国家电网公司智能变电站继电保护专业调研报告

国家电网公司智能变电站继电保护专业调研报告
国家电网公司智能变电站继电保护专业调研报告

公司系统智能变电站继电保护

专业调研报告

一、调研智能变电站情况.........................................................................................................- 1 -

(一)河南110kV金谷园变电站.....................................................................................- 1 - (二)江苏220kV西泾变电站.........................................................................................- 2 - (三)陕西750kV洛川变电站.........................................................................................- 3 - (四)四川110kV北川变电站.........................................................................................- 4 -

二、调研总体情况.....................................................................................................................- 4 -

三、继电保护专业调研分析.....................................................................................................- 6 -

(一)智能变电站新技术应用分析.................................................................................- 6 - 1.一次设备智能化...................................................................................................- 6 -

2.电子式互感器.......................................................................................................- 7 -

3.一体化信息平台及高级功能应用.......................................................................- 8 -

4.系统网络架构.......................................................................................................- 8 -

5.一、二次设备功能优化配置...............................................................................- 9 -

6.智能辅助控制系统...............................................................................................- 9 -

7.站用电源系统.................................................................................................... - 10 - (二)智能变电站工程调试情况分析.......................................................................... - 10 - (三)智能变电站运行分析.......................................................................................... - 15 - (四)智能变电站检修、维护及扩建分析.................................................................. - 16 - (五)智能变电站规程规范制订情况分析...................................................................- 17 - (六)智能变电站的专业管理分析.............................................................................. - 19 - 四、目前智能变电站试点存在的问题.................................................................................. - 21 -

(一)执行企业标准...................................................................................................... - 21 - (二)电子互感器.......................................................................................................... - 22 - (三)过程层设备.......................................................................................................... - 22 - 1.过程层设备的抗干扰问题................................................................................ - 22 -

2.过程层设备未定型的问题................................................................................ - 23 -

3.过程层交换机配置问题.................................................................................... - 23 - (四)光纤敷设、测试与维护...................................................................................... - 24 - 1.光纤的运行维护问题(标示等)需要规范和标准。 .................................... - 24 -

2.光缆与动力电缆的同沟敷设问题.................................................................... - 24 -

3.光纤测试问题(光发送电平、光接收电平问题) ........................................ - 25 - (五) SCD文件的管理、维护和验证........................................................................... - 25 - (六)高级应用功能不满足智能变电站要求...............................................................- 26 - (七)智能变电站继电保护二次设备工程调试、测试仪器、测试手段 ................... - 27 - (八)智能变电站改扩建问题....................................................................................... - 27 - 五、对智能变电站全面建设的思考与建议.......................................................................... - 28 -

(一)继续贯彻落实《智能变电站继电保护技术规范》 .......................................... - 28 - (二)深入开展智能变电站二次系统研究.................................................................. - 28 -

(三)积极推进智能变电站继电保护就地化工作 ...................................................... - 28 - (四)在确保继电保护性能技术原则的前提下,研究保护配置方式优化 .............. - 29 - (五)慎重推广电子式互感器试点应用...................................................................... - 29 - (六)重视智能变电站设备可靠性及抗干扰问题的研究 .......................................... - 30 - (七)进一步智能变电站改扩建实现方式.................................................................. - 30 - (八)界面清晰、分工明确,实现智能变电站专业管理和运行维护界面的统一 .. - 30 - (九)完善智能变电站相关测试设备和工具.............................................................. - 31 - (十)完善智能变电站继电保护二次系统标准、规范体系 ...................................... - 31 -

为贯彻落实国家电网公司智能电网建设运行工作要求,积极推动智能化变电站新技术应用,认真分析、总结智能变电站二次系统的运行管理经验,国调中心组织专家于2011年3月11日至18日对公司系统的四座智能变电站试点工程开展继电保护专业调研工作。

调研工作从智能变电站继电保护专业运行入手,全面调研试点智能变电站继电保护等二次系统的方案设计、设备制造、施工调试、运行维护、检修调试以及改扩建等全过程,深入了解和掌握智能变电站继电保护二次系统技术应用和运行管理情况,认真分析总结智能变电站新技术研究、新设备应用对继电保护专业管理的要求。现将调研的情况汇报如下:

一、调研智能变电站情况

(一)河南110kV金谷园变电站

河南110kV金谷园变电站始建于1959年,2007年底完成数字化改造并投运,2010年12月2日完成智能化改造并投运。现有主变3台,四条110kV进线,采用户外PASS开关,10kV出线32回,户内开关柜布置。

金谷园变电站智能化应用情况如下:

1.全站采用IEC61850(DL860)标准,实现站内智能电气设备

信息共享和互操作。

2.继电保护设备实现方式完全符合《智能变电站继电保护技术

规范》的要求,过程层未配置交换机,结构清晰,可靠性较

高;

3.全站采用保护测控一体化装置

4.110kV线路保护装置采用靠近一次设备就地布置于户外智能

柜方式;

5.智能单元与合并单元一体化设计,采用就地放置于户外智能

柜方式;

6.实现了主变、PASS开关的一次设备状态检测;

7.部分实现了二次设备的状态检测。

8.电子式互感器试点情况:110kV各间隔采用PASS有源式电子

互感器,主变中性点采用全光纤电流互感器,10kV采用罗氏

线圈电子电流电压组合互感器(ECVT)并经调理单元输出小

信号(模拟量),接入10kV保护装置及电度表。

(二)江苏220kV西泾变电站

江苏220kV西泾站于2010年12月29日投运,现有180兆伏安变压器2台,远期三台,220kV出现4回,远景8回,110kV出线8回,远景12回,10kV出线24回,远景36回,220kV及110kV开关均采用GIS。智能化相关情况:

1)220kV部分采用符合国网直采直跳要求;110kV部分采用网采网跳;

2)220kV、110kV保护测控一体化;放置户内GIS旁;

3)实现了一次设备状态检测;

4)物联网技术实现辅助设备智能化;

5)110kV实现了SMV、GOOSE、1588三网合一;

6)全站采用全光纤电流互感器。

(三)陕西750kV洛川变电站

陕西延安750kV洛川变电站2011年2月底投运,750kV部分采用一个半断路器接线,远期出线8回,本期2回,远期共5串,本期按1个完整串,1个不完整串配置;330kV部分采用一个半断路器接线,远期出线12回,本期4回,远期共7串,本期按2个完整串,1个不完整串配置。智能化相关情况:

1) 全站保护采用直采直跳要求,其中采样值传输采用点对点IEC60044-8;

2) 750kV、330kV保护测控分开,测控、PMU、计量采样值采用网采网跳方式

SV通讯规约采用IEC61850-9-2;

3) 实现了主变、开关等一次设备的状态检测;

4) 采用罗氏线圈原理电子电流互感器,电容分压式电子电压互感器,挂网试运

行一套光纤式电流互感器及一套磁光玻璃原理电流互感器。

(四)四川110kV北川变电站

四川绵阳110kV北川变电站2010年9月29日投运,为内桥接线方式的终端站,10kV出线本期18回,智能化相关情况:采用罗氏原理电子电流互感器。由差动MU采集各间隔电子互感器的FT3数据,合并后以扩展IEC61859-9-1方式传给主变差动保护,保护跳闸采用点对点GOOSE方式。

实现了SF6气体密度微水在线监测及主变油色谱等一次设备的状态检测;

