交流特高压变电站站用变保护技术方案
特高压交流输电继电保护及相关问题的分析

特高压交流输电继 电保护 及相关问题的分析
张兆君 朱 超 谭风雷 吴兴泉 缪晓刚 l 文 章摘要l
特高压 交流 输电继电保护 问题研究过 程 中, 本文 注重利用 电磁暂态 仿真实验. 对
交变 分量 的衰 减 速度 较慢 , 并且 在频 率 影 响 下. 较 高的频率会导致衰减 速度较快 , 这就可 能对继 电保护装置性能产生 较大的影响 . 对电
随着我国电力行业的不 断发展 . 相关技术 第一 , 直流分量 衰减时间常数较长.例如 的影响.同时 , 特高压交流输电系 统应用独立 水 平得到了显著提升 , 但是特高压交流输 电在 在三相短路故障当中 . 短路电压 出现 , 衰减直 的调压变压器 , 这—装置会 对变 压器差动保护 电力系统中 , 仍然属于— 个新 的课题 , 对该 问 流分量若是有足够的容量余量 时 , 衰减时间常 效果产生影响 , 在具体应 用过程中 , 需要对相 题 的研究 , 仍存在一定的局 限性 。特高压交流 数不会对 继电保护装置产生影响 反之 . 则会 关问题予 以有效认知 . 以满足实际需要 . 输 电在 5 0 0 k V和 7 5 0 k V继电保护装 置中得 到 对继 电保护装置产生不利影响 【 3 J 。
了一定程度的应 用 . 件.
第二 .
当直流
3 . 结束语
下 , 交变 分量的衰减 电力 行业 快 速发 展 的今 天 , 为 了更 好地 通 过对特高压交流输电继电保护相关 问题 的研 速度会相对较慢 , 并且衰减速度与 频率存在正 满足人们的电能需要 . 输 电系统的传输容量不 究, 有利于对相关技术要点进 行把 握 , 从 而更 比关系 , 频率越高 , 衰减的速度会越快. 断增大 , 电力系统故 障问题 给电网运行带来 了 好地 增强其实用性。 第三 , 频率变化范围相对较 大。例如特高 较大的威胁。
特高压楚穗直流输电系统中站用变失灵动作与断路器保护配合分析

特高压楚穗直流输电系统中站用变失灵动作与断路器保护配合分析摘要:本文介绍了特高压楚穗直流输电系统中站用电系统失灵保护逻辑及其与换流站交流系统断路器保护的配合,通过对站用变失灵动作出口回路与断路器保护动作二次回路的解读,分析其动作出口后果的合理性及配合的严密性,对站用变失灵保护的可靠性进行重点研究。
关键词:站用变;失灵保护;断路器保护1 概述在特高压直流输电系统中,由于其输电距离长,传输容量大,电压等级高,运行方式比交流系统更复杂,一旦站用电系统发生故障,将会对全网造成巨大影响[1]。
因此,在特高压直流输电系统中,对站用电系统的保护特别是失灵保护的可靠性是极为重要的,本文将对楚穗直流中换流站站用变失灵动作与其相关的断路器保护配合的逻辑和可靠性进行分析。
2 站用电保护主要配置2.1站用变保护失灵逻辑站用变保护失灵动作应满足以下三个条件之一:1.有外部保护跳闸开入同时满足失灵高电流动作;2.有发变三跳开入同时满足低功率因素过流或负序电流满足或零序电流满足,其中负序电流满足与零序电流满足两个功能可以通过压板进行投退;3.有一相或多相断路器跳闸开入同时有对应相失灵高电流动作。
其中发、变三跳起动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流及低功率因素两个条件,其过流值及低功率因素值根据不同厂家保护装置自行设置[2]。
2.2 站用变保护启动边开关失灵当站用变保护动作时,一路通过1LP19压板出口跳开边开关(5053),另一路通过1LP25压板启动开关失灵保护。
如图1所示,THDL-7接点闭合时,发变三跳所在回路导通,装置发发变三跳,TJA接点闭合,由3LP19、3LP23压板出口,边开关保护屏操作箱中TJR继电器励磁,其接点闭合,瞬时重跳一次5053开关。
图1 站用变保护启动边开关失灵若满足以下条件:a.发、变三跳;b.低功率因数满足(功率因数角 < 60°且I > 0.1A)、或负序过流(I2 > 0.1A)、或零序过流(I0 > 0.1A),则启动开关失灵保护。
特高压输电线继电保护配置方案_二_保护配置方案

