kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理課件

1、kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理110kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理作者：潘輝、周強(qiáng)kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理 前言：前言：本次技術(shù)講課主要講解的是我局所屬110kV變電所的主接線方式、保護(hù)配置、及典型事故分析。由于本人技術(shù)有限，可能講解的不夠全面，不是完全的正確，請(qǐng)大家予以指正。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理第一章第一章 110kV110kV變電所主接線變電所主接線 現(xiàn)階段我局共有110kV變電站29座，而根據(jù)供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境條件等多個(gè)因素，采用了不同的主接線方式，其中大多數(shù)采用內(nèi)橋、單母線分段接線，還有少量的線變組接線，如麗都變。各種接線都有其特有的優(yōu)缺點(diǎn)： kV變電站保

2、護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理一、內(nèi)橋接線： 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少、接線清晰簡(jiǎn)單，引出線的切除和投入比較方便，運(yùn)行靈活性好，還可采用備用電源自投裝置。 缺點(diǎn)：當(dāng)變壓器檢修或故障時(shí)，要停掉一路電源和橋斷路器，并且把變壓器兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)，然后再根據(jù)需要投入線路斷路器，這樣操作步驟較多，繼電保護(hù)裝置也較復(fù)雜。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理二、單母分段接線： 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任意元件故障或檢修，均須使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部母線仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。kV變

3、電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理三、線變組接線 ： 優(yōu)點(diǎn)：具有小型化、高可靠性、安全性好、安裝周期短、維護(hù)方便、檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：設(shè)備價(jià)格昂貴，一般在環(huán)境污穢條件惡劣，地價(jià)昂貴的城區(qū)等少數(shù)變電所采用。 kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理第二章第二章 110kV110kV變電所主要的保變電所主要的保護(hù)配置護(hù)配置 繼電保護(hù)裝置的作用繼電保護(hù)裝置的作用：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能自動(dòng)、快速、有選擇性的跳開(kāi)開(kāi)關(guān)，切除故障設(shè)備，保證非故障設(shè)備的正常運(yùn)行。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理一、線路保護(hù) 線路保護(hù)的配置主要是當(dāng)線路發(fā)生瞬時(shí)或永久故障時(shí)，保護(hù)能快速、可靠、正確的切除線路故障，以保證其余

4、設(shè)備的正常運(yùn)行。1 1、10kV10kV線路保護(hù)線路保護(hù) 三段式過(guò)流保護(hù)：電流速動(dòng)保護(hù)、限時(shí)電流速動(dòng)保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)； 過(guò)流加速保護(hù)：是獨(dú)立的一段過(guò)流保護(hù)，與重合閘配合可選擇前加速或后加速； 三相一次重合閘；2 2、35kV35kV線路保護(hù)線路保護(hù) 三段式過(guò)流保護(hù)：電流速動(dòng)保護(hù)、限時(shí)電流速動(dòng)保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)； 過(guò)流加速保護(hù)：是獨(dú)立的一段過(guò)流保護(hù)，與重合閘配合可選擇前加速或后加速； 三相一次重合閘；kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理二、主變保護(hù) 現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，在構(gòu)造上是比較可靠的，故障機(jī)會(huì)較少。但在實(shí)際運(yùn)行中，還要考慮發(fā)生各種故障和異常工作情況的可能性，因此必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)專

5、用的保護(hù)裝置。 變壓器的故障可分為本體故障和引出線故障兩種。本體故障主要是：相間短路.繞組的匝間短路和單相接地短路。發(fā)生本體故障是很危險(xiǎn)的因?yàn)槎搪冯娏鳟a(chǎn)生的電弧不僅會(huì)破壞繞組的絕緣，燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，還可能引起變壓器油箱的爆炸。變壓器的引出線故障，主要是引出線上絕緣套管的故障，這種故障可能導(dǎo)致引出線的相間或接地短路。以下接合主接線圖，分析一下主變保護(hù)的保護(hù)范圍及動(dòng)作情況： kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理1、主變差動(dòng)保護(hù) 作為主變壓器線圈匝間短路及保護(hù)范圍內(nèi)相間短路和110kV側(cè)單相接地短路的主保護(hù)。正常保護(hù)范圍為主變?nèi)齻?cè)差動(dòng)CT之間。2、主變后備保

6、護(hù) 主變常見(jiàn)的后備保護(hù)有復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)、零序電流保護(hù)、零序電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流等保護(hù)。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理 （1）復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù) 可作為變壓器內(nèi)外部各種故障的后備保護(hù)，主要由復(fù)合電壓元件（負(fù)序及相間電壓），過(guò)流元件及時(shí)間元件等構(gòu)成。 相間低電壓定值U1應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行的最大運(yùn)行電壓。 U1=0.7Ue=70 V 負(fù)序電壓定值U2應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行的最大不平衡電壓。 U2=0.07Ue=7 V 過(guò)電流定值Idz應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行的最大負(fù)荷電流。 Idz=1.4Ibe 時(shí)間定值Tdz：變壓器中低壓側(cè)的時(shí)間定值Tdz應(yīng)考慮與中低壓側(cè)出線的時(shí)間定值Tdz相配合；變壓器高