站控层设备采用SNTP网络对时,间隔层设备采用B码对时,过程层设备采用1588协议对时。

4)10kV采用罗氏线圈电子电流互感器与低功耗电流互感器,罗氏线圈输出不经积分调理,直接进10kV四合一装置,低功耗电流互感器小信号进电度表方式。

二、调研总体情况

目前,国家电网公司试点建设的智能变电站,通过新技术、新设备、新材料的广泛应用,实现了全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化,是建设坚强智能电网的一次新的探索和尝试。

试点变电站统一采用基于DL860(IEC61850)标准,实现了二次设备信息交互数字化、标准化,提高了装置互操作性;

试点变电站建设将变电站保护、测控、直流电源、状态检测等多个子系统进行整合,采用统一的基于DL860标准实现全站信息标准传

输,采用智能变电站信息一体化建设方案,对变电站全景数据进行整合,提高了数据利用率和互动性。

基于一体化信息平台的高级应用,在试点变电站得到了应用试点,综合智能告警和事故信息综合分析决策等高级功能对大运行和调控一体化的推进,提供了较好的技术支撑。试点智能变电站同时也基本实现了顺序控制、一次设备在线监测、辅助系统智能联动及变电站自动化系统高级应用等功能。

试点变电站较多的采用二次设备就地化布置方案,优化了设备布置,减少了光缆和二次控制电缆,节省了占地。

采用先进的传感技术采集一次设备关键状态信息,采用离线和在线相结合的方式,对站内各类设备的状态监测数据进行汇总、诊断分析。为一次设备状态检修提供数据支持。一次设备智能化逐步走向实用化。

在变电站内采用光纤连接,实现了间隔层和过程层二次设备互联互通,减少了二次电缆,实现了二次回路的实时监测,同时简化了电缆沟设计。

西泾变电站采用“物联网”技术建立传感测控网络,建立智能监测与辅助控制系统,实现了变电站辅助系统的集成应用和联动控制;

在智能变电站中有针对性的对部分新技术(如全光纤式电子互感器等)进行试运行,加快促进了智能电网新技术的应用和成熟。

变电站大量试点应用了罗氏线圈、全光纤、磁光玻璃等原理的电子式电流互感器,以及电子式电容分压式电压互感器。

三、继电保护专业调研分析

(一)智能变电站新技术应用分析

上述智能变电站试点工程都基本遵循了国家电网公司企业标准《智能变电站技术导则》以及《智能变电站继电保护技术规范》的要求,通过先进的传感技术、网络通信、DL/T860标准规约等,实现了采集、传输、执行过程的数字化,实现设备间的互操作性,解决常规变电站中的传统互感器、电缆连接、信息传输等方面存在的问题;通过采用新技术、新设备、新材料以及信息融合等手段,实现顺序控制、智能告警、状态检修、可视化和远程控制等高级应用功能。

1.一次设备智能化

试点工程均实现一次设备的智能化,采用一次设备本体+智能组件的方案实现一次设备就地测量、控制、状态监测等功能,可以根据运行的实际情况进行操作上的智能控制,同时还可根据在线检测和故障诊断的结果进行状态检修。

一次设备在线监测对象主要有变压器或高抗油色谱/微水/油温/气体压力/局放/铁芯接地、GIS局放/SF6气体/断路器工作特性、避雷器泄露电流/放电次数、低压开关柜温度/断路器工作特性,试点工程根据各自建设需要,全部或部分实现上述设备的在线监测功能,全站配置统一的设备状态监测后台系统,采用离线和在线相结合的方式,采集一次设备关键状态信息,对站内各类设备的状态监测数据进行汇总、诊断分析。

2.电子式互感器

目前主流电子式电流互感器传感头有全光纤原理、罗氏线圈原理、磁光玻璃原理;电子式电压互感器传感头普遍采用电容、阻容、电阻分压原理。试点工程中对上述原理的电子式互感器均有不同程度的应用。由于罗氏线圈原理的电子式电流互感器技术相对成熟,成本也较低,因此大部分试点站作为主要设备采用。光学原理的互感器在抗干扰性能、精度方面比罗氏原理更具优势,但其价格相对较高,目前作为试点应用,尚未大范围推广。

例如,罗氏线圈其远端模块AD元件在低压区存在弱电信号传递在开关操作干扰出现大数据,放置在高压区受电磁干扰及供电问题。磁光玻璃光学元件受震动和温度的影响;GIS内置的分压式电子式电压互感器本体线性度不足需要在MU增加补偿;某些厂家的电子互感器到现场后,往往还需要通过更改采集器或合并单元的内部参数来进行曲线拟合以满足精度要求。

电子式互感器目前总体还处在试点应用阶段,要实现全面推广还有待进一步完善与成熟。其电子部件的寿命、温度耐受能力以及抗电磁干扰能力,小信号传输的电磁兼容问题,有源电子式互感器的供能问题,长期运行稳定性、温度、振动对传感光纤的影响以及成本等都是电子式互感器发展过程中亟待解决的问题。

3.一体化信息平台及高级功能应用

一体化信息平台和高级功能应用是智能变电站在数字化变电站技术基础上创新应用的新技术,是智能变电站的一个典型特征。一体化信息平台的目标是实现全站信息的有效融合,避免同一数据的重复采集,建立站内稳态、暂态、动态和状态信息全景数据的统一建模、统一接入、统一存储、统一处理、统一展示,建立变电站统一数据平台,供系统层各高级应用子系统进行统一、标准化、规范化的数据存取访问及向调度系统进行上送。

一体化信息平台和高级应用功能在智能变电站的建设中还处于试点阶段,缺乏统一的规范和实现方案,功能实现也各不相同。但是其技术深层次体现出智能变电站的技术特征和优势,提高了运行管理维护的水平。在目前的工程建设中可根据自身要求实现部分功能,对于现阶段不具备条件实现的高级功能应用,预留其远景功能接口。

4.系统网络架构

智能变电站对于保护的重要信息采用直采直跳方式实现,降低了网络对于保护性能和可靠性的影响,为了简化网络结构和交换机投资成本应考虑对网络进行优化设计。

目前智能变电站工程普遍采用三层两网结构,站控层采用双星型网络,过程层GOOSE网、SV网独立设置,根据电压等级要求采样双星形或单星形网络。从而造成智能变电站网络结构复杂,交换机数量

较多,对于高电压等级变电站交换机配置近百台,投资成本偏高。

5.一、二次设备功能优化配置

智能变电站采用数字信号传输传统变电站模拟量和开关量信号,解决了传统继电保护、测控装置接入复杂的问题,使设备功能可以进行集成优化。

在目前智能变电站建设中采用了全站保护、测控一体化设计,某些辅助控制功能(如备自投、低周减载)也开始尝试取消专用装置采用网络分布式实现。

对于过程层智能终端、合并单元目前主要采用独立的配置,在部分工程中将两者进行了一体化设计就地安装于汇控柜或户外端子箱中,将GOOSE和SV的网络信息共网口传输。此模式一方面减少了设备组网的接口,另一方面简化了屏柜的布置,节省了安装空间。

6.智能辅助控制系统

智能辅助设施是对变电站智能化的有效补充,能够有效提高变电站的总体智能化水平。系统包括变电站视频监控系统、安防系统、火灾报警、照明系统、采暖通风、运行温度监测、智能巡检等功能。

智能辅助控制系统能够有效提高变电站的运行安全性,维护的方便性,满足变电站集中控制、无人值班的要求。

在工程建设中应采用智能辅助系统平台,实时接收站端视频、环境数据、安全警卫、人员出入、火灾报警等各终端装置上传的信息,分类存储各类信息并进行分析、判断,实现辅助系统管理和监视控制

