500KV變電站保護配置

.../500KV變電站繼電保護的配置一、500KV變電站的特點：1容量大、一般裝750MVA主變1-2臺,容量為220KV變電站5-8倍。2出線回路數(shù)多一般500KV出線4-10回220KV出線6-14回3低壓側(cè)裝大容量的無功補償裝置〔2×120MAR4在電力系統(tǒng)中一般都是電力輸送的樞紐變電站。其地位重要,變電站的事故或故障將直接影響主網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。5500KV系統(tǒng)容量大,一次系統(tǒng)時常數(shù)增大〔50-200ms。保護必須工作在暫態(tài)過程中,需用暫態(tài)CT。6500KV變電站,電壓高、電磁場強、電磁干擾嚴重,包括對一些儀器儀表工作的干擾。二、500KV變電站主設(shè)備繼電保護的要求1500KV主變、線路、220KV線路,500KV‘220KV母線均采用雙重化配置。2近后備原則3>復(fù)用通道〔包用復(fù)用截波通道,微波通道,光纖通道。三、500KV線路保護的配置1、500KV線路的特點a>長距離200-300km,重負荷可達100萬千瓦。使短路電流接近負荷電流,甚至可能小于負荷電流例：平式初期：姚雙線在雙河側(cè)做人工短路試驗。姚側(cè)故障相電流僅1200多A。送100萬瓦千負荷電流=1300Ab>500KV線路有許多同桿并架雙回線,因其輸送容易大,發(fā)生區(qū)內(nèi)異名相跨線故障時,不允許將兩回線同時切除。否則將影響系統(tǒng)的安全運行,線路末端跨線故障時,首端距離保護,會看成相間故障。c>500KV一般采用1個半開關(guān)接線,線路停電時,開關(guān)要合環(huán),需加短線保護。d>線路輸送功率大,穩(wěn)定儲備系數(shù)小,要保證系統(tǒng)穩(wěn)定,要求保護動作速度快,整個故障切除時間小于100ms。保護動作時間一般要≤50ms?！踩€故障e>線路分布電容大500KV線路、相間距離為13m、線分裂距離45cm、正四角分裂、相對地距離12m。線路空投時,未端電壓高。要加并聯(lián)電抗器,并聯(lián)電抗器保護需跳對側(cè)開關(guān),需加遠方跳閘保護。f>500KV線路一般采用單相重合閘,為限制潛供電流,中性點要加小電抗器2、配置原則：1500KV線路保護配置原則：設(shè)置兩套完整、獨立的全線速動保護,其功能滿足：每一套保護對全線路內(nèi)部發(fā)生的各種故障〔單相接地、相間短路,兩相接地、三相短路、非全相再故障及轉(zhuǎn)移故障應(yīng)能正確反映每套保護具有獨立的選相相功能,實現(xiàn)分相和三相跳閘,當一套停用時,不影響另一套運行。兩套保護的交流電流、電壓、直流電源彼此獨立斷路器有2組挑圈時,每套保護分別起動一組跳閘線圈每套主保護分別使用獨立的通道信號傳輸設(shè)備,若一套采用專用收發(fā)信機,另一套可與通訊復(fù)用通道。2>500KV線路后備保護的配置原則線路保護采用近后備方式每條線路均應(yīng)配置反映系統(tǒng)D1、D1-1、D2、D3各種類型故障的后備保護,當雙重化的主保護均有完善后備保護時可不另配。對相間短路,配三段式距離、對接地故障,配三段接地距離和反時限零序保護,過度電阻>300歐配過電壓和遠方跳閘保護。3.500KV線路保護的配置1、主保護：1.1縱聯(lián)保護：由繼電保護和通訊兩部分組成縱聯(lián)方向保護：由線路兩側(cè)方向元件分別對故障方向作出判斷,并將判斷結(jié)果通過通道傳送給對側(cè),兩側(cè)保護根據(jù)方向元件和通道信號進行綜合判斷,決定區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。根據(jù)通道信號在綜合判斷中的作用,縱聯(lián)方向保護可分為允許式和閉鎖式?？v聯(lián)閉鎖式方向保護500KV線路用得較少〔僅行波縱聯(lián)允許式方向保護：縱聯(lián)方向保護中的方向元件：