7、壓側(cè)的時(shí)間定值Tdz應(yīng)考慮與中低壓側(cè)的時(shí)間定值Tdz相配合 。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理（2）零序電流保護(hù)定值 零序電流保護(hù)作為大接地系統(tǒng)接地故障的后備保護(hù)。其電流一般取自變壓器中性點(diǎn)接地閘刀支路，因此只適應(yīng)于中性點(diǎn)直接接地的變壓器。 kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理（3）變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù)（間隙保護(hù)） 在大接地系統(tǒng)中，如失去所有的變壓器中性點(diǎn)而單相接地故障依然然存在，變壓器中性點(diǎn)對(duì)地電壓將升高到相電壓，出線端的相電壓將升高到線電壓，這對(duì)分級(jí)絕緣變壓器的絕緣安全構(gòu)成威脅。因此，必須在變壓器中性點(diǎn)接地刀閘支路旁并接放電間隙，同時(shí)設(shè)置零序過(guò)壓保護(hù)來(lái)保障變壓器中性點(diǎn)的絕緣安全。間隙放電后，

8、電弧的能量會(huì)很快燒毀間隙，為保護(hù)間隙必需盡快切除變壓器。所以又在間隙回路設(shè)置間隙過(guò)流保護(hù)。 零序過(guò)壓保護(hù)定值Uoj：按PT開(kāi)口可能出現(xiàn)的最大零序電壓整定Uoj=180 V 間隙過(guò)流定值，按規(guī)程規(guī)定一次值一般取 Ioj=100A 間隙保護(hù)時(shí)間Toj一般取兩段時(shí)間0.3/0.5S。 中低壓側(cè)接有小電源時(shí)，0.3S跳電源聯(lián)絡(luò)線。0.5S跳主變各側(cè)。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理（4）各保護(hù)的保護(hù)范圍及動(dòng)作情況。 110kV復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)：保護(hù)動(dòng)作跳主變?nèi)齻?cè)及110kV母分開(kāi)關(guān)，它是35kV、10kV母線的后備保護(hù)和線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，是變壓器最后一級(jí)跳閘保護(hù)。 110kV零序過(guò)流保護(hù)：保護(hù)

9、動(dòng)作跳主變?nèi)齻?cè)及110kV母分開(kāi)關(guān)。 110kV零序電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)：保護(hù)動(dòng)作跳主變?nèi)郎y(cè)及110kV母分開(kāi)關(guān)。 110kV間隙零序過(guò)流保護(hù)：保護(hù)動(dòng)作跳主變?nèi)齻?cè)及110kV母分開(kāi)關(guān)。 35kV復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流：作為35kV母線故障的主保護(hù)，35kV線路的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作跳主變35kV開(kāi)關(guān)。 35kV復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流：方向朝主變，該保護(hù)在主變110kV送電時(shí)停用，當(dāng)由主變110kV 側(cè)開(kāi)口，35kV送10kV時(shí)投入。保護(hù)動(dòng)作跳主變35kV開(kāi)關(guān)和主變10kV開(kāi)關(guān)。 10kV復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流：作為10kV母線故障的主保護(hù)，10kV線路的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作跳主變10kV開(kāi)關(guān)。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)：接于11

10、0kV套管流變、35kV流變、10kV流變，當(dāng)主變過(guò)載時(shí)經(jīng)一定延時(shí)發(fā)信，正常運(yùn)行時(shí)該保護(hù)投入。 kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理 3、主變本體保護(hù) 主變本體保護(hù)又稱非電量保護(hù)，主要包括主變本體重瓦斯、有載重瓦斯、本體輕瓦斯、有載輕瓦斯和本體壓力釋放。 瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，它利用油浸式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生任一種故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生氣體來(lái)動(dòng)作，它具有較高的靈敏度，包括氣體的體積及其形成的速度分為輕瓦斯、重瓦斯；更換或檢修后的變壓器，在投入運(yùn)行時(shí)須將重瓦斯投入跳閘； 主變壓力釋放閥：當(dāng)主變內(nèi)部故障時(shí)，內(nèi)部壓力達(dá)到整定值時(shí)，壓力釋放閥動(dòng)作，作用為跳主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)或信號(hào)報(bào)警。 本體重瓦斯、有載調(diào)壓