功能。系统采用DL/T860标准与远方主站端系统通信。

7.站用电源系统

智能一体化电源系统将直流控制电源、电力专用UPS电源、电力专用逆变电源(INV)和通信专用DC-DC变换器统一设计组合为一体,通过统一的智能网络平台,实现变电站交流控制电源的集中供电和统一的监控管理,进而实现在线的状态检测。共享直流操作电源的蓄电池组,取消传统UPS和通信电源的蓄电池组和充电单元,减少维护工作量。共享监控单元,采用IEC61850统一与站控层交换信息,实现对交直流控制电源全参数透明化管理。建立专家智能管理系统,减少人工操作,提高运行可靠性。

为了体现绿色环保理念,试点工程中也采用了太阳能清洁能源作为站用一体化电源系统的补充和备用,实现光伏电源并网运行。

交直流一体化设备有效减少了变电站设计的复杂程度,有利于提高站用电源的整体运行管理水平,在常规变电站和智能变电站得到广泛应用。

(二)智能变电站工程调试情况分析

由于智能变电站的二次系统设计、设备、结构与传统变电站差异巨大,传统的继电保护二次系统的工程调试方法已不能满足智能变电站二次系统的工程调试要求。各试点单位根据智能变电站设计特点,

创造性的试点应用了一些新的工程调试方法和手段,对智能变电站的工程调试工作进行了有益的尝试。

目前,智能变电站继电保护二次系统工程调试大体经过三个调试阶段:工厂试验(FAT)阶段、在电科院(试研院)搭建模型的联调试验以及现场调试(SAT)试验。

由于现阶段的条件限制,三种试验各有局限性,缺一不可。其中,为保证试验结果的真实性,前两项试验均需要相关一、二次设备尽可能都集中到试验场地。

3.1 工厂试验(FAT)及现场调试(SAT)试验

根据调研情况,在目前的设计、制造及试验条件下,工厂试验是检验智能化变电站互联、互通、互操作正确性及系统功能正确性的主要技术手段。

工厂试验的对象是由通过一致性测试的IED产品(主要包括保护及测控装置、智能终端等设备)、MU设备、数据交换机、电子式互感器(或能模拟其输出的装置)以及站控层设备组成的系统。试验目的是检查被试系统是否实现了基于IEC61850规约的智能化变电站通讯协议并实现了设计的技术功能。

试验前,试验负责单位需确认该工程使用的IED设备已经通过了一致性测试,并仔细检查描述被试系统功能及结构的SCD文件与设计意图的一致性。试验前需根据系统功能及结构制定完整、细致的试验方案,试验方案应经甲乙双方签字认可。

3.1.1 FAT集成商的工作:

1)提供SCD生成工具。根据设计院的设计要求以及各厂家提供的装置ICD文件生成SCD文件并对SCD文件的正确性负责。根据SCD 文件由工具生成并下装CID文件。

2)根据设计的网络拓扑结构完成对IED设备、交换机以及其他智能单元的通讯设置。

3)负责提出智能化变电站工厂试验方案。实验内容需包括三层(站控层、间隔层、过程层)设备间的互联、互通、互操作检查;

各种操作命令、控制命令执行正确性检查;保护测量信息正确性、保护功能正确性及保护行为执行正确性检查;控制(如备自投)功能正确性检查;联锁、闭锁功能检查;时钟系统准确性检查;

同步功能检查;录波设备及网络分析设备工作正确性检查;上传调度信息正确性检查;特殊功能(如:网络故障定位能力、执行AVC控制的能力、小电流接地选线正确性等)有效性检查。有条件时,还应对网络性能进行测试。

4)提供FAT试验条件,构建试验系统。

5)主持完成智能化变电站的FAT试验,处理或协调处理试验中发现的问题。

6)编写FAT试验报告。

3.1.2业主方的工作:

1)对工程试验责任方提出的FAT试验方案进行审查,并对最终试验方案进行确认。

2)全程参与FAT试验,积极参与试验问题的处理。

3)对试验结果进行确认。

3.1.3其他设备供货商的工作:

1)提供FAT试验用IED设备及交换机设备。提交的IED设备应是满足合同要求且通过了一致性测试的产品。

2)提供IED设备的ICD文件和技术说明书。

3)提供必要的技术支持,积极配合FAT试验,及时处理试验中发现的问题。

3.2继电保护专项测试

继电保护专项测试可以分为针对装置的专项测试和结合网络的专项测试。

针对装置的测试包括对各种继电保护装置、测控装置等设备的单体测试,电子式互感器(包括采集器和合并器)报文正确性测试、数据延时测试、间隔时间稳定性测试及时间抖动测试。

涉及到装置和网络的联合测试包括:交换机性能测试,站控层网络性能测试,GOOSE网络性能测试,SV网络性能测试,IEEE1588网络对时性能测试,母线电压并列测试,母线电压切换测试,线路光纤保护两侧同步性测试,保护整组联动试验,带负荷试验等项试验工作。

试验使用仪器主要有:数字式继电保护测试仪,SmartBit网络测试仪、时钟综合测试仪、电子式互感器校验仪、光纤故障检测笔、光电转换器、GOOSE模拟器、电子式互感器极性校验软件等仪器和软件。

3.3电子式互感器试验

电子式互感器的现场试验主要有互感器的耐压试验、互感器的角比差试验、延时测试、延时抖动测试、报文检查、极性检查以及带负荷试验。

以电子式电流互感器为例,试验时用模拟式大电流标准设备向被试电流互感器施加大电流,利用专用测试仪器将标准源输出的模拟量转换为数字量,将被试电子式电流互感器所接合并器的数字量输出送至该专用测试仪并由该仪器完成对被试品的角比差测试、延时测试、延时抖动测试和报文检查。

极性检查可以在做角比差试验时完成,也可以利用传统的极性试验配合波形分析完成。

带负荷试验则需对电网潮流、负荷特征、录波结果及保护测量值做综合判断才能得出最终判断。

3.4智能开关及在线监测设备的测试

金谷园站、西泾站、延安站高压断路器均采用“一次设备本体+传感器+智能组件”的方式实现开关智能化,延安站750kV断路器配置了断路器速度特性在线纪录装置。

调研的四个智能化变电站开关设备均采用SF6气体绝缘开关,并配置了SF6气体状态在线监测设备。在线监测的SF6气体参量包括微水含量、露点、气室压力、温度、SF6气体密度。西泾站、延安站GIS

配置了局部放电在线监测系统。

为检验GIS局放在线监测系统技术性能,江苏试研院研制了“基于多种检测方法的GIS局部放电监测系统性能检测平台”,开展针对UHF超高频局放监测装置的性能检测工作。

为检查一次智能设备状态监测系统的装置性能、信息传输可靠性和系统分析功能,江苏试研院开展了“一次智能设备状态监测系统集中测试”工作,对在线监测设备功能、性能、网络规约一致性、网络可靠性以及在线监测系统评估功能进行集中测试。

(三)智能变电站运行分析

本次调研的智能变电站均为国家电网公司2010年的智能变电站试点项目,投入运行时间较短,运行最长的为110kV北川变(170余天),最短的为750kV洛川变(不足20天),运行的保护设备均未受到过设备故障的考验。没有实际动作的记录。

但各试点变电站在在运行期间,均发生过因设备质量或调试质量以及技术成熟度等原因导致的设备异常和元器件损坏,甚至过程层网络中断等影响系统安全运行的情况发生。

调研发现,各智能变电站试点单位的领导对智能变电站的建设、运行均高度重视,为智能变电站的调试、运行和检修工作,配备了高素质的技术人员和运行值班人员,其中部分运行人员具有一定运行经验。运行人员通过提前介入变电站现场调试、验收等方式,认真了解、掌握至智能变电站相关设备的技术特性及操作方法,具有了一定智能变电站运行能力。但调研过程中也发现,各运行、维护人员对智能变