第26卷 第24期2002年12月25日 电 力 系 统 自 动 化A utom ati on of E lectric Pow er System s V o l .26 N o.24D ec .25,2002特高压输电线继电保护配置方案(二)保护配置方案贺家李1,李永丽1,李 斌1,郭 征1,董新洲2(1.天津大学电气自动化与能源工程学院,天津市300072)(2.清华大学电机系,北京市100084)摘要:根据特高压输电线结构与运行的特点,讨论了对其继电保护装置和保护配置的基本要求,分析了各种纵联保护原理的优缺点,提出了对特高压输电线主保护、后备保护、失灵保护、并联电抗器保护以及自动重合闸方式选择的建议。
关键词:特高压输电线;电力系统;继电保护中图分类号:TM 773收稿日期:2002207225;修回日期:2002209213。
0 引言特高压输电线的继电保护也是建立在继电保护基本原理之上,是由高压和超高压输电线继电保护技术发展起来的。
但是,由于特高压输电线是联合系统或全国统一电网的骨架,其安全可靠运行对于全系统的安全可靠运行起着决定性的作用,故对其继电保护的性能和可靠性要求极高。
因此,应采取各种可能的措施,提高其动作速度、灵敏度、选择性和可靠性(包括可依赖性和安全性)。
本文论述和分析了国外在解决这些问题时的经验,对我国特高压输电线继电保护配置方案进行探讨,并提出了初步建议和应该研究解决的问题。
1 特高压输电线继电保护配置方案对特高压输电线继电保护配置的基本要求是:在所采用的各个继电保护装置满足“四性”(速动性,灵敏性,选择性,可靠性)要求的基础上,能够实现性能互补、动作协调,使整个保护系统在整体上和更高的水平上满足“四性”要求。
与一般高压和超高压线路相比,各种保护作用要有更高的独立性、更大的冗余度。
保护配置应能保证在任何运行状态(包括两套主保护都退出)下被保护线路上发生任何故障时,都有一套无延时的快速保护,能从线路两端同时快速切除故障,避免发生过电压、系统稳定破坏或设备损坏等事故。
1000kV特高压南阳站110kV站用变保护的特殊配置

统 阻抗 , 站 用 变保 护 复 合 电压 闭锁 元 件 灵敏 度 不 够 ; 相 较 于超 高 压 变 电站 , 特 高 压 变 电 站 站 用 变容 量 又较 大 . 站 用电 负荷 小 , 站 用 变 CT 带 负荷极 性 检 查 难 以 用 实 际 负荷 进 行 , 介 绍 了南 阳站 改 进 及 创 新 的 不 带 负荷 CT 极性 检 查 替 代 方 案 ;特 高 压 主 变低 压 侧 母 差 保 护 的 引入 以及 南 阳站 设备 结 构 原 因 , 南 阳 站 站 用 变 和 母 线 护存 在 死 区 问题 ; 将
Ab s t r a c t : S i n c e t h e l o a d o f s t a t i o n t r a n s f o r me r i s r e l a t i v e l y s ma l l i n l O 0 0 k V UHV Na n y a n g t r a n s f o m e r r
砀e S p e c i a l Co n i f g u r a t i o n o f 1 1 0 k V S t a t i o n T r a n s f o r me r Re l a y S y s t e m i n 1 0 0 O k V UHV Na n y a n g S u b s at t i o n
t r a n s f o r me r i s l a r g e r t h a n t h e i mp e d a n c e o f 1 0 0 0 k V p o we r s y s t e m, t h e s e n s i b i l i y t o f c o mb i n e d v o l t a g e
坚持核心技术创新攻关_引领特高压直流产业升级—_—访国网经济技术研究院院长潘尔生

潘尔生,教授级高级工程师,现任国网经济技术研究院院长、党委书记,“国家能源特高压直流输电工程成套设计研)中心”主任,长期从事电网规划设计、电网建设、特高压工程设计、柔性直流系统设计、技术经济等领域的研究和管理工作。
参与青海-河南±800千伏特高压直流输电工程、张北柔性直流电网试验示范工程、江苏如东海上风电送出工程等多个直流工程的研究和设计工作,获国家电网公司优秀设计一等奖。
作为主要编写人完成《±800kV特高压直流输电工程阀厅金具技术规范(GB/T 35693-2017)》、《柔性直流输电用启动电阻技术规范(GB/T 36955-2018)》等多项国家填补了国内空白。
主持多项国家电网公司特高压科技项目研究工作,荣获省部级和其他奖项20余项,发表论文及著作40余篇,授权专利9项。
