110kV变电站-继电保护

继电保护：当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危机电力系统安全运行时，能够向运行值班人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止这些事件的发展的一种自动化措施和设备

继电保护的原理及构成：电力系统发生故障时，有些参数发生变化，与系统正常运行时不同。例如电流增大，电压降低，线路时段测量的阻抗减小以及电流之间的相位差发生变化等。利用这些差别可以构成各种不同原理的继电保护。继电保护由：测量部分，逻辑部分，执行部分。

系统运

行参数

整定值

继电保护基本原理构成

继电保护的任务：

1）当电力系统出现故障时，继电保护装置应能快速、有选择地将故障元件从系统中切除，是故障元件免受损坏，保证系统其他部分继续运行。

2）当电力系统出现不正常工作状态时，继电保护能及时反应，一般发出信号，告诉值班员予以处理；在无人值班时，保护装置可经过延时作用于减负荷或跳闸。

继电保护分为：主保护

后备保护

辅助保护

保护室内装置：

110KV 站保护室内装置：主变保护，线路保护，母联保护，故障录波，通信屏，综合测控屏，电网解列，电度表屏，远动屏，快切屏，频率电压稳定控制屏，直流屏，交流屏，事故照明屏，消弧线圈自动控制屏，注氮灭火装置

主变保护(PST 671U)：提供统一的人机交互界面，完成定值管理、事件录波、输入监视、硬件测试、通信测试和装置设置等

主变保护功能：

1．差动保护：可以防御变压器绕组和引出线的相间及对地短路故障，是大型变 压器最重要、最有效的保护之一。 2．后备保护：（高后备和低后备）变压器高压侧的后备保护，包括：高压侧复合电压闭锁方向过电流保护、高压侧零序方向过电流保护，还有过负荷保护，限时速断、充电保护

3．非量保护：是指由非电气量反映的故障动作或发信的保护，一般是指保护的 判据不是电量（电流、电压、频率、阻抗等），而是非电量。主要包括瓦斯保护（重瓦斯、轻瓦斯）、压力保护、温度及油位保护、冷却器全停保护等，经压板直接出口跳闸或发信报警。

其主接线方式为：高压侧单母分段，低压侧单母分段

保护柜内装置为：差动保护，高后备保护，低后备保护装置，非量保护和高、低压侧操作箱

保护装置中有四个类型的正常显示窗口，说明如下：

1．模拟量监控页：显示所有的设定遥测属性的模拟量（可能包括中间计算模 拟量结果）实时值。

2．压板监控页：显示保护压板名称、状态位图(绿色：退出，红色：投入)和 状态文字。

3．遥信监控页：显示保护遥信名称、状态位图(绿色：退出，红色：投入)和状态文字。

4．工况监控页：显示装置当前接收 GPS/IRIG-B 对时信号是否正常等装置工作状态实时信息。

线路保护（PSL 621C ）：主要用于各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制、备用电源自投及通信监视功能。线路保护装置以距离保护、零序保护和三相一次重合闸为基本配置的成套线路保护装置。本系列保护装置基本配置设有两个硬件完全相同的保护CPU 模件，其中一个保护CPU 完成距离保护功能，另一个保护CPU 完成零序保护和三相一次重合闸功能，各CPU 插件之间相互独立。各种保护功能均由软件实现。线路保

护功能：三段式相间距离、三段式接地距离、四段式零序保护、三相一次重合闸、二段式过流保护、双回线相继速动、不对称故障相继速动、断路器失灵启动、低压减载、低周减载、双母线电压切换回路、出口操作回路、故障录波、故障测距、GPS对时、扑捉同期合闸、通道或通信用光纤接口、第二断路器操作回路、通信接口配置方式与变电站自动化配合

母联保护(PSL 643U):

保护功能配置：1、三段式复压闭锁过流2、三段式零压闭锁零序过流保护3、充电负复压闭锁过流保护4、充电零压闭锁零序过电流保护5、失灵启动保护6、同期合闸

测量控制：1、电流、电压、功率、功率因数等测量2、19路外部开关量输入遥信采集3、断路器位置、手动分闸及事故遥信4、正常断路器遥控分和5、电度量累计6、GPS对时输入