电站的理解程度远不及传统变电站,对智能变电站的运行操作、异常消缺和事故处理尚不能满足运行需要。

同时,运行维护单位对基建、调试和设备制造单位的技术支持的依赖性较大,尚不具备完全承担智能变电站全部维护工作,特别是设备异常及严重事故处理的能力,对变电站安全稳定运行带来一定的隐患。

另外各试点变电站针对本站工程实际,编制了相应的运行规程,但规程、规定的细化程度不够,还存在死角和盲区。部分规程仅对原有针对传统变电站运行规程的少量修编,可操作性不强。否则,一旦出现较为复杂的事故或设备异常,运行维护人员将无所适从。(四)智能变电站检修、维护及扩建分析

目前公司试点的智能变电站投运时间均不满一年,继电保护二次系统均未进行第一年的全部检验周期,试点单位尚未安排设备检修,同时试点工程扩建也未进行扩建。

通过调研发现,由于智能变电站间隔层和过程层设备大量采用光缆和网络方式联接,各二次设备的关联和耦合增强,检修消缺和异常消缺时对二次设备的退出及与运行设备的隔离难度变大。同时由于取消了电缆回路和保护装置硬压板,设备隔离依靠装置内部软压板,安全措施没有明显的断开点。安全措施是否有效和正确,完全依赖装置软压板的逻辑是否正确。

由于过程层网络使变电站继电保护二次设备紧密耦合,二次设备的检修、消缺后的试验验证的安全性和完整性还需要进一步分析和研

究。

由于智能变电站全站配置文件(SCD文件)异常重要,改扩建工程需要修改该文件,从而将影响全站的设备配置,可能影响变电站部分或全部运行的智能二次设备,影响变电站的安全运行。如因改扩建工作,导致修改全站配置文件或影响站内多个或全部运行的二次设备,所带来的系统风险性是无法承受的。以及需要考虑改扩建工作对现场调试,试验和验收工作的可行性。

目前,220kV西泾变远期有扩建需要,在变电站建设初期对未来的改扩建工作做了考虑。目前采取的措施是本期工程即按远景规划对SCD文件信息作了最大化的配置,同时按照终期规模预留交换机端口并对交换机端口按远景规划方案配置。对于跨间隔的保护设备(如母差保护)已按远景规划配置全部通讯和输入输出接口以及保护功能,目前运行时,将不存在的支路置退出状态。根据扩建时的需要增加设备信息,完成设备关联。以上工作要求系统集成商、设备供应商和调试单位共同配合才能完成。

另外,对改扩建的调试和验收工作,目前尚处于摸索阶段。调试试验工作的安全性和完整性还需要进一步的研究。

(五)智能变电站规程规范制订情况分析

根据国家电网公司企业标准《智能变电站继电保护技术规范》(Q /GDW 441-2010)建立的四所变电站,在执行该标准的同时各站在安装调试和运行过程中相应建立和执行制定了相关的标准规程规范,各不相同。

110kV金谷园变电站针对智能变电站设备现场测试、验收的实际需求,编制完成了《金谷园变电站状态检修规程》《金谷园变电站继电保护现场规程》《金谷园变电站运行规程》《金谷园变电站设备调试验收大纲》《智能变电站现场测试验收标准体系》、《智能变电站运行维护管理规定》。

220kV西泾智能变电站根据国网公司智能变电站相关技术标准编制以下方案和规范:

《220kV西泾变总体方案》、《220kV西泾变61850工程实施规范》、《220kV西泾变网络配置方案》、《220kV西泾变集中测试方案》。《江苏省电力公司智能变电站运行管理规范(试行)》、《江苏省电力公司220kV西泾变验收大纲》、《220kV西泾变现场运行规程(试行)》《220kV 西泾变事故处理预案(试行)》。

陕西洛川750kV智能变电站在施工调试阶段遵循DL/Z860《变电站通信网络和系统》和Q/GDW 396-2009《IEC 61850工程继电保护应用模型》、《电子式电流互感器技术规范》、电子式电压互感器技术规范》、《智能变电站合并单元技术规范》、《智能变电站测控单元技术规范》、《智能变电站网络交换机技术规范》、《智能变电站智能智能控制柜技术规范》、《智能变电站智能终端技术规范》、《智能变电站自动化系统现场调试导则》及《变电站智能化改造技术规范》的相关规定。

四川绵阳110kV北川变电站制定了《北川站运行规程》、《北川站倒闸操作典型操作票》、《北川站设备标准化巡视卡》、《110KV智能变电站检修检验规程检验》、《110KV智能变电站验收规程》等规定。

变电站继电保护培训

变电站、继电保护基础知识 培训资料 二零一二二月

第一章变电站基础知识 1. 电力系统概述: 1.1 电力系统定义: 电力系统是电能生产、变换、输送、分配、消费的各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。简言之,电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络,它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。 1.2 电力系统的构成 动力系统是由锅炉(反应堆)、汽轮机(水轮机)、发电机等生产电能的设备,变压器、输电线路等变换、输送、分配电能的设备,电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以及测量、保护、控制乃至能量管理系统所组成的统一整体。 煤

1.3电力系统的电压等级 1.3.1 额定电压等级 我国国家标准规定的部分标准电压(额定电压)如下表: T +5% -5% 通常取线路始末电压的算术平均值作为用电设备以及电力网的额定电压。 由于用电设备的允许电压偏移为±5%,而延线路的电压降落一般为10%,这就要求线路始端电压为额定值的105%,以保证末端电压不低于95%。发电机往往接于线路始端,因此发电机的额定电压为线路的105%。通常,6.3KV 多用于50MW 及以下的发电机;10.5KV

用于25~100MW的发电机;13.8KV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW 的水轮发电机;15.75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机;18KV用于300MW的汽轮发电机。 变压器的一次额定电压:升压变压器一般与发电机直接相连,故与发电机相同,见表中有“*”降压变压器相当于用电设备,故与线路相同。 变压器的二次额定电压:考虑到变压器内部的电压降落一般为5%,故比线路高5%~10%。只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特别高的变压器,采用5%。 习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备。 1.3.2 电压等级的使用范围: 500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线;110KV既用于中小电力系统的主干线,也用于大电力系统的二次网络;35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络,也广泛用于农村网络。大功率电动机用3、6、10KV,小功率电动机用220、380V;照明用220、380V。 1.4电力系统中性点的运行方式 1.4.1 中性点非直接接地系统 小电流接地系统,也称小接地短路电流系统。 供电可靠性高,但对绝缘水平要求高。电压等级较高的系统,绝缘费用在设备总价格中占相当大比重,故多用于60KV级以下的系统。

35KV变电站继电保护课程设计

广西大学行健文理学院 课程设计 题目:35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师: 设计时间:2015年12月28日-2016年1月8日

摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一,电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是:全系统范围内,按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态,快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施,以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行,对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分,被称为电力系统的安全屏障,同时又是电力系统事故扩大的根源,做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段,电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点,往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求,给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词:35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算