特高压直流技术是中国技术走向世界的亮丽名片,是践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略和坚持“四个面向”加快科技创新的重要载体。
国家能源特高压直流工程成套设计研发(实验)中心是国家能源局首批设立的16个国家能源研发(实验)中心之一,依托于国网经济技术研究院,在电力行业前沿技术领域研究中具备独特优势。
当前第四次工业革命已经到来,电力企业责任与机遇同在。
国网经济技术研究院作为担纲我国电力工业领域特别是特高压直流输电领域重大科技创新任务的重量级标准机构,在标准化方面取得了哪些创新和成效?日前,《中国标准化》记者采访了国网经济技术研究院院长、“国家能源特高压直流工程成套设计研发(实验)中心”主任潘尔生,请他重点对国家能源特高压直流工程成套设计研发中心的标准化经验和体会作出分享。
究,涉及高效输变电、清洁能源外送消纳、电气装备国产化等能源重点发展方向。
研发中心积极承担国家和国家电网有限公司重大工程和科研任务,形成具有原始创新性和自主知识产权的重大科研成果,对构建我国能源科技支撑体系,满足创新型国家建设和能源结构优化升级的战略需要,以及能源技术装备市场需求具有深远意义。
特高压变电站的防雷保护

特高压变电站的防雷保护特高压变电站的防雷保护必须具备足够的可靠性和高效性,以确保设备和人员的安全。
特高压变电站在防雷保护方面要求高于普通变电站,因为其电压更高、设备更复杂、经济效益更大,一旦发生雷电灾害,对设备的破坏将会更加严重,影响也更显著。
特高压变电站的防雷保护措施主要包括建筑结构、接地系统、避雷设施和电气保护。
下面分别进行介绍。
一、建筑结构特高压变电站的建筑结构对其防雷能力有重要影响。
建筑结构需要满足下列要求:1. 对雷电冲击有足够的抵抗力,避免直接击中建筑物;2. 保证与接地系统良好接触,避免偏电位;3. 增强建筑物抗外部电磁环境扰动的能力;4. 保证建筑物内部通风、隔声、隔热等性能。
建筑结构应该采用钢筋混凝土或钢结构,确保抗震、防风、防火等性能。
同时,建筑物顶部应安装避雷针或避雷带,提高其防雷能力。
二、接地系统接地系统是特高压变电站防雷保护的重要组成部分,接地系统的质量和可靠性对防护效果有很大的影响。
接地系统应满足以下要求:1. 接地电阻要小于等于1欧姆,保证接地系统良好接触;2. 接地体要进行良好的埋设,避免与地表距离过大;3. 保证接地系统的连通性和可靠性,避免接地系统出现断路或高阻抗现象;4. 对接地系统进行定期检查和维护,发现问题及时处理。
接地体材料应根据地质、土壤电阻率、倾斜度、潜水层等因素综合考虑,选用良好的导电性能材料。
接地体的大小和数量应根据防护要求和站点的土质情况进行合理布局,采用合适的接地方式,提高接地系统的接口良好接触性和电气性能。
三、避雷设施避雷设施是特高压变电站防雷保护的关键。
避雷设施包括避雷针、避雷线、接闪器等。
为了确保特高压变电站的防雷能力,必须在建设之前进行合理的雷电风险评估。
根据不同的雷电风险等级,选择合适的防护措施。
避雷设施应满足以下要求:1. 避雷针、避雷线等引闪装置安装位置、数量等应根据建筑物高度、周边环境情况等合理设置;2. 接闪器应合理配置,对侵入建筑的感应电压和电流进行限制,保证建筑物内部不受到雷击损害;3. 避雷线、接闪器等设施应定期检查,发现问题及时处理。
特高压换流站中500KV站用变应用GIL连接方案研究

特高压换流站中500kV站用变应用GIL连接方案研究本文还提出应用有源式电子式互感器来解决GIS常规互感器价格偏高的问题,力求在保证可靠性的前提下降低工程造价,并且有效解决特高压换流站站用变高压侧小变比CT的饱和问题,为特高压换流站GIS设备应用电子式互感器作出有益的尝试。
直流输电主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网,换流站是直流输电系统的核心,完成交流和直流之间的变换。
800kV换流站是目前国内电压等级最高的换流站,站用电一般考虑站内引接2回站用电源,站外引接1回站用电源。
站内2回站用电源接至站内交流GIS,电压等级为500kV,设置两台站用变压器,低压侧电压等级为10kV。
特高压换流站中500kV交流站用变与GIS连接的方式可采用架空连接和GIL连接等多种方式。
架空连接方式考虑GIS设备套管与站用变采用软导线或管母线连接,避雷器和电压互感器采用AIS设备,布置尺寸偏大。