a>另序方向元件b>負序方向元件c>相電壓補償式方向元件d>工頻變化量方向元件e>行波方向元件g>阻抗方向元件,縱聯(lián)距離保護縱聯(lián)閉鎖式距離保護縱聯(lián)允許式距離保護縱聯(lián)超范圍允許式距離保護縱聯(lián)欠范圍允許式距離保護當方向元件由距離元件構(gòu)成時,其構(gòu)成方式有兩種,由距離I段發(fā)訊的為欠范圍允許式,POTTIIIII段發(fā)訊的叫超范圍允許式,PUTTPOTTK1-3通PUTTK2-3通T11-8ms抗干擾延時記憶50ms保證對側(cè)可跳閘?？v聯(lián)保護的通道：1.專用通道：1.1專用載波通道：保護裝置自配高頻收發(fā)機,直接利用電力線載波通道的一相或經(jīng)分頻器與其他保護和穩(wěn)定裝置復(fù)用〔一般用220KV系統(tǒng),常用單頻制1.2專用光纖通道：保護裝置與光、接點轉(zhuǎn)換裝置如POX-40E,JSJ-900配合,直接利用OPGW的光纖芯傳送保護信息〔小于60KM的線路500KV線路保護、遠跳公用光、接點轉(zhuǎn)換裝置。2.復(fù)用通道：2.1復(fù)用載波通道：一般載波機提供保護裝置2個快速命令〔A、B2個慢速命令〔C、D主保護利用A或B命令,遠跳利用C命令,穩(wěn)定裝置利用D命令2.2復(fù)用光纖通道：保護裝置與光、接點轉(zhuǎn)換裝置如POX-40E,JSJ-900配合,利用64K/S經(jīng)PCM復(fù)用SDH或PDH,或利用2M/S復(fù)用SDH或PDH,保護、遠跳公用光、接點轉(zhuǎn)換裝置POX-40E,JSJ-9001.2相差高頻保護：一般500KV線路不用。1.3導(dǎo)引線差動保護：短線路用。1.4光纖電流差動保護：比較被保護線路兩側(cè)電流的幅值和相位,而兩側(cè)電流的幅值、相位、需用光纖通道傳輸。工作原理：1.1│Im+In│－K│Im-In│≥IoK制動系數(shù)IO最小啟動電流正常運行或外部故障時ImIn相差1800Im+In=0Im-In=2Im或2In內(nèi)部故障ImIn相差00Im+In較大Im-In較小且乘＜1的K值。1.2│Im+In│－K{│Im│+│In│}≥IoPCM脈碼調(diào)制數(shù)字電流差動保護：模擬量電流經(jīng)隔離,強弱電轉(zhuǎn)換,濾波〔低通采樣-摸數(shù)復(fù)換經(jīng)P/S轉(zhuǎn)換為串行碼。一送IF接口-64K/S的電信號-PCM-2M/S。電流采樣同步的概念：線路各側(cè)保護裝置受各自晶振的控制,以相同的頻率采樣。兩側(cè)開始采樣的時刻不相同。按差動保護算法要求,參加差動運算的兩側(cè)電流量,必須是同時刻的采樣值。因此,差動保護裝置必須采取措施,保證兩側(cè)同時采樣或?qū)蓚?cè)采樣數(shù)據(jù)進行同步處理。電流采樣同步的方法：1.采樣數(shù)據(jù)修正法：M側(cè)在第一個采樣點向N側(cè)傳送信息,含采樣點的序號。采樣的時刻,N側(cè)在收到M〔1的信息時,計算收到M〔1時刻與N側(cè)上一個采樣點的時間差△t〔N2N側(cè)在緊隨的下一采樣點〔N3向M側(cè)發(fā)送信息,含△t1的值,M〔1N3的時刻及電流數(shù)據(jù)量。M側(cè)在收到N3點的信息時計算收到N3與本側(cè)上一采樣點M〔6的時間差△t2,并可由此計算通道延時。