变电站及线路继电保护设计和整定计算

继电保护科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的。电力系统发生短路是不可避免的,为避免发电机被烧坏发明了断开短路的设备,保护发电机。由于电力系统的发展,熔断器已不能满足选择性和快速性的要求,于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。19世纪初,继电器才广泛用于电力系统保护,被认为是继电保护技术发展的开端。1901年出线了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始应用,并出现了将电流与电压相比较的保护原理。1920年后距离保护装置的出现。1927年前后,出现了利用高压输电线载波传送输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。1950稍后,提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想。1975年前后诞生了行波保护装置。1980年左右工频突变量原理的保护被大量研究。1990年后该原理的保护装置被广泛应用。与此同时,继电保护装置经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。20世界50年代,出现了晶体管式继电保护装置。20世纪70年代,晶体管式保护在我国被大量采用。20世纪80年代后期,静态继电保护由晶体管式向集成电路式过度,成为静态继电保护的主要形式。20世纪60年代末,有了用小型计算机实现继电保护的设想。20世纪70年代后期,出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系统试运行。80年代,微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟。进入90年代,微机保护以在我国大量应用。20世纪90年代后半期,继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日益深入。为满足电网对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求,充分发挥继电保护装置的效能,必须合理的选择保护的定值,以保持各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新活力。未来继电保护的发展趋势是向计算机化、网络化保护、控制、测量、数据通信一体化智能化发展。 随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命,发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

220kV智能变电站继电保护及自动化分析 吴宗俞

220kV智能变电站继电保护及自动化分析吴宗俞 发表时间:2018-06-27T09:41:38.153Z 来源:《电力设备》2018年第6期作者:吴宗俞吕日龙 [导读] 摘要:智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备,能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。 内蒙古电力(集团)有限责任公司巴彦淖尔电业局内蒙古自治区巴彦淖尔市 015000 摘要:智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备,能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。从智能变电站继电保护相关介绍入手,重点阐述分析220kV智能变电站继电保护及自动化。220kV智能变电站继电保护高效、有效,在满足供电需求的同时,逐步完善电力系统。 关键词:220kV智能变电站;继电保护;自动化 1、220kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计实例 变电站是国家电网建设的一个重要组成部分,如今我国的智能变电站建设工作已经得到了快速地发展。在变电站的建设过程中,想要实现系统的稳定运行,提升系统建设效率,就需要制定一个继电保护和自动化系统的设计方案。文章以某市的智能变电站为例,对智能变电站的系统设计方案进行探讨。 1.1工程基本情况概述 L市计划建设一个智能变电站,既有220kV变电站的情况是有3台主变,每台主变的容量为180MVA;其中220kV出线4回、66kV出线10回。L市打算进行智能变电站的建设,变电站建成之后有4台主变,并且它们每台的容量要达到240MVA;并且要求220kV出线8回、66kV出线26回。 1.2智能变电站继电保护及自动化系统设计方案分析 进行设计方案确定之前,要求工作人员明确该智能变电站的设计原则,在实际的工作中需要坚持标准一致、安全第一、技术过硬等原则。在工作开展中需要按照设计方案开展工作,并且要注重各类先进技术的使用,保障智能变电站的智能化程度。 L市智能变电站在设计中首先明确的就是变电站的总体结构。该220kV的智能变电站主要分为三个结构层次:①过程层。这一部分的结构主要负责三个工作,分别是设备的运行状态监测、电器运行实时监测以及控制操作的驱动和执行。这是智能变电站设备实现自动化运行的基础和前提;②间隔层。该机构的设计运行后的功能主要是对于各类数据进行收集,并且对系统的运行数据进行收集和控制。实际上,这一结构的就是承上启下,接受各类系统信息,然后进行设备的指挥操作;③变电层。变电层的工作任务就是将整体变电站的信息进行总汇之后,将其发送到电网指挥中心。同时变电层还可以接收各类指令,完成人们给系统下达的工作。这个系统主要应用的是电子信息技术、电气自动化技术、以及网络通信技术等。 2、220kV智能变电站的继电保护 2.1要求 例举220kV智能变电站中,继电保护的基本要求,如: 2.1.1可靠性 继电保护的范围内,准确、可靠的检测220kV智能变电站的运行,辅助规划出故障的范围及故障点。 2.1.2灵敏性 继电保护检测220kV智能变电站的故障时,要具备足够的灵敏度,围绕故障特征,给与及时的保护反馈,预防220kV智能变电站失控。 2.1.3检测性 220kV智能变电站的继电保护,其检测性的特征,目的是可以合理的判断系统故障,缩小故障影响的范围,以便准确的切除故障。 2.2原理 220kV智能变电站继电保护的运行原理方面,表现出综合性的特征,继电保护全面检测智能变电站的运行,通过点流量、电压以及功率等特征,判断智能变电站的故障信息,及时提示报警信息,识别相关的故障。例如:220kV智能变电站运行期间,继电保护分析智能变电站的点流量,进而执行相关的跳闸保护,也就是反时限保护,智能变电站的电流量增大,跳闸的速度越快,除此以外,继电保护还可以实行定时间保护,检测超出规范标准的电流量,特定的时间中,有跳闸动作,220kV智能变电站继电保护,在温度、瓦斯方面的保护,汇总为非电量保护。变电站继电保护原理中,设置了比较固定的可靠性系统,其为继电保护的经验值,按照系数计算,决定继电保护的动作值。 2.3职能 220kV智能变电站中的继电保护,负责故障维护,变电站正常运行期间,继电保护没有任何动作,如有故障问题,继电保护及时、快速的动作,反馈智能变电站系统、元件等的故障信息,表现为跳闸的状态,提示管理人员对智能变电站进行检修。继电保护的断路器迅速断开,防止220kV智能变电站的电气元件损坏,避免影响其它的元件应用。 2.4分类 例举220kV智能变电站继电保护的分类,如: 2.4.1变压器保护 继电保护检测变压器的接线、接地灯,利用电流、电压以及负荷检测,完成保护工作,进而解决了变压器的风险问题。 2.4.2电容器保护 此项结构容易发生内部故障,导致连线短路,继电保护在电容器组内,通过过电压检测,实行保护工作。 2.4.3电动机保护 运行时容易有低电压、过负荷的故障,同步电动机的继电保护中,运用非同步冲击电流等方法进行保护。 2.4.4线路保护 继电保护根据220kV智能变电站的电压等级、接地方式以及运输过程,展开接地类型的故障维护。

变电站继电保护及自动装置

变电站继电保护及自动装置 一、对继电保护的基本要求 1、继电保护及自动装置的定义:当电力系统中的电力元 件(如线路、变压器、母线等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时,能够向值班员及时发出警告信号、或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令,以终结这些事件发展的设备。 2、继电保护的作用: (1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于遭到破坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。 (2)反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件,而动作于发出信号、减负荷或跳闸。 3、继电保护的基本要求: (1)选择性:保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽可能缩小,以保证系统中无故障部分继续运行。即:保护装置不该动作时就不动作(如发生在下一段线路的故障,本段的保护就不应该动作跳闸)。 (2)快速性:保护装置应尽快将故障设备从系统中切除,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围。 (3)灵敏性:指保护装置在其保护范围内发生故障或不正常

运行时的反应能力。 (4)可靠性:在规定的保护范围内发生应该动作的故障,保护装置应可靠动作,而在任何不应动作的情况下,保护装置不应误动。 二、变电站继电保护装置的分类: 1、根据保护装置的作用,保护可分为:主保护、后备保护、 辅助保护。 (1)主保护:为满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择性地切除故障的保护。 (2)后备保护:当主保护或断路器拒动时,用来切除故障的保护。后备保护又分为: 远后备保护:当主保护拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 近后备保护:当主保护或断路器拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。 (3)辅助保护:为补充主保护与后备保护的性能或当主保护与后备保护退出运行时而起作用的保护。例如:断路器三相不一致保护、充电保护等。 2、根据保护的动作原理不同,保护可分为: (1)反映电流变化的电流保护:如过流保护; (2)反映电压变化的电压保护:如低电压、过电压等; (3)同时反映电流和电压变化的保护: 1)复合电压(低电压、负序电压、零序电压)闭锁的过流保