GIS设备与站用变之间有明显的断开点,各类试验相对简单,检修方便。
GIL连接方式考虑变压器采用油-SF6气体套管与GIS设备通过气体绝缘母线(GIL)连接,不出现裸露的导体和引线,布置灵活紧凑,有利于提高设备的可靠性;但避雷器和电压互感器均需采用GIS设备,造价较高,因无明显的断开点,各类试验相对复杂,检修不便。
油-SF6气体套管根据电容芯子的材料可以分为两大类:OIP和RIP 两类。
油纸(OIP)套管的主绝缘为油浸纸电容芯子,电容芯子经真空干燥后由变压器油真空浸渍而成;OIP套管具有优良的电气性能,但由于该类套管在运行中可能出现油色谱超标、瓷件爆炸伤人、漏油污染环境及维护费用高等缺点,使OIP套管的应用受到了一定的影响;因此,上世纪60年代国外开始研究RIP干式套管,已克服了OIP套管的缺点。
环氧树脂浸纸(RIP)干式套管起主绝缘作用的电容芯子,是一个圆柱形电容器。
它是用绝缘纸和铝箔缠在套管的导电杆上,经真空干燥后浸渍环氧树脂,固化而成。
交流特高压电网的雷电过电压防护范本(2篇)

交流特高压电网的雷电过电压防护范本特高压电网是指额定电压在1000千伏及以上的输电电网。
由于电网的特殊性,特高压电网的运行安全面临着各种挑战,其中雷电过电压是一种常见的威胁。
为了保护特高压电网免受雷电过电压的损害,需要采取一系列的防护措施。
以下是一个交流特高压电网的雷电过电压防护的范本,供参考。
一、绝缘设计:1. 采用特别设计的合成绝缘子,提高绝缘子强度,增加绝缘性能。
2. 按照规定的安全距离原则设置绝缘子串,避免串串击穿。
3. 组织绝缘子表面维护,保持绝缘子的清洁度。
4. 对于交流特高压电网的主要绝缘子串,可采用气体绝缘子绝缘设计,提高绝缘性能。
二、接地设计:1. 合理设置摇杆接地装置,确保线路的可靠接地。
2. 使用合适的接地材料,如混凝土、铜排等,提高接地效果。
3. 根据地质条件,选择合适的接地电阻值,降低接地电阻。
三、避雷器:1. 在特高压输电线路的过电压抵抗系统中,安装适量的避雷器,提高系统的过电压抵抗能力。
2. 选择合适的避雷器额定电压,确保避雷器在过电压事件时正常工作。
四、线路参数控制:1. 控制线路的电气参数,如电阻、电感和电容等,来减小雷电过电压产生的影响。
2. 合理设置线路的参数,使得对雷电过电压的敏感程度最小化。
五、设备保护:1. 设备绝缘性能的监控和维护,如绝缘电阻检测、局部放电监测等。
2. 安装合适的电压互感器和电流互感器,进行设备状态的实时监测,并采取相应的保护措施。
六、人员安全:1. 高压线路的人员应接受专业的培训,具备特高压电网运行和维护的技能。
2. 员工应佩戴符合标准的防护装备,如绝缘手套、绝缘靴等。
3. 定期进行安全检查和维护,确保设备和线路的安全运行。
以上是一个交流特高压电网的雷电过电压防护的范本,通过绝缘设计、接地设计、避雷器、线路参数控制、设备保护和人员安全等多个方面对于特高压电网的雷电过电压进行综合保护。
这些措施可以降低特高压电网受到雷电过电压的影响,提高电网的运行安全性。
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能出现误动,文献[1]中提出消磁法来改善励磁涌流 特性,提高现有特高压变压器差动保护识别励磁涌 流的能力。对于超高压变电站的站用变保护的配置 和原理相对简单,原理与技术比较成熟。交流特高 压变电站低压侧具有电压等级高、设备容量大和结 构特殊等特点,因此对继电保护的动作性能和可靠 性要求更高,应认真研究分析其特征及对继电保护 的影响,采取更有针对性的措施和方案保证其动作 速度、灵敏度、选择性和可靠性[2]。本文结合皖电 东送特高压工程的淮南变电站实际工程情况及设备 参数,分析正常运行和故障时的系统特征并分析对 常规站用变保护的影响,提出适用于特高压变电站
Protection of station transformer of UHV AC substation station technology solutions