11、重瓦斯：可選擇分別跳主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)及110kV母分開(kāi)關(guān)或發(fā)信報(bào)警。 本體輕瓦斯、有載調(diào)壓輕瓦斯、溫度過(guò)高、油位異常：經(jīng)延時(shí)發(fā)信報(bào)警。 本體壓力釋放一般用于發(fā)信報(bào)警。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理注意：注意：在內(nèi)橋接線中，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)，而相應(yīng)的110kV進(jìn)線、110kV母分開(kāi)關(guān)在運(yùn)行或熱備用狀態(tài)時(shí)，應(yīng)考慮將主變跳相應(yīng)的110kV進(jìn)線和110kV母分開(kāi)關(guān)的連 跳壓板取下。即主變差動(dòng)、主變本體、主變110kV后備保護(hù)跳110kV進(jìn)線和110kV母分開(kāi)關(guān)出口壓板。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理第三章 110kV變電所典型事故分析 以 下事 故 分析 僅 以右 側(cè) 的110kV內(nèi)橋 接 線的 三 圈

12、變?yōu)槔簁V變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理某110kV變電所正常運(yùn)行方式： 1101線送110kVI段母線、110kVI段母線壓變、避雷器、1#主變。 1102線送110kVII段母線、110kVII段母線壓變、避雷器、2#主變。 110kV母分熱備用。（110kV備投裝置備110kV母分） 1#主變35kV經(jīng)35kVI段母線送：35kVI段母線壓變、避雷器及35kVI段母線上的所有出線。 2#主變35kV經(jīng)35kVII段母線送：35kVII段母線壓變、避雷器及35kVII段母線上的所有出線。 35kV母分熱備用。（35kV備投裝置備35kV母分） 1#主變10kV經(jīng)10kVI段母線送：10kV

13、I段母線壓變、避雷器及10kVI段母線上的所有出線。 2#主變10kV經(jīng)10kVII段母線送：10kVII段母線壓變、避雷器及10kVII段母線上的所有出線。 10kV母分熱備用。（10kV備投裝置備10kV母分）kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理事故分析一：事故分析一：110kV母分開(kāi)關(guān)與流變間發(fā)生單相永久故障。 事故跳閘開(kāi)關(guān)及主要保護(hù)動(dòng)作情況事故跳閘開(kāi)關(guān)及主要保護(hù)動(dòng)作情況: :1002線開(kāi)關(guān)、2#主變35kV開(kāi)關(guān)、2#主變10kV開(kāi)關(guān)、10kV1、2、3、4電容器開(kāi)關(guān)跳閘，10kV母分、35kV母分開(kāi)關(guān)合閘。2主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，10kV備投裝置動(dòng)作，35kV備投裝置動(dòng)作，10kV1、2、3、

14、4電容器低電壓保護(hù)動(dòng)作。 事故處理：事故處理：現(xiàn)場(chǎng)檢查為110kV母分流變A相靠開(kāi)關(guān)側(cè)有明顯的對(duì)地閃落、接地痕跡。保護(hù)檢查為2#主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作,跳1002線、2#主變35kV、10kV開(kāi)關(guān)，35kV、10kV備投裝置動(dòng)作分別合35kV母分開(kāi)關(guān)和10kV母分開(kāi)關(guān)。由于故障點(diǎn)位于110kV母分開(kāi)關(guān)和I段母線閘刀間,仍故障點(diǎn)存在，由對(duì)側(cè)電源的零序II段保護(hù)（或接地距離保護(hù)II段）動(dòng)作跳對(duì)側(cè)的1001線，造成本變電所全所失電，匯報(bào)杭調(diào)、蕭調(diào)。首先隔離故障點(diǎn)，根據(jù)杭調(diào)令：110kV母分開(kāi)關(guān)熱備用改冷備用（包括停用110kV備投裝置）。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理蕭調(diào)令：蕭調(diào)令：1、停用35kV、1

15、0kV備投裝置；2、35kV、10kV線路由運(yùn)行改熱備用；3、1#主變35kV側(cè)由運(yùn)行改熱備用；4、1#主變10kV側(cè)由運(yùn)行改熱備； (由對(duì)側(cè)電源對(duì)本電所110kVI段母線進(jìn)行沖擊正常)5、1#主變35kV側(cè)由熱備用改運(yùn)行；6、1#主變10kV側(cè)由熱備用改運(yùn)行；7、35kV線路由熱備用改運(yùn)行 ；8、10kV線路由熱備用改運(yùn)行；(能帶多少負(fù)荷就送多少線路)9、1002線由熱備用改運(yùn)行（由對(duì)側(cè)電源對(duì)本變電所110kV段母線進(jìn)行沖擊正常）；10、2#主變35kV側(cè)由熱備用改運(yùn)行；11、2#主變10kV側(cè)由熱備用改運(yùn)行；12、35kV母分由運(yùn)行改熱備用（包括投入35kV備投裝置）；13、10kV母分由