110kv变电站继电保护课程设计

110kv变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分,它的作用是当电力系统发生故障时,迅速 地有选择地将故障设备从电力系统中切除,保证系统的其余部分快速恢复正常运行; 当发生不正常工作情况时,迅速地有选择地发出报警信号,由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见,继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行,阻止故障的扩大和事故的发生,发挥着极其重要的作用。因此,合理配置继电保护装置,提高整定和校核工作的快速性和准确性,对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算 的目的是不同的。对于电网,进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置,按照具体电力系统的参数和运行要求,通过计算分析给出所需的各项整定值,使全网的继电保护装置协调工作,正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站,继电保护,短路电流,电路配置 目录 0 摘 要 .................................................................... 第一章电网继电保护的配置 ............................................... 2 1.1 电网继电保护的作 用 .................................................. 2 1.2 电网继电保护

的配置和原理 ............................................ 2 1.3 35kV线 路保护配置原则 ................................................ 3 第二章3 继电保护整定计算 .................................................2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤 . (3) 2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况 .................................... 4 第三章线路保护整定计 算 ................................................. 5 3.1设计的原始材 料分析 ................................................... 5 3.2 参数计 算 ............................................................ 6 3.3 电流保护的整定计算 .................................................. 7 总结 .. (9) 1 第一章电网继电保护的配置 1.1 电网继电保护的作用 电网在运行过程中,可能会遇到各种类型的故障和不正常运行方式,这些都可 能在电网中引起事故,从而破坏电网的正常运行,降低电力设备的使用寿命,严重的将直接破坏系统的稳定性,造成大面积的停电事故。为此,在电网运行中,一方面要采取一切积极有效的措施来消除或减小故障发生的可能性:另一方面,当故障 一旦发生时,应该迅速而有选择地切除故障元件,使故障的影响范围尽可能缩小,这一任务是由继电保护与安全自动装置来完成的。电网继电保护的基本任务在于: 1(有选择地将故障元件从电网中快速、自动切除,使其损坏程度减至最轻,并 保证最大限度地迅速恢复无故障部分的正常运行。 2(反应电气元件的异常运行工况,根据运行维护的具体条件和设各的承受能 力,发出警报信号、减负荷或延时跳闸。

智能变电站继电保护题库

智能变电站继电保护题库 第一章判断题 1.智能变电站的二次电压并列功能在母线合并单元中实现。 2.智能变电站内智能终端按双重化配置时,分别对应于两个跳闸线圈,具有分相跳闸功能;其合闸命令输出则并接至合闸线圈。 3.对于500kV智能变电站边断路器保护,当重合闸需要检同期功能时,采用母线电压合并单元接入相应间隔电压合并单元的方式接入母线电压,不考虑中断路器检同期。 4.任意两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机。当采用级联方式时,允许短时丢失数据。5.智能变电站内双重化配置的两套保护电压、电流采样值应分别取自相互独立的合并单元。 6.双重化配置保护使用的GOOSE(SV)网络应遵循相互独立的原则,当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。 7.智能变电站要求光波长1310nm光纤的光纤发送功率为-20dBm ~-14dBm,光接收灵敏度为-31dBm ~-14dBm。8.智能变电站中GOOSE开入软压板除双母线和单母线接线外启动失灵、失灵联跳开入软压板既可设在接收端,也可设在发送端。 9.有些电子式电流互感器是由线路电流提供电源。这种互感器电源的建立需要在一次电流接通后迟延一定时间。此延时称为“唤醒时间”。在此延时期间,电子式电流互感器的输出为零。 10.唤醒电流是指唤醒电子式电流互感器所需的最小一次电流方均根值。 11.温度变化将不会影响光电效应原理中互感器的准确度。 12.长期大功率激光供能影响光器件的寿命,从而影响罗氏线圈原理中电子式互感器的准确度。 13.合并单元的时钟输入只能是光信号。 14.用于双重化保护的电子式互感器,其两个采样系统应由不同的电源供电并与相应保护装置使用同一直流电源。 15.电子式互感器采样数据的品质标志应实时反映自检状态,不应附加任何延时或展宽。 16.现场检修工作时,SV采样值网络与GOOSE网络可以联调。 17.GOOSE跳闸必须采用点对点直接跳闸方式。 18.220kV智能变电站线路保护,用于检同期的母线电压一般由母线合并单元点对点通过间隔合并单元转接给各间隔保护装置。 19.智能变电站母线保护按双重化进行配置。各间隔合并单元、智能终端均采用双重化配置。 20.智能变电站采用分布式母线保护方案时,各间隔合并单元、智能终端以点对点方式接入对应母线保护子单元。 21.智能变电站保护装置重采样过程中,应正确处理采样值溢出情况。 22.与传统电磁感应式互感器相比,电子式互感器动作范围大,频率范围宽。

变电所继电保护

目录工程概况1 第一章35KV变电所继电保护2 1.1继电保护的重要性2 1.2继电保护的基本原理2 1.3继电保护装置的任务2 1.4对继电保护的基本要求3 第二章35KV变电所继电保护设计3 2.1三段式电流保护原理3 2.2线路的保护整定计算4 第三章继电保护装置的选择7 3.1电流互感器的确定7 3.2电压互感器的选定7 3.3中间继电器8 3.4电流继电器8 3.5时间继电器8 3.6信号继电器9 3.7熔断器9 参考文献10 致谢词11

工程概况 目前国家正致力于打造强力的电网建设力度,以实现资源优化配置,使全国的电力供应得到更好的发展。我国是产电地区主要是在西部,而西部并不发达,所以要把电力送到东部地区,使全国经济能更好的发展。为了保证电力的输送更加的可靠,就要求一次系统的坚强、科学与合理,此外对一次系统的操控需要二次系统提出了更高的要求,这就促使了二次系统的技术发展与进步。 变电所二次系统主要是由继电保护和微机监控(远动技术)所形成,发电厂与变电所自动化技术获得了显著的发展与进步。变电所综合自动化技术将继电保护、测量系统、控制系统、调节系统、信号系统和远动系统等多个独立的功能系统配成的综合系统。对于本设计中,主要是针对35KV变电所继电保护的结构、运行的设计。 主变压器型号的选定为HKSSPZ-25000-35/10,额定电流为0.412/38.49KA,所用变压器额定电压为35/0.23KV(50-100KVA)。 本设计采用两台35KV的变压器并联供电方式,总共引出线两组线进入变电室内。通过电流、电压互感器再次取电源给其相应的电气元件回路。 继电保护的基本要求是可靠性、选择性、快速性、灵敏性,即通常所说的“四性”这些要求之间,有的相辅相成、有的相互制约,需要对不同的使用条件分别进行协调。 第一章35KV变电所继电保护 继电器是一种反应与传递信息的自动电气元件,是电力系统保护与生产自动化的自动、远动、遥控测和遥讯等自动装置的重要组成部分。 变电所继电保护能够在变电站运行过程中发生故障(三相短路、两相短路、单相接地等)和出现不正常现象时(过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯保护、超温、控制与测量回路断线等),迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警,从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度,保证电力系统稳定运行。 1.1 继电保护的重要性 电力规程规定:任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。所有运行设备都必须有两套交、直流输入和输出回路相互独立,并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时,能有另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下,要求这两套继电保护装置和断路器所取的直流电源都有不同的熔断器供电。可见,虽然继电保护不是电力系统的一次设备,但在保证一次设备安全运行方面担负着不可或缺的重要角色。 1.2 继电保护的基本原理 电力系统发生故障时,会引起电流的增加和电压的降低,以及电流、电压间相位角的变化。因此,利用故障时参数与正常运行时的差别,就可以构成各种不同原理和类型的继电保护。 变电所继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时,在整定时间内,有选择的发出跳闸命令或报警信号。 可靠系数为一个经验数据,计算继电器保护动作值时,要将计算结果再乘以可靠系数,