SONG Xiao-hui1, YANG Jian-xiang2, GUO Zhi-zhong1, FAN Zhan-feng3 (1. Institute of Electrical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China; 2. Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China; 3. XJ Group Corporation, Xuchang 461000, China) Abstract: UHV AC substation auxiliary power system usually adopts two-stage step-down approach, and level 2 series transformer differential protection needs to be led by the CT of 110 kV and 380 V side current. When low voltage side failure occurs, the low voltage side current dozens thousand amperes, converting it to the high side, it is only a few hundred amperes. Because of the large difference on both sides of the current data, it brings some problems on CT model selection and configuration, principle, and setting of station transformer protection. Through the study of the configuration and connection mode of low voltage side of 1000 kV UHV Huainan substation equipment, combined with the actual engineering conditions and equipment parameters, this paper analyzes the UHV AC substation station with transformer protection special problems, puts forward the technology solution that a set of protection device is configured in the double set of current conversion module and two sets of differential protection and backup protection, and establishes a dynamic model system to verify the feasibility of this principle scheme. Key words: UHV; station transformer protection; differential protection; backup protection; double CT access 中图分类号: TM764 文献标识码:A 文章编号: 1674-3415(2014)24-0110-06
护一样过流保护整定值小于装置的精工电流,无法 定。
3 特高压变电站站用变压器保护技术方案
本文上一节分析了 2 级串联变压器的差动保护 引接高压侧 110 kV 和低压侧 0.4 kV 侧的 CT 电流, 但由于两侧电流数据相差较大,给站用变保护的配 置、原理、整定带来一些问题。对于差动保护无论 高压侧采用大变比 CT 1600/1,还是采用小变比 CT 100/1,都无法正确工作,而高压侧后备保护采用大 变比 CT,也同样无法正常工作。 针对该种情况,本文提出差动保护装置同时引 接大变比 CT 和小变比 CT 两组 CT,并分别与低压 侧 CT 构成两套差动保护, 并进行限制其工作条件, 两套差动保护相互补充构成完整的站用变差动保 护。 对于高压侧后备保护,保护装置同样也同时引 接大变比 CT 和小变比 CT 两组 CT,配置高定值及 低定值两套过流保护, 分别反应严重故障和弱故障。 3.1 双套差动保护的技术方案 差动保护装置配置两套比率差动,采用大变比 CT 的差动保护保护严重故障,弱故障由采用小变 比 CT 的差动保护动作切除。两套保护由一台装置 完成。 考虑到低压侧区外故障(最大一次短路电流为 40 kA,折算到高压侧为 138 A) ,高压侧不出现稳 态饱和。暂态饱和严重的可能性也很小,故采用小 变比 CT 差动保护配差流速断。 小变比差动保护整定按正常整定原则整定,一 般取 0.3~0.5Ie。差动方程为