M側(cè)用收到N3的時間—Td延時?？芍狽側(cè)N3的采樣時間對應(yīng)本側(cè)的采樣時間,進而確定兩側(cè)電流采樣數(shù)據(jù)。在M側(cè)同一時標下時間差△t,即和M〔4的時間差。M側(cè)在進行差動計算時,將N3的電流修正△t時間所對應(yīng)的角度即可。優(yōu)缺點：=1\*GB2⑴線路兩側(cè)裝置各自獨立,地位相等,無主從之分。當通道收、發(fā)路由相同時,Td測好以后,一般不會變化。偶爾的通道干擾或通信中斷時,不會影響采樣同步。通道恢復(fù)后,根據(jù)收到的電流數(shù)據(jù)迅速進行差動計算。=2\*GB2⑵每次要計算Td延時,每幀數(shù)據(jù)要修正處理,只能用于傳送相量的差動,瞬時值差動不能用。采樣時刻調(diào)整法假設(shè)：兩采樣周期相等,通道收發(fā)延時相同。未調(diào)整前,兩側(cè)采樣間隔相等,則△t=從端〔同步端先發(fā)出一幀同步請求命令問主端〔參考端。主端收到從端同步命令時,計算從收到時刻到下一個采樣點的時間Tm,并在緊隨的采樣點向從端發(fā)送信息,將Tm的值通知從端。從端收到信息后,將計算收到主端信息與下一采樣點時間求差,即可算出兩采樣時間差,經(jīng)過數(shù)次調(diào)整△t=0,本側(cè)按主側(cè)時鐘采樣。優(yōu)缺點：優(yōu)：采樣同步后,差動保護算法處理簡單,即可傳送矢量方式也可傳送瞬時值方式缺：通道中斷后,同步較為復(fù)雜時鐘校正法：同步端在tss時間向參考端發(fā)一幀報文,含tss時刻,參考端在tmr時刻收到同步端報文,并在tms時刻向同步端返一幀報文,并告知tmr時刻。tms時刻及tms-tms時間差,同步端在tsr時刻收到報文,并可計算Td=若兩側(cè)時鐘無偏差,Td1=tsr-tms與上式計算相等。若兩側(cè)時鐘無偏差,則不等。同步端根據(jù)Td-Td1來校正自己的時鐘,消除偏差。時鐘同步后,傳輸電流數(shù)據(jù)時帶上時標,便可進行計算。GPS同步法：用GPS對兩側(cè)裝置對時,和時鐘調(diào)法相同參考矢量同步法利用線路模型計算出代表同一個量的兩個矢量,利用兩個矢量的相位差實現(xiàn)同步。對序號=1\*GB2⑴傳誦數(shù)據(jù)時帶上編號光纖差動的通道=1\*GB2⑴專用光纖通道使用專用光纖芯作為保護信息傳送通道,一般留兩芯備用。其專用光纖芯中的信息根據(jù)保護裝置不同,可以是64k/s,也可以是2M/s。時鐘應(yīng)設(shè)為主-主方式。即保護發(fā)送數(shù)據(jù),采用裝置時鐘〔也稱內(nèi)時鐘方式接收時從打包的數(shù)據(jù)流中提取時鐘。=2\*GB2⑵復(fù)用光纖通道：時鐘設(shè)置為從-從方式〔外時鐘方式要用提取時鐘作為寫入時鐘。采集到同一時刻的采樣值后,在進行數(shù)據(jù)傳送時,要傳送該幀數(shù)據(jù)的編號〔4。主機在收到其編號后再將它送回,從機在采集第8組數(shù)據(jù)時,收到主機信號〔第3組數(shù)據(jù)其中包含本側(cè)送去的編號4。從機便知道主機的第3組信號和本側(cè)第6組信號〔4+8/2=6為同一時刻采樣值。數(shù)據(jù)通訊的幀格式：一幀信號的格式,各裝置不盡相同,但其包含的基本要素相同,每幀包含有：控制字、采樣標號：iA、iB、iC、開關(guān)量、效驗碼CRC控制字采樣標號iAiBiC開關(guān)量CRC1字節(jié)1字節(jié)4字節(jié)4字節(jié)4字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)控制字：含幀的性質(zhì)、保護啟動元件的邏輯狀態(tài)、數(shù)據(jù)窗的選擇、三跳位置。