00 来源: 点击:

    1 www.qg111.com问题的产生

  

  我国中压配电系统主要采用系统标称电压为10 kV和35 kV系统,少数地方有3 kV、6 kV和20 kV系统。对于中压配电变压器的保护设计主要依照国家标准GB/T 50062—2008和GB/T 14285—2006,这两个标准的名称都带有“继电保护”。

  

  长期以来,我国户外315 kVA及以下电力变压器采用跌落式熔断器保护,这种保护方式目前在我国农村普遍使用,城市中也有不少户外杆上变压器在使用,保护采用跌落式熔断器。然而采用熔断器做配电变压器高压侧保护并没在国家标准GB/T 50062—2008和GB/T 14285—2006中列出,文献[4]认为根据GB 50062—1993[5]容量小于400 kVA的变压器才能采用熔断器保护,其依据可能是GB 50062—1993中规定对于容量为400 kVA及以上、一次电压为10 kV及以下、且绕组为三角-星形连接的变压器引出线、套管及内部的故障,可采用两相三继电器式的电流速断保护,GB 50062—1993没有对容量小于400 kVA的变压器保护引出线、套管及内部的故障作出规定。现行国家标准GB/T 50062—2008关于此条要求相同,只是明确要求将其作为主保护。GB/T 14285—2006的要求为对于10 kV及以下、容量在10 MVA变压器的采用电流速断保护,并瞬时动作于变压器各侧断路器。

  

  因此,虽然采用熔断器保护10 kV配电变压器在我国自建国以来就在使用,采用高压交流负荷开关-熔断器组合电器保护10 kV配电变压器也有30年历史,但是根据国家现行的标准,没有标准作为设计依据。

  

  2 www.qg111.com问题分析

  

  GB 50062—1993回避了10 kV、315 kVA及以下电力变压器采用跌落式熔断器保护这一事实,对10 kV、315 kVA及以下电力变压器保护引出线、套管及内部的故障不予规定。而最近20年来,采用负荷开关-熔断器组合电器保护10 kV配电变压器容量早已超过400 kVA,在高压/低压预装式变电站中高压室普遍采用负荷开关-熔断器组合电器保护配电变压器。GB/T 50062—2008在标准修订过程中仍旧未考虑将熔断器、负荷开关-熔断器组合电器列入变压器的保护设备。如果是因为该标准名称是关于继电保护的标准,但GB/T 50062—2008在关于变压器的保护中列出了瓦斯保护,瓦斯保护显然不属于继电保护。

  

  目前我国的电子、电工行业主要采用IEC标准,目前IEC标准也没有针对电气设备保护的标准。根据2006年4月6日TC95巴黎会议的决议,IEC TC95量度继电器和保护设备标准化技术委员会制定的IEC 60255序列标准包括通用标准、IEC 60255-100系列功能标准和IEC 60255-200系列应用指南[6],其中有《IEC 60255-202:变压器保护》,但是该标准目前还没有成立工作组启动工作。将来会出版的IEC 60255-202会不会将熔断器、负荷开关-熔断器组合电器列入变压器的保护设备还不能确定。

  

  高压/低压预装式变电站中高压室普遍采用负荷开关-熔断器组合电器保护配电变压器。高压/低压预装式变电站的产品标准由IEC TC17制定,TC17是开关设备和控制设备技术委员会,IEC 62271-202:2006[7]是按照开关类设备的要求制定标准,未对变压器保护作出要求。因此即使按照高压/低压预装式变电站的产品标准GB 17467—2010[8]型式试验合格,但该产品对变压器的保护是否满足要求则不好说,如果依照GB/T 50062—2008则不符合要求。

  

  IEEE关于变压器保护有IEEE C37.91标准,该标准由IEEE电力工程学会的电力系统继电保护委员会起草,该标准IEEE Std C37.91—2000[9]名称是 IEEE Guide for Protective Relay Applications to Power Transformers,该标准IEEE Std C37.91—2008[10]名称IEEE Guide for Protecting Power Transformers,IEEE C37.91适用于输配电系统中的变压器保护。从IEEE C37.91的名称变化可以看出IEEE的电气工程师已经意识到变压器的保护措施不只是继电保护,还有瓦斯保护、采用熔断器或高压交流负荷开关-熔断器组合电器的保护等。IEEE C37.91标准更早的一版是ANSI/IEEE Std C37.91—1985[11],是美国的国家标准,ANSI/IEEE Std C37.91—1985与IEEE Std C37.91—2000标准名称一样,虽然该标准名称是讲继电保护应用于变压器,但该标准的1985版包含熔断器保护,制订该标准目的是帮助工程师有效应用继电器和其他设备用于电力变压器的保护[12],其他设备指的就是瓦斯保护设备、熔断器等。IEEE Std C37.91—2008标准中介绍了熔断器用于变压器保护的情况,认为使用熔断器具有经济、少维护的优点,通常可以用于高达5 000 kVA容量的变压器故障电流保护,但保护变压器内部故障能力有限,通常10MVA及以上变压器不用熔断器保护。该标准没有介绍采用负荷开关-熔断器组合电器保护变压器的情况,这可能是该标准后来的版本没有被ANSI认定为国家标准的原因之一。

  

  美国国家标准ANSI/IEEE Std 242—2001[13]的11.8条规定熔断器、断路器和circuit switcher都可以作为变压器的一次侧主保护设备,circuit switcher的定义为能关合、承载电路正常工作下电流和故障情况小于其额定开断电流和额定短时耐受电流的机械开关设备,高压交流负荷开关-熔断器组合电器符合circuit switcher的定义。

  

  IEEE关于预装式变电站的标准IEEE Std C37.121—2012[14]的11.6.4条对变压器保护提出要求,条文为:See IEEE Std C37.90 and IEEE Std C37.91, for general guidance in the applications of protective relays for unit substations。即要求参照IEEE Std C37.90和IEEE Std C37.91。

  

  3 www.qg111.com建议

  

  中国的标准体系政策是积极采用IEC标准。中国在继电保护领域技术达到世界先进水平,目前IEC TC95量度继电器和保护设备标准化技术委员会的主席由中国专家担任,但应该认识到目前中国的标准体系关于配电变压器保护很不完善,中国的国家标准采用IEC标准时中也应认识到IEC标准也有不足之处,在参与制定、修订IEC标准时应积极完善关于变压器保护方面的内容。

  

  GB/T 50062—2008和GB 17467—2010等标准应考虑完善配电变压器保护方面的内容,IEEE制定的标准值得借鉴,其不足之处也需要认识到。

  

  4 www.qg111.com结论

  

  采用熔断器、负荷开关-熔断器组合电器等设备保护配电变压器是经济、可靠的。目前配电系统大量使用环网柜,预装式变电站中普遍采用负荷开关-熔断器组合电器保护变压器,技术都已经很成熟可靠,但是中国的标准关于配电变压器保护很不完善,今后在制订、修订标准的工作中需要注意改进。


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相关标签:变压器