10kV变电所继电保护设计和分析报告

继电保护毕业设计 课题:110kV变电所继电保护设计及分析导师: 姓名: 班级: 日期:2011年3月10日

前言 电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点,就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡,一旦失去平衡生产过程就要受到破坏,甚至造成系统瓦解,无法维持正常生产。随着经济的快速发展,负荷大幅度增加,使得电网规模不断扩大,高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势,使电网结构越来越复杂,加强电力资源的优化配置,最大限度满足电力需求,保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。虽然系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验,但这只能保证它们在短时间内能承受住短路电流的破坏。时间一长,就会无一例外地遭受破坏。而在供电系统中,要想完全杜绝电路事故是不可能的。继电保护是一种电力系统的反事故自动装置,它能在系统发生故障或不正常运行时,迅速,准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分,对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生,都有极其重要的作用。因此设置一定数量的保护装置是完全必要的,以便在短路事故发生后一次设备尚未破坏的数秒内,切除短路电流,使故障点脱离电源,从而保护短路回路内的一次设备,同时迅速恢复系统其他正常部分的工作。随着变电站继

电保护技术进一步优化,大大提高了整个电网运行的安全性和稳定性,大大降低运行检修人员的劳动强度,继电保护技术将引起电力行业有关部门的重视,成为变电站设计核心技术之一。

变电站继电保护

景新公司变电站继电保护知识手册 编写人:唐俊 编写日期:2009年2月5号

目录 1.主变差动保护-----------------------------------(4) 2.主变气体保护-----------------------------------(5) 3.主变过流保护-----------------------------------(6) 4.中性点间隙接地保护------------------------------(6) 5.零序保护--------------------------------------(7) 6.母线差动保护-----------------------------------(9) 7.距离保护-------------------------------------(10) 8.备用电源自投----------------------------------(11) 9.重合闸---------------------------------------(13) 10.母线充电保护-------------------------------(15) 11.故障录波----------------------------------(15) 12.电流闭锁失压保护---------------------------(17) 13.低周减载----------------------------------(17) 14.过电流保护---------------------------------(17) 15.阶段式过电流保护---------------------------(18) 16.复合电压闭锁过电流保护----------------------(18) 17.过电压保护---------------------------------(19) 18.速断过流保护-------------------------------(19) 19.过负荷保护--------------------------------(19) 20.速断保护----------------------------------(19) 21.电流速断保护-------------------------------(20)

10kV变电站继电保护标准设计

沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计浅谈 摘要:本文介绍了沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计的概况,阐述了二次设备的组合方式及10kV间隔保护的具体配置方案,统一端子排及编号的设计原则,对一些复杂的接线形式及连锁问题提出了一些解决方法,供设计参考。 关键词:10kV变电站继电保护设计统一原则 1 引言:沈阳地区由于历史原因一直存在配电网自动化水平不高,二次设计标准不统一,二次设备配置不合理等诸多问题。随着沈阳地区配电网改造步伐的加快,对电气二次设备可靠性,二次设备配置及接线合理性的要求会越来越高,是配电网自动化能否实现的关键因素。 将二10kV变电站次设计典型化,模块化是工程设计的方向。 2 总体思路 在对10kV变电站设计电气二次设计中我们发现,由于用户的需要不同主接线的形式多种多样,有单电源,双电源,有不带母线、有单母线、分段母线等等,这样如果规定变电站主接线做总体的标准设计难度非常大。在设计中我们总结出无论哪种接线样式其间隔开关柜的样式都为确定,这样我们将标准设计分块化,既以间隔为标准,将固有的间隔电气二次回路设计成标准样式,不同的接线样式也是固有的间隔组成,这样根据间隔的标准设计完成整个变电站的设计工作。 3 保护的配置原则 对继电保护装置的基本要求有四点:即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。按照工厂企业10KV供电系统和民用住宅的设计规范要求,在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置: (1) 10KV线路应配置的继电保护 10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s~0.7s,并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护;自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。 (2)10KV配电变压器应配置的继电保护 1)当配电变压器容量小于400KV A时:一般采用高压熔断器保护; 2)当配电变压器容量为400~630KV A,高压侧采用断路器时,应装设过电流保

220KV变电站继电保护设计

本/专科毕业设计(论文) 题目:220KV变电站继电保护设计 专业:电气工程及其自动化 年级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 2012年9月

220KV变电站继电保护设计 摘要:电力系统由发电厂、变电所、输电线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节,起着转换和分配电能的作用。变电所根据它在电力系统中的地位,变电所分为枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所。本设计主要对变电站的继电保护进行分析设计,通过合理的继电保护装置来了提高供电的安全可靠性。本变电站的电压等级为220kV,站内安装两台240MVA变压器,其中220kV线路为两进两出;110kV线路为8条出线;10kV线路为10条出线。 关键字:220kV 变电站继电保护

目录 引言 (4) 1 设计说明书 (5) 2 主变压器保护设计 (5) 2.1主变压器保护设计分析 (6) 2.2变压器容量选择 (7) 2.3变压器主保护 (7) 2.4压器后备保护 (10) 2.5变压器其他保护 (15) 3 母线保护 (16) 3.1母线保护设计分析 (16) 3.2 220kV母线保护 (16) 3.3 110kV母线保护 (16) 4 线路保护 (16) 4.1线路保护设计分析 (16) 4.2 220kV线路保护 (16) 4.3 110kV线路保护 (16) 4.4 10kV线路保护 (16) 结语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17)

引言 随着电力系统和自动化技术的不断发展,继电保护技术也在不断的发展.几十年来,目前,我国的电力系统正在不断向高电压、大机组、现代化大电网的发展方向前进,与之相伴的继电保护技术及其保护装置的应用水平也在大幅提升。继电保护的发展按时间经历了三个时代, 20世纪50年代及以前,继电保护装置大多以电磁型的机械元件、整流型元件和半导体元件构成; 70年代以后出现了集成电路构成的继电保护装置并在电力系统中得到广泛的运用;80年代,微机保护逐渐应用,继电保护逐渐走向了数字化与智能化,保护的可靠性也在不断提高。 在电力系统实际运行中,由于雷击、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、运行维护不当等不可抗拒因素,往往会导致各种故障的发生。而性能完善的继电保护装置合理的应用就可大大提高电力系统安全运行的可靠性,减少因停电造成的损失。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量进行数值整定,当突变量达到一定值时,自动启动控制环节,发出相应的动作信号。 无论什么继电保护装置,一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量,并和已给的整定值进行比较,从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作,最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号,最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号,跳闸或不动作等。继电保护装置的基本要求体现在选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个方面。 随着技术与工艺的不断进步与更新换代,继电保护装置的可靠性、运行维护方便性等性能也将不断提升,进而促进电力系统的安全可靠性到达一个更高的水平。

某电力变压器继电保护设计(继电保护)

1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用,必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”,以实现继电保护的功能。因此,通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同,保护装置可以构成下述各种原理的保护:(1)反映电气量的保护 电力系统发生故障时,通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此,在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别.就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如:反映电流增大构成过电流保护; 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护; 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护; 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外.还可根据在被保护元件内部和外部短路时,被保护元件两端电流相位或功率方向的差别,分别构成差动保护、高频保护等。 同理,由于序分量保护灵敏度高,也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。