采樣標號：二進字的八位數(shù),每采樣一次加一。三相電流相量：每相4字節(jié)前2個后三個。CRC：效驗碼。光纖差動保護的時鐘設(shè)置：1專用光纖通道發(fā)送數(shù)據(jù)采用內(nèi)部時鐘,兩側(cè)裝置發(fā)送時鐘工作在主一主方式,接收時鐘采用從接收數(shù)據(jù)流中提取時鐘。復(fù)用方式：若經(jīng)PCM復(fù)用SDH〔PDH時,兩側(cè)保護裝置發(fā)送時鐘工作在從一從方式下,數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均為同一時鐘源,但為2M/S復(fù)用SDH〔PDH時,兩側(cè)保護裝置設(shè)為主時鐘,若主通道為PDH時,其PDH設(shè)備,一側(cè)設(shè)為主時鐘,另一側(cè)設(shè)為從時鐘。2500KV線路的后備保護2.1配三段相間距離2.2配三段接地距離2.3配三段另序方向或另序反時限3500KV線路的輔助保護3.1三相過電壓保護,第一時間跳本側(cè),第二時間跳對側(cè)3.2短線保護〔合環(huán)運行時用3.3遠方跳閘保護〔加就地判拒4500KV線路重合閘4.1線路重合閘配置：按開關(guān)配置每個開關(guān)僅配置一套重合閘裝置4.2重合閘啟動方式：保護啟動、開關(guān)位置不對應(yīng)啟動。4.3重合閘溝三跳：只能溝開關(guān)本身三跳,不能溝線路保護三跳。4.4重合閘優(yōu)先合閘：回路優(yōu)先、時間優(yōu)先。4.5重合閘長、短延時：220KV有縱聯(lián)保護,用短延時,無縱聯(lián)保護用長延時,500KV無縱聯(lián)保護,線路不能運行,優(yōu)先合閘,用短延時,后合閘用長延時。5500KV開關(guān)失靈保護：5.1開關(guān)失靈保護配置：按開關(guān)配置,每個開關(guān)每個開關(guān)僅配置一套失靈保護,但應(yīng)跳開關(guān)的兩個跳圈。5.2500KV變壓器保護、500KV電抗器保護啟動失靈保護時,應(yīng)加負序電流、零序電流、低功率因數(shù)等作為相電流輔助判據(jù)。5.3相鄰開關(guān)的含義：電氣上的相鄰,5.4變壓器高、中壓開關(guān)失靈保護在跳相鄰開關(guān)的同時,應(yīng)跳變壓器各電源側(cè)開關(guān)。5.5斷路器死區(qū)保護5.6斷路器充電、過流保護5.7斷路器三相不一致保護6500KV線路保護的運行維護：6.1斷路器充電、過流保護在線路正常運行時,應(yīng)停用,即停用出口壓板。6.2500KV線路短線保護在線路正常運行時,應(yīng)停用,即停用出口壓板。線路停電〔合環(huán)運行時用保護應(yīng)加用。6.3500KV線路保護在線路正常運行時,發(fā)TA斷線報警時,在小負荷時,可停用電流差動保護出口壓板。并強令運行人員立即檢查TA二次回路,若發(fā)現(xiàn)是某一開關(guān)TA二次回路斷線,應(yīng)斷開該開關(guān),若發(fā)現(xiàn)是和電流回路TA二次斷線,停線路或停保護按系統(tǒng)情況定,但在重負荷時,若發(fā)現(xiàn)是某一開關(guān)TA二次回路斷線,應(yīng)立即斷開該開關(guān),若發(fā)現(xiàn)是和電流回路TA二次斷線,且二次斷線處放電嚴重時,為防止火災(zāi)和保護TA,建議停線路。6.4500KV線路保護在線路正常運行時,發(fā)TV斷線報警時,若兩套保護同時報警,應(yīng)停線路,僅一套報警時,停距離保護或全套保護。