故障录波：一种基于故障录波信息的调度端电网故障诊断系统。目的：提高电力系统调度和运行的水平，提高处理电力系统事故的快速反应能力，确保电力系统安全可高供电

总体上分为：模拟量采集模块、开关量隔离模块、录波主机模块和MMI模块4部分。

录波启动方式：手动启动，开关量启动，模拟量启动，

综合测控（PSR 661）: 装置主要功能包括：开关量信号采集、脉冲信号采集、编码信号采集、温度信号采集、直流信号采集、交流量信号采集、开关量控制输出、模拟量信号输出/遥调、SOE事件顺序记录、同期、变压器分接头调节及滑档闭锁、图形化逻辑可编程功能、间隔五防闭锁、远方就地操控、以及各种通讯接口等。其中交流采集包括：电压、电流、零序电流电压及越限判别、有功、无功、功率因数、谐波及谐波畸变率、计算电度、断线判别、电压不平衡度等。

◆装置各子模块按功能分配，分别有：

●智能开入模块（以下简称DI）；

●智能交流模块（统称AC，含4TV/3TA及同期功能的以下简称AC-1；含6TV/6TA及同期功能的以下简称

AC-2（TV额定电压为57.7V、100V）和AC4-2（TV额定电压为220V、400V）；含3TV/9TA的以下简称

AC-3；含12TV的以下简称AC-U）；

●智能温度直流模块（以下简称TDC）；

●智能控制模块（以下简称CTR）；

●智能开出模块（以下简称OUT、DO）；

●智能温度模出模块（以下简称RTDAO、RTD、AO）；

●智能保持开出开入模块（以下简称LDIO）；

●智能开入开出模块（以下简称DIO）；

●智能开入开出直流模块（以下简称TDIO）；

●智能同期模块（以下简称SYN）；

以及其它可选配模块。

◆各模块功能简述如下：

●DI模块功能包括可配置的开关量采集、脉冲量采集、编码信号等采集；

●AC模块功能包括：电流电压基波和谐波的有效值、有功功率、无功功率、功率因数，总有效值、总有

功功率、真无功功率、总功率因数，基波频率，相电压到线电压的计算，计算电度（正向有功电度、

反向有功电度、正向无功电度和反向无功电度），电能质量参数（三相不平衡度、谐波含有率、总谐波

畸变率等），事件判别记录（CT/PT断线、零序电压越限、零序电流越限）等；

●TDC模块可直接接驳4路三线制RTD和220V、110V、5V、20mA、1mA的电压、电流输入并采集计算；

●OUT、CTR、DO模块可以实现遥控/分接头调节；

●RTDAO模块可以输出模拟量信号，实现遥调等功能, 还可直接接驳10路三线制RTD；

●LDIO模块可以输出磁保持接点，可以配合实现特定五防等功能，还具有16路开入；

●DIO模块同时具有遥信、遥控/分接头调节功能，可实现滑档闭锁等功能；

●TDIO模块同时具有遥信、遥控/分接头调节、直流采集等功能，可实现滑档闭锁等功能；

●SYN模块可实现较复杂的同期功能，如变压器三侧同期和一个半断路器同期等，一般的同期功能由AC-1

或AC-2模块即可完成，如单断路器同期、主变两侧同期等；

●HMI模块是人机接口模块。

●装置管理主模块（以下简称CPU）则负责管理收集各子模块信息和配置，并完成图形化逻辑可编程、

五防闭锁、远方/就地控制、同期投入/退出选择、以及驱动人机接口界面等。

电网解列(SSD5407)：一个电力系统分裂为两个或多个孤立运行系统的过程或操作。电网解列即可能是一种周密计划的紧急措施，也可能是自动保护或调节作用的结果，或是人为错误造成。

