⒈接地变、站用变保护配置
变压器分为干式变压器和油浸式变压器。对于在第六节中介绍过的110kV主变,由于铁芯和绕组都浸渍于变压器油内,因此属于油浸式变压器;接地变和站用变的铁芯和绕组不浸渍在变压器油内,所以属于干式变压器。
目前多使用环氧树脂浇注干式变压器。环氧树脂绝缘强度高,并且是一种难燃、阻燃的材料,这使得干式变压器和油浸式变压器相比,没有火灾、爆炸、污染等问题;同时,由于变压器绕组整体浇注,经加热固化成型后成为一个刚体,干式变压器抗短路能力强,因短路而损坏的极少。
下面认识一下干式变压器的主要部件:

站用变本体放在10kV开关室站用变开关柜内;还有一种情况,是站内接地变兼作站用变,此时站用变开关柜结构与馈线开关柜相同,站用变(接地变)本体位于接地变室内或布置在室外。
我们还可以在接地变旁边看到接于接地变中性点的消弧线圈。消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈,外观和接地变较相似,最大的不同点在于,接地变有高、低压绕组,而消弧线圈只有一个电感线圈。

通过调节有载开关的档位改变消弧线圈的补偿量。
消弧线圈与接地变共同安装于箱内,见下图:

在继保室10kV消弧线圈自动控制屏上可以看到如下图所示的消弧线圈控制装置和接地选线装置。

可以通过装置监视、调节消弧线圈运行状态。配套的接地选线装置采集位于10kV馈线开关柜内的零序CT二次侧电流,可在10kV系统发生单相接地故障时选出故障线路。
接地变、消弧线圈和消弧线圈控制屏共同组成消弧线圈自动调谐及接地选线成套装置。
虽然接地变、站用变和主变都是变压器,核心部件都是铁芯和绕组,但是由于接地变、站用变采用环氧树脂浇注,没有变压器油,并且容量没有主变那么大,所以接地变和站用变的保护配置和主变保护配置有很大不同。
事实上,接地变和站用变保护配置与10kV线路保护配置类似,最重要的保护都是三段式(或两段式,详情可查阅定值单)过电流保护,有时还会配置高压侧零序过流、零序过压告警。
⒉电容器组保护配置
10kV电容器组由单个电容器组合而成,三相电容器常接成单星形接线(见下图)。

和电容器组串联的电抗器用于限制电容器的合闸涌流和抑制高次谐波,保护电容器组;避雷器与电容器组并联,作用主要是限制电容器组的投、切过电压;放电线圈的本质是一个电压互感器,用于在电容器组从电力系统中切除后迅速释放电容器组的剩余电荷,防止电容器组再次合闸时由于电容器组仍带有电荷而产生危及设备安全的合闸过电压和过电流;同时提供一个接成开口三角形的二次绕组,供电容器保护使用。
我们可以在站内的10kV电容器室看到电容器组。下面认识一下电容器组的各个部件。
下图中可以看到电容器和电抗器:

注意到电抗器和接地变长得有点像。事实上,电抗器是无铁芯的电感线圈,其结构和干式变压器结构类似,只是干式变压器有铁芯和高压、低压两个绕组,而电抗器没有铁芯,并且只有一个电感线圈。
也有长成这样的电抗器:

虽然看起来差很多,但本质其实都是电感线圈。
下图中可以看到电容器、避雷器和放电线圈:

10kV电容器组除三段式过电流保护外,还根据电容器组的特性装设有熔断器保护、过压保护、失压保护、不平衡电压保护等。下面逐个介绍。
⒉1 熔断器保护
对于单台电容器,由于内部绝缘损坏而发生极间短路时,由专用的熔断器进行保护。
我们有时可以在电容器旁看到熔断器(下图框内):

单台电容器内部发生短路故障时,电流增大,熔断器熔断,将该电容器切除;同时熔断的熔丝会掉出来,给运维人员提供明显的视觉信号。
目前很多电容器组都采用内熔丝,熔断器位于电容器内部,我们在外面是看不到的。
⒉2 不平衡电压保护
单台电容器故障,熔断器熔断,流过剩下的电容器的电流必然会增大,每台电容器承受的电压必然会上升。由于电容器组具有一定的过载能力,所以单台电容器的切除不会对整个电容器组有太大影响。但若是多台电容器内部故障,熔断器熔断后,继续运行的电容器将承受不允许的过载或过电压,因此装设不平衡电压保护。
保护采集电容器组放电线圈二次绕组的电压值(即零序电压),若电压值超过整定值,保护动作,经整定的时间延时后出口跳开电容器组开关。
⒉3 过电压保护
防止电容器组供电电压过高导致电容器组损坏。
保护采集电容器组所在母线PT二次绕组电压,若电压大于整定值,则经整定的时间延时后出口跳开电容器组开关。
⒉4 低电压保护
若由于某种原因电容器组供电电压消失,电容器组失去电源开始放电。若残余电压未放电到0.1倍额定电压就恢复供电,则电容器组上将承受高于1.1倍额定电压的合闸过电压,导致电容器组损坏,因此装设低电压保护。
保护采集电容器组所在母线PT二次绕组电压,若电压低于整定值,则保护动作,经整定的时间延时后跳开电容器组开关。
接地变、站用变、电容器保护装置一般同线路保护一样,均安装于对应开关柜上。
⒊母分开关(桥开关)充电保护
用于新投运或大修后的母线。在母线由未运行状态恢复到运行状态时,需要合上母分开关,用运行母线给未运行母线充电。充电保护就是在给母线充电时投入,避免合闸于故障母线对运行母线造成的影响。
保护采集流过母分间隔CT二次侧的电流。若母分开关合闸于故障母线,电流超过整定值,则充电保护动作,经整定的时间延时后跳开母分开关,保护原运行母线继续正常运行。
在110kV终端变电站内,对于110kV系统,桥开关保护装置通常设置在继保室内。

对于10kV系统,母分开关保护通常不设单独的保护装置,而是作为备自投装置内的一个功能存在,备自投装置装设在母分开关柜上;在运行时间较久的站,母分开关保护装置可能会布置在继保室内。

至此,110kV终端变电站保护全部介绍完毕。和220kV变电站相比,110kV变电站没有了母线保护,没有了110kV线路保护,没有了断路器失灵保护,保护配置其实简单了很多。下面用一张图对110kV终端变电站保护配置进行总结:

请看着这张图,回忆每个保护的保护范围、保护采集来自哪里的模拟量或开关量、动作于发信号还是跳闸、跳开哪些开关、现场保护装置安装在哪里。
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