6.5500KV線路保護在線路正常運行時,發(fā)復(fù)用載波通道報警時,若兩套保護載波機同時報警,則為主通道問題,應(yīng)停線路。僅一套報警時,應(yīng)停本套主保護、遠跳、安穩(wěn)裝置,。6.6500KV線路保護在線路正常運行時,發(fā)復(fù)用光纖通道報警時,若兩套保護同時報警,則為主通道問題,應(yīng)停線路。僅一套報警時,應(yīng)停本套主保護、遠跳、安穩(wěn)裝置,。6.7500KV線路保護在線路定檢送電前,縱聯(lián)保護應(yīng)進行通道調(diào)試。6.8500KV線路縱聯(lián)保護停用時,應(yīng)在兩側(cè)同時停用,以免主保護誤動作。6.9500KV線路保護在保護換型、二次回路改接線后,送電時應(yīng)帶負荷檢查保護極性。第三部分500kV電力變壓器保護的配置一、500kV變壓器保護的特點1.1壓變器工作電壓高、通過容量大、在電網(wǎng)中的地位特別重要。1.2變壓器故障或其保護誤動造成變壓器的停電,將引起重大經(jīng)濟損失。1.3變壓器造價高,組裝、拆卸工作量大,搶修時間長。1.4500kV電力變壓器的低壓側(cè),一般裝有大容量無功補償裝置〔3×60MaV電抗器,2×60Mavr。大容量的電容器在變壓器內(nèi)部故障時,將提供諧波電流,影響保護動作的正確性。1.5高壓大電網(wǎng)的出現(xiàn),大容量機組增加,電力系統(tǒng)短路電流幅值增大,衰減時間常數(shù)大。短路的暫態(tài)時間加長,其保護必須在變壓器故障的暫態(tài)過程中動作,因此,用于主變保護的CT、PT必須適合暫態(tài)工作條件。1.6500kV變壓器體積大〔運輸尺寸7×4×4m,重量〔充氮165t,為了減少重量,提高材料的利用率,降低造價,其工作鐵芯磁通密度高〔一般在1.7t以上,鐵芯采用冷扎硅鋼片,磁化曲線硬,變壓器過勵磁時,勵磁電流增加大,過勵磁對變壓器影響大。1.7為保證可靠性,500kV變壓器保護采用雙重化配置。二、電力變壓器的故障2.1油箱內(nèi)部故障：匝間短路,單相接地短路,相間短路〔500kV變壓器為單相式,不存在相間短路。內(nèi)部故障電流將產(chǎn)生電弧,會燒壞線圈的絕緣和鐵芯,引起絕緣油氣化使變壓器爆炸。2.2油箱外部故障：主要是絕緣套管和引出線的故障〔包括引線相間短路,單相接地短路等。2.3變壓器的異常運行方式：a油箱內(nèi)油位降低；b外部短路引起的過流；c甩負荷引起的過勵磁；d過負荷；e溫度、壓力、冷卻器全停。三、變壓器保護的配置3.1縱聯(lián)差動保護：〔主保護3.1.1基本要求：1應(yīng)能躲過勵磁涌流和外部故障的不平衡電流,以免變壓器在空載投入或切除外部穿越性故障時,出現(xiàn)勵磁涌流誤動。2在變壓器過勵磁時,差動保護不誤動。3在變壓器內(nèi)部故障、CT飽和時,不拒動。4在變壓器內(nèi)部故障、短路電流中含有諧波分量時,不拒動。5保護應(yīng)反應(yīng)區(qū)內(nèi)各種短路故障,動作速度快,一般不大于30ms。3.1.2差動保護的構(gòu)成：基本原理：基爾霍夫定理：正常運行時或外部短路時,變壓器三側(cè)電流的向量和為0〔歸算到同一側(cè)。正常運行或外部故障時內(nèi)部故障時3.1.2.1差動速斷保護：保護變壓器內(nèi)部嚴重故障產(chǎn)生較大的短路電流,其整定值大于壓力磁涌流,一般取大于〔6-8即可。3.1.2.2比率制動功能：〔門坎K值取之間。比率制動回路的幾種接法：a單側(cè)電源雙繞組變壓器：一側(cè)制動,制動繞組接負荷側(cè)；b雙側(cè)電源雙繞組變壓器：兩側(cè)制動,各接一側(cè)電流；c單側(cè)電源三繞組變壓器：兩側(cè)制動,均接負荷側(cè)；d多電源三繞組變壓器：采用三側(cè)制動。