宋小会,等
交流特高压变电站站用变保护技术方案
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站用变的保护配置方案和原理实现方案,最后建立 动模系统进行了试验验证。
1 特高压变电站低压侧设备配置和接线方式
1.1 特高压变电站低压侧的选择 特高压变电站的主变低压侧无功补偿容量大, 主变低压侧若采用传统超高压非常成熟的 35 kV 或 66 kV 电压等级,当低压侧系统发生故障时,低压 侧设备故障电流将很大,达到几千安,从而造成无 功设备支路的断路器制造难度较大; 若采用 220 kV 电压等级, 1 000 kV 主变低压侧绕组制造难度会较 大。综合分析考虑,1 000 kV 变电站低压侧系统 采用 110 kV 电压等级[3-4]。考虑到变电站站内 110 kV 母线发生故障的可能性极小, 因此特高压变电站 110 kV 接线形式一般采用单母线接线。该接线具有 简单清晰、 设备少、 操作方便以及便于扩建的优点。 本文以“皖电东送”工程的淮南变为例说明特 高压变电站低压侧设备配置和接线方式。淮南站 110 kV 站用电系统设置了 3 组站用变压器,其中 1 号工作变压器接至 1 号主变低压侧 110 kV 母线,0 号备用变压器引接站 35 kV 外电源,2 号工作变压 器接至 2 号主变低压侧 110 kV 母线。380 V 系统采 用中性点直接接地方式并设 3 段 380 V 母线,母线 按变压器分为工作 I 段、工作 II 段和备用段,如图 1 所示。
第 42 卷 第 24 期 2014 年 12 月 16 日
电力系统保护与控制
Power System Protection and Control
Vol.42 No.24 Dec. 16, 2014
交流特高压变电站站用变保护技术方案
宋小会 1,杨建翔 2,郭志忠 1,樊占峰 3
(1.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江 哈尔滨 150001;2.西安科技大学电气与控制工程学院, 陕西 西安 710054;3.许继集团,河南 许昌 461000) 摘要:特高压交流变电站站用电系统通常采用 2 级降压的方式,2 级串联变压器的主保护差动需引接 110 kV 和 380 V 侧的 CT 电流。在低压侧故障时,低压侧电流有几十千安培,而折算到高压侧仅几百安培,由于两侧电流数据相差较大,给站用 变的 CT 选型及站用变保护的配置、原理、整定带来一些问题。通过研究“皖电东送”特高压工程的淮南变电站低压侧设备 配置方案和接线方式,结合实际工程情况及设备参数,分析了特高压交流变电站站用变保护的特殊问题。提出采用一套保护 装置中配置双套电流转换插件及两套差动保护、后备保护的技术方案,并建立动模系统验证了该原理方案的可行性。 关键词:特高压;站用变保护;差动保护;后备保护;双 CT 接入
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电力系统保护与控制
绕组、引线接地故障的后备保护或相邻元件接地故 障的后备保护,每段保护各有三个时限,电流固定 取自低压侧(0.4 kV)中性点 CT 二次电流。 4)低压侧后备限时速段过流保护作为变压器 低压母线的主保护或出线的后备保护。电流取自低 压侧 0.4 kV CT。 2.2 站用变压器保护的问题 1)差动保护动作电流整定问题 差动最小动作电流整定[8]为
图 1 淮南 1 000 kV 变电站站用电系统接线图 Fig. 1 Auxiliary power system wiring diagram in 1 000 kV UHV Huainan substation
1.2 站用电采用二级降压方式 特高压主变电压侧电压等级 110 kV,若采用一 级降压方式,通过 110/0.4 kV 变压器直接对站用负
I k 110 kV /
3 2.089 30.4 kA
为保证故障时差动保护采集的准确性,保护用 CT 选为 1 600/1 A。 根据 2 级变压器容量及其短路阻抗电压数值进 行计算, 380 V 侧母线三相短路故障, 流经低压侧 CT 电流约为 29.6 kA,为保证故障时保护采集的准确 性,保护用 CT 选为 4 000/1 A。