装置具有如下功能：

1、解列功能：包括当地振荡解列及低频、低压解列的判别及出口，还可以执行远方送来

的解列命令而出口；

2、监测功能：本装置可以作为区域稳定控制系统的就地单元，为稳定控制决策单元提供

必要的信息（如 U、I、P、Q 等），并能执行决策单元下发的控制命令；

3、扩展功能：如切机等。

本系列装置除了具有以上功能，还有以下一些特点：

1、装置的主处理器为 32 位微处理器，速度快、可靠性高、资源丰富、扩展余地大；

2、整面板 240×128 大屏幕液晶显示器，全汉化操作、显示，人机界面友好；

3、多种通信接口。预留 RS-232、RS-485/422、CAN、双以太网或光纤接口，可以很方便

地与本站或远方系统进行高速通信。

4、A/D 转换精度高、速度快，且无需可调部件，装置自动对采样精度进行调整；

调试功能全面、丰富，调试简单。

电度表屏：主要是作为电厂电能量计量关口点。可与电能量数据采集终端装置和集散控制系统（DCS）、计算机监控系统（NCS）连接或通信。多功能电能表为全电子式，具有正、反和有功、无功电能量双向计量的功能。表内参数可当地或远方下载。电能表采用三相四线制。

远动屏：为调度中心提供实时数据，实现对远方运行设备的监视和控制，包含数据的采集上传，指令的接受

快切屏：

频率电压稳定控制：在电力系统由于无功不足引起电压下降时，自动根据所检测母线的电压判断其是否正常，并发出告警信号

直流屏组：1、蓄电池为固定式阀控蓄电池，共两组，每组17只组成。

2、充电运行时，电池的端电压应为13.38V～13.62V，蓄电池母线电压允许变动范围：231.9V～237.1V，

控制母线电压允许变动范围为：220V±1%，温度变化系数为0.03V/℃，蓄电池母线电压允许变动范

围：238V～251V。合闸母线电压与蓄电池母线电压相同。

3、若站用电低压失电或异常，应尽快恢复站用电，当站用电恢复正常后，应检查充电机是否跳闸，并

恢复运行。

4、直流母线在正常运行和改变运行方式的操作中，严禁脱开蓄电池组。

5、充电、浮充电装置在检修结束恢复运行时，应先合交流侧开关，再带直流负荷。

6、蓄电池室的温度宜保持在（5～30）℃，最高不应超过35℃，并应通风良好。

巡视检查与维护

1、运行中主要监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值、每只单体蓄电池的电压值、运行环境温度、蓄电池组及

直流母线的对地电阻值和绝缘状态，检查蓄电池的单体电压值，连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出，绝缘电阻是否下降，蓄电池通风散热是否良好，温度是否过高等。发现异常时应查明原因，汇报值班负责人。

2、检查直流屏各电源开关的开合位置正常，各指示灯及电压、电流表指示正常，充电机无故障信号。直流接地

检测装置显示数据正常。

3、每月测量、记录全部电池端电压，检查电池接线、螺栓无松动，检查电池温度正常，正常情况下若某一电池

表面温度比其它电池高5℃时，应汇报值班负责人和工区，并采取措施对参数异常电池进行监控，防止电池过热损坏。记录蓄电池室温度，检查通风情况正常。

4、每周测量典型蓄电池电压应在13.38V～13.62V V范围内，检查浮充电流是否合适，试验闪光装置。

直流系统接地处理原则

1、测量正、负对地绝缘电阻，根据天气、有无工作等，对直流系统进行分析判断。

2、对直流系统外部进行检查，无异常。

3、直流系统接地时，不允许用拉合直流电源的方法寻找接地点。

查找直流接地时的注意事项

1、发生直流系统接地时，禁止在二次回路上工作。

2、查找和处理必须有两人进行。用微机直流绝缘监察装置侧判断是哪条支路接地，然后报告调度员后再对相应

直流回路进行试拉，断开直流时间不得超过3S。试拉如接地消失，再试拉分支回路，直至找到接地点。对直流回路进行试拉，试拉时，一人试拉一人监视接地信号变化。试拉的原则依照先拉对保护无关的回路，如照明回路、充电机、合闸回路等。在试拉110kV线路等保护前、应先经调度员同意，并停用与此有关的保护跳闸压板。