变电站继电保护相关问题的探讨 沈旭

变电站继电保护相关问题的探讨沈旭 发表时间:2019-03-15T14:00:42.610Z 来源:《基层建设》2018年第35期作者:沈旭彭红梅张明星洪瑞[导读] 摘要:随着计算机和人工智能技术的发展,继电保护必将向综合自动化技术方向发展。 国网安徽省电力公司六安供电公司安徽省六安市 237006 摘要:随着计算机和人工智能技术的发展,继电保护必将向综合自动化技术方向发展。本文笔者通过自身实践,结合变电站继电保护进行了探讨。 关键词:变电站;继电保护;相关问题引言:继电保护技术和继电保护装置是电力系统继电保护的两个主要内容。简单地说,继电保护技术包括电力系统的故障分析、继电保护的设计与运行及维护等各种应用技术;继电保护装置就是在电力系统变电站继电保护的运行过程中所需要的各种装置,包括母线、输电器、补偿电容器、电动机等。 1、10kV线路保护TA饱和问题 1.1TA饱和对保护的影响 10kV线路出口处短路电流一般都较小,特别是农网中的变电所,它们往往远离电源,系统阻抗较大。对于同一线路,出口处短路电流大小会随着系统规模及运行方式不同而不同。随着系统规模的不断扩大,10kV系统短路电流会随之变大,可以达到TA一次额定电流的几百倍,系统中原有一些能正常运行、变比小的TA就可能饱和;另一方面,短路故障是一个暂态过程,短路电流中含大量非周期分量,又进一步加速TA饱和。在10kV线路短路时,由于TA饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,使保护装置拒动,故障要由母联断路器或主变后备保护来切除,不但延长了故障时间,使故障范围扩大,影响供电可靠性,而且严重威胁运行设备的安全。 1.2避免TA饱和的方法 避免TA饱和主要从两个方面人手,一是在选择TA时,变比不能选得太小,要考虑线路短路时TA饱和问题,一般10kV线路保护TA变比最好大于300/5。另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗,尽量避免保护和计量共用TA,缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面;对于综合自动化变电所,10kV线路尽可能选用保护测控合一的产品,并在控制屏上就地安装,这样能有效减小二次回路阻抗,防止TA饱和。 2、10kV线路保护线路中励磁涌流问题 2.1线路中励磁涌流对继电保护装置的影响 励磁涌流是变压器所特有的,是由于空投变压器时,变压器铁心中的磁通不能突变,出现非周期分量磁通,使变压器铁心饱和,励磁电流急剧增大而产生的。变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6-8倍,并且跟变压器的容量大小有关,变压器容量越小,励磁涌流倍数越大。励磁涌流存在很大的非周期分量,并以一定时间系数衰减,衰减的时间常数同样与变压器容量大小有关,容量越大,时间常数越大,涌流存在时间越长。 2.2防止涌流引起误动的方法 励磁涌流有一明显的特征,就是它含有大量的二次谐波,在主变主保护中就利用这个特性,来防止励磁涌流引起保护误动作,但如果用在10kV线路保护,必须对保护装置进行改造,会大大增加装置的复杂性,因此实用性很差。励磁涌流的另一特征就是它的大小随时间增加而衰减。一开始涌流很大,一段时间后涌流衰减为零,流过保护装置的电流为线路负荷电流,利用涌流这个特点,在电流速断保护加入一短时间延时,就可以防止励磁涌流引起的误动作,这种方法最大优点是不用改造保护装置(或只作简单改造),虽然会增加故障时间,但对于像10kV这些对系统稳定运行影响较小的地方还是适用。为了保证可靠的躲过励磁涌流,保护装置中加速回路同样要加入延时。实践摸索,在10kV线路电流速断保护及加速回路中加入了0.15~0l2s的时限,就近几年运行来看,运行安全,并能很好的避免由于线路中励磁涌流造成保护装置误动作。 3、所用变保护 3.1所用变保护存在的问题 所用变是比较特殊的设备,容量较小但对可靠性要求非常高,而且安装位置也很特殊,一般就接在10kV母线上,其高压侧短路电流等于系统短路电流,可达十几kA,低压侧出13短路电流也较大。人们一直对所用变保护的可靠性重视不足,这将对所用变直至整个10kV系统的安全运行造成很大的威胁。 传统的所用变保护使用熔断器保护,其安全可靠性还是比较高,但随着系统短路容量的增大以及综合自动化的要求,这种方式已逐渐满足不了要求。现在新建或改造的变电所,特别是综合自动化所,大多配置所用变开关柜,保护配置也跟10kV线路相似,而人们往往忽视了保护用的-rA饱和问题。由于所用变容量小,一次额定电流很小,同时因为保护计量共用TA,为确保计量的准确性,设计时-rA变比会选得很小,有的地方甚至选择10/5。这样一来,当所用变故障时,rA将严重饱和,感应N-次回路电流几乎为零,使所用变保护装置拒动。如果是高压侧故障,短路电流足以使母联保护或主变后备保护动作并断开故障,如果是低压侧故障,短路电流可能达不到母联保护或主变后备保护的启动值,使得故障无法及时切除,最终烧毁所用变,严重影响变电所的安全运行。 3.2解决办法 解决所用变保护拒动问题,应从合理配置保护人手,其-rA的选择要考虑所用变故障时饱和问题,同时,计量用的-rA一定要跟保护用的-rA分开,保护用的TA装在高压侧,以保证对所用变的保护,计量用-rA装在所用变的低压侧,以提高计量精度。在定值整定方面,电流速断保护可按所用变低压出口短路进行整定,过负荷保护按所用变容量整定。 4、变后备保护 主变10kV侧仅装10kV复合电压过流保护不能满足速动性要求。在保护整定中,三卷主变10kV侧过流的时间一般整定为2.s或3.双卷主变10kV不设过流保护,而110kV侧过流时间达2.s或2.s。现系统的容量越来越大,10kV侧短路电流也越来越大。随着10kV短线路不断增加,10kV线路离变电所近区故障机率也越来越大,由于开关拒动或保护拒动短路电流较长时间冲击变压器,对变压器构成极大威胁。 因此在主变10kV侧增设一套限时电流速断保护,作为10kV母线的后备。该保护动作于主变10kV侧开关。对于一台主变带二段10kV母线也可第一时限跳母联,第二时限跳10kV侧开关。这样不仅起到了对10kV母线及馈线电流速断的后备作用,也减少了对变压器的冲击。 5、继电保护设计的原则

110kv变电站继电保护课程设计

110k v变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分,它的作用是当电力系统发生故障时,迅速地有选择地将故障设备从电力系统中切除,保证系统的其余部分快速恢复正常运行;当发生不正常工作情况时,迅速地有选择地发出报警信号,由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见,继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行,阻止故障的扩大和事故的发生,发挥着极其重要的作用。因此,合理配置继电保护装置,提高整定和校核工作的快速性和准确性,对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算的目的是不同的。对于电网,进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置,按照具体电力系统的参数和运行要求,通过计算分析给出所需的各项整定值,使全网的继电保护装置协调工作,正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站,继电保护,短路电流,电路配置 目录 0摘要....................................................................第一章电网继电保护的配置...............................................21.1电网继电保护的作用..................................................21.2电网继电保护的配置和原理............................................21.335kV线路保护配置原则................................................3第二章3继电保护整定计算.................................................2.1继电保护整定计算的与基本任务及步骤..................................32.2继电保护整定计算的研究与发展状况....................................4第三章线路保护整定计算.................................................53.1设计的原始材料分析...................................................53.2参数计

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