16、運(yùn)行改熱備用（包括投入10kV備投裝置）；14、35kV線路由熱備用改運(yùn)行；15、10kV線路由熱備用改運(yùn)行；（前面未送完的負(fù)荷）杭調(diào)令：杭調(diào)令：110kV母分由冷備用改開(kāi)關(guān)檢修。kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理事故分析二：事故分析二：當(dāng)一臺(tái)主變故障后，另一臺(tái)主變出現(xiàn)超負(fù)荷 開(kāi)關(guān)及主要保護(hù)動(dòng)作情況：開(kāi)關(guān)及主要保護(hù)動(dòng)作情況：1001線開(kāi)關(guān)、1主變35kV開(kāi)關(guān)、1主變10kV開(kāi)關(guān)、10kV1、3電容器開(kāi)關(guān)跳閘；10kV母分開(kāi)關(guān)、35kV母分開(kāi)關(guān)合閘。1主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作、35kV備投裝置動(dòng)作、10kV備投裝置動(dòng)作、10kV1電容器低電壓保護(hù)動(dòng)作、10kV3電容器低電壓保護(hù)動(dòng)作、2主變過(guò)負(fù)荷等光字牌亮

17、。 事故檢查及處理：事故檢查及處理：現(xiàn)場(chǎng)檢查1主變差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)在1主變10kV穿墻套管A、B相有裂紋，有相間閃落過(guò)的痕跡，造成1主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)1001線開(kāi)關(guān)、主變35kV開(kāi)關(guān)和10kV開(kāi)關(guān)，引起35kV備投裝置和10kV備投裝置動(dòng)作分別合35kV母分和10kV母分，由2主變供全所負(fù)荷，造成2主變過(guò)負(fù)荷，匯報(bào)蕭調(diào)、杭調(diào)。首先考慮到2主變已經(jīng)過(guò)負(fù)荷，應(yīng)由蕭調(diào)控制10kV負(fù)荷，對(duì)10kV線路進(jìn)行拉閘，使主變負(fù)荷在額定負(fù)荷以下。然后隔離故障點(diǎn)：kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理1、停用10kV備投裝置2、停用35kV備投裝置3、1主變10kV側(cè)由熱備用改冷備用4、1主變35kV側(cè)由熱

18、備用改冷備用5、1主變110kV側(cè)由運(yùn)行改冷備用 為了使2主變?cè)跐M負(fù)荷的情況下不發(fā)生溫度過(guò)熱的現(xiàn)象，可以將1主變的一部份負(fù)荷轉(zhuǎn)移出去，以下有兩種方法：方法一：35kV一部分負(fù)荷可以改由其余電源點(diǎn)提供，比如將3302線上所帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移至3302線所在35kV變電所的另外一條進(jìn)線上去。方法二：考慮到1主變的事故處理時(shí)間可能較長(zhǎng)，可以考慮由另外的110kV變電所、220kV變電所通過(guò)本變電所的35kV聯(lián)絡(luò)線3301線轉(zhuǎn)供35kVI段母線負(fù)荷，以達(dá)到減小2主變負(fù)荷目的，根據(jù)蕭調(diào)令：1、停用3301線保護(hù)2、停用3301線重合閘3、3301線由冷備用改運(yùn)行4、35kV母分由運(yùn)行改熱備用最后將1主變改檢修及

19、恢復(fù)送電。杭調(diào)令：1、停用110kV備投裝置2、1001線由熱備用改運(yùn)行（包括投入110kV備投裝置）蕭調(diào)令：1、10kV1電容器由熱備用改運(yùn)行2、10kV3電容器由熱備用改運(yùn)行3、1主變由冷備用改10kV側(cè)開(kāi)關(guān)主變檢修kV變電站保護(hù)配置及常見(jiàn)事故處理事故分析三：事故分析三：35kVI段母線電壓異常，三相電壓不一致 蕭調(diào)通知蕭調(diào)通知：35kVI段母線電壓異常，三相電壓不一致。 事故檢查事故檢查：現(xiàn)場(chǎng)后臺(tái)機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)35kVI段母線電壓異常，A相電壓為19.2kV，C相電壓為20.5kV，B相電壓為20kV?！?#主變35kV電壓回路斷線”光字牌亮。現(xiàn)場(chǎng)35kVI段母線電壓檢查未發(fā)現(xiàn)異常的聲響和氣味，所以根據(jù)現(xiàn)象初步判斷為35kVI段母線壓變A相二次熔絲熔斷。 事故處理：事故處理：用萬(wàn)用表測(cè)量35kVI段母線壓變二次熔絲上下樁頭電壓值：A相上下樁頭電壓為53V，B相上下樁頭為57V，C相上下樁頭為57.2V。壓變二次熔絲完好，估計(jì)是由于A相高壓熔絲未完全熔斷造成。