3、处理时不得造成直流回路短路或另一点接地。

4、在试拉时，如接地点消失，应再对回路做分析试拉，直到找出接地点。

蓄电池温度

1、为保证电池的高效率运行，电池室内温度应保持在5℃～30℃范围内。当室内温度低于5℃时应对电池采取保

温措施，高于30℃时应采取降温措施。

2、运行中如发现电池温度超过45℃时，应立即采取降温措施，均充可转为浮充或停止充电。任何情况下电池温

度不得超过55℃。

3、阀控密封铅酸蓄电池壳体变形，一般造成的原因有充电电流过大、充电电压超过了 2.4V×10

4、内部有短路

或局部放电、温升超标、安全阀动作失灵等原因造成内部压力升高。处理方法是减小充电电流，降低充电电压，检查安全阀是否堵死。

4、运行中浮充电压正常，但一放电，电压很快下降到终止电压值，一般原因是蓄电池内部失水干涸、电解物质

变质，处理方法是更换蓄电池。

蓄电池故障及处理

1、阀控密封铅酸蓄电池壳体变形，一般造成的原因有充电电流过大、充电电压超过了14.4V×N、内部有短路或

局部放电、温升超标、安全阀动作失灵等原因造成内部压力升高。处理方法是减小充电电流，降低充电电压，检查安全阀是否堵死。

2、运行中浮充电压正常，但一放电，电压很快下降到终止电压值，一般原因是蓄电池内部失水干涸、电解物质

变质，处理方法是更换蓄电池。

交流屏：

事故照明：

消弧线圈自动控制屏：集成了各种计算、控制功能，同时具备与站控层信息交互的能力，是实现消弧线圈自动调谐的关键装置

注氮灭火装置：

9.1 一般规定

9.1.2 继电保护及自动装置二次回路的检查与试验工作，应持检修工作票进行，事故抢修除外。

9.1.3 继电保护、自动装置及二次回路的检修与试验应配合主设备停电进行，只有在下列情况下，方允许对不停电设备的继电保护及自动装置进行检修与试验。

9.1.3.1 有两种以上保护装置，可互为备用时。

9.1.3.2 用临时保护代替时。

9.1.4 在运行中的继电保护与自动装置，电流回路上进行测量与试验工作，应在其电流端子排上进行，并做好防止造成电流互感器开路的措施。

9.1.5 在继电保护及自动装置和二次回路上所进行的一切工作，均应记入相应的记录薄内。

9.1.6 继电保护及自动装置的投停及运行方式的改变，应按调度的命令执行。

9.1.10 继电保护及自动装置，保护压板及切换开关均有明确名称和编号，其运行方式改变应通过压板或切换开关来实现。

9.1.11 每次巡视时应按下列项目对继电保护及自动装置进行一次检查：

9.1.11.1 装置所有开关、保险、试验部件，压板位置应正确。

9.1.11.2 二次回路接线端子无松动，外皮无破损。

9.1.11.3 装置有无动作信号，及其它异常现象。

9.1.12 当系统发生故障时，值班人员应检查保护信号，做好记录后复归，汇报调度员，检查工作应两人进行。

9.1.13 所有设备的保护跳闸压板，保护方式压板及自动装置运行方式压板，切换开关的投停操作，均由值班人员进行，检修人员在检修中如需改压板时，应经调度同意后，由值班人员负责执行。

9.1.14 设备停电检修时，对有可能引起其它保护误动的，应经值班调度员同意，解除其压板，设备投入运行前应将其压板投上。

9.1.15 保护运行注意事项

9.1.15.1 投入保护装置的顺序为，先投入直流电源，后投入出口压板，停用保护装置的顺序与此相反。

9.1.15.2 保护装置投跳闸压板前，必须检查信号指示正常。

9.1.16 值班人员应检查以下项目：

9.1.16.1 检查直流系统的绝缘良好

9.1.16.2 检查校对上一班试验过的二次设备，改过的定值压板等是否符合运行要求。

9.1.17 保护运行注意事项

9.1.17.1 投入保护装置的顺序为，先投入直流电源，后投入出口压板，停用保护装置的顺序与此相反。

9.1.17.2 保护装置投跳闸压板前，必须检查信号指示正常，保护装置投跳闸前还应用高内阻电压表测量压板两端电压的方法验证保护装置确实未给出口跳闸或合闸脉冲。