比率制動的目的：1防止外部故障時,產(chǎn)生的不平衡電流〔主要是一側(cè)CT飽和的情況。2正常運行的不平衡電流。a各側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流型號不同,飽和特性不一樣,壓力磁電流不同,不平衡電流較大。b計算變比與實際變比不同而引起的不平穩(wěn)電流CT采用的標準變比〔與計算相近的或三者關(guān)系不能完全滿足等式c帶負荷調(diào)整抽頭引起的變化產(chǎn)生不平衡電流。3.1.2.3諧波制動功能：基本原理：利用磁涌流中的諧波分量制動。勵磁涌流：當變壓器空載投入和外部故障切除后,電壓恢復(fù)時,可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流〔即勵磁涌流?？蛇_的幾十倍,其值可達額定電流的6-8倍。此勵磁涌流經(jīng)變壓器的一側(cè),如不采取措施,差動保護會誤動。采取的措施：利用諧波制動。分析勵磁涌流可發(fā)現(xiàn)其有如下特點：①很大的非周期分量,偏于時間軸一側(cè)；②含有大量高次諧波,其中二次諧波為主,占基波30-50%。③波形之間出現(xiàn)間斷,在一個周期中間斷角為60-65°。3.1.2.4間斷角制動功能原理：利用勵磁涌流波形出現(xiàn)間斷的特點,檢測間斷角當某一角度時,閉鎖。3.1.2.5速飽和制動功能原理：利用勵磁涌流的非周期分量使鐵芯飽和制動。3.2分側(cè)差動保護上述差動保護,采取了許多措施來防止其誤動?！驳湔_動率僅有60%在大型變壓器中,低壓側(cè)均裝設(shè)大電容補償裝置,使得內(nèi)部故障時短路電流諧波分量加大,可能造成差動拒動?；驹恚毫魅胱儔浩鞲鱾?cè)繞組的電流,流出該繞組另一側(cè)〔外部故障和空載時,則流入差動繼電器的差流為0,不誤動。分側(cè)差動保護,要求變壓器的每側(cè)繞組要裝電流互感器,這對500kV電力變壓器的高、中壓側(cè)可以做到。低壓繞組有困難時,可以不裝。原因是：①低壓側(cè)為小電流接地系統(tǒng)單相故障不跳閘,500kV變壓器為單相式,內(nèi)部不可能有相間短路。②500kV變壓器高、低、中低之間阻抗大,低壓側(cè)短路對系統(tǒng)影響。一般在低壓組裝電流速斷。3.3另序差動保護,當有耦變壓器的差動保護,對接地故障的靈敏度不夠時,應(yīng)裝設(shè)另序差動保護。用于另序差動保護的各側(cè)CT用于另序差動保護的各側(cè)CT,必須選用相的變比。4、相間后備保護為了運行方便,目前我國500kV變壓器均是單相式,變壓器內(nèi)部相間故障不可能存在。配置相間后備保護的目的是防止引線相間短路和相鄰母線相間短路的后備。①目前500kV變壓器均配2套主電量保護,能可靠切除引線相間故障。220kV線路已按雙重化配置,220kV母線也接雙重比配置。②引線相間故障相率小,500kV相間7.5m,220kV相間3.5m。③500kV、220kV主要故障是單相接地和相間接地故障,這種故障主要由接地保護完成。因此,目前500kV變壓器僅在高、中壓側(cè)各配一套帶偏移特性的阻抗保護,低壓側(cè)配電流電壓保護。方向：220kV阻抗,正方向指向變壓器,反向10%偏移到母線220kV。5、接地后備保護5.1接地阻抗保護,一般裝于高、中壓側(cè),方向與相間阻抗相同。5.2另序電流方向保護〔普通變壓器不帶方向5.2.1普通三繞組變壓器500kV接地保護另序過流保護分為二段：Ⅰ段與500kV出線另序Ⅰ段配合,若500kV為雙母線或單相分段接線,則從大于線路另序Ⅰ段時限,跳母聯(lián)或分段開關(guān)跳跳500kV側(cè)開關(guān),跳主變各側(cè)。若為1EQ\F<1,2>開關(guān)接線,線路另序Ⅰ段時限跳500kV側(cè)開關(guān)時限跳主變各側(cè)Ⅲ段按躲線路出口相間短路的不平衡電流整定以大于時限跳主變?nèi)齻?cè)220kV側(cè)另序過流保護：500kV變壓的220kV中性點是采取分級絕緣的,允許直接地運行和經(jīng)間隙接地運行,一般裝二套另序過流〔裝一套用定位切換,其段數(shù)和動作時間與500kV另序過流相同。5.2.2自耦變壓器的接地保護：有兩個特點：1自耦變壓器高、中壓側(cè)有電的聯(lián)系,有其公接地中性點,當高壓側(cè)或中壓側(cè)單相接地時,另序電流可以在高、中壓之間流動,流經(jīng)中性點的另序電流大小,隨短路點的位置和系統(tǒng)動量另序阻抗有關(guān)。2自耦變壓器另序電流保護需加方向元件。自耦變壓器另序保護的接線為其它與普通三繞組變壓器相同。6、過勵磁保護：變壓器繞組的感應(yīng)電壓頻率,鐵芯面積,線圈匝數(shù),磁通密度一般大型變壓器鐵芯正常工作磁密比較高〔,T接近飽和狀態(tài)〔,磁化曲線硬,過勵磁時,鐵芯飽和,勵磁阻抗下降,激磁電流增加,當達到時,一般廠家對變壓器過勵磁都進行時間限制,以下是法國、日本變壓器過勵磁特性：法國日本運載條件滿載運載條件滿載過電壓倍數(shù)1.051.11.21.31.4過壓倍數(shù)1.051.21.3允許時間長期20min1minps1s允許時間長期10min3min一般裝在500kV側(cè)、220kV調(diào)壓影響定值,分兩段,一段報警,一段延時跳閘。微機變壓器保護,過勵磁設(shè)計成反時間特性。7、自耦變壓器過負荷保護自耦變壓器高、中、低壓繞組的容量比100/100/30～50,高、中變比為2,其公繞組長期允許的電流與高壓繞組相同。1中、低同時向高壓側(cè)送負荷,開壓變壓器,高壓、低壓側(cè)均裝過負荷保護。2高同時向中壓、代壓側(cè)供負荷,降壓變壓器,高、低壓側(cè)裝過負荷。3低壓向高壓、中壓側(cè)供負荷,高、低裝過負荷。4高、低同時向中壓側(cè)供負荷,或中壓側(cè)向高壓側(cè)、低壓側(cè)輸送功率,其公繞組容易過負荷。過負荷保護可采用單相式,用于發(fā)信號。正常運行時,起始負荷的等效起始電流,起始。變壓器允許過負荷時間〔小時起始負荷倍數(shù)過負荷倍數(shù)=<負荷電流/定額電流>1.11.21.30.7541.20.54.51.50.58、低壓繞組過電流保護T1時間跳低壓開關(guān),T2時間變壓器三側(cè)公共繞組零序過電流保護變壓器非電量保護瓦斯保護：〔主保護當變壓器內(nèi)部發(fā)生繞組的匝間短路、層間短路、繞組斷線、調(diào)壓開關(guān)接觸不良、鐵芯故障、絕緣老化、油位降低、套管內(nèi)部故障及油箱內(nèi)部各種接地和相間故障。其中鐵芯故障、絕緣老化、油位降低等故障差動保護無法保護。工作原理：當油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時,故障點的電弧會使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量氣體,產(chǎn)氣的多少、產(chǎn)氣的速度與故障的性質(zhì)和嚴重程度有關(guān),瓦斯保護就是利用反映氣體變化狀態(tài)的瓦斯繼電器來保護的。結(jié)構(gòu)：當前瓦斯繼電器一般采用復(fù)合式結(jié)構(gòu),既輕瓦斯采用開口杯、重瓦斯采用擋板,整定：動作值按油流速度整定重瓦斯有強迫油循環(huán)無強迫油循環(huán)輕瓦斯按氣體在瓦斯繼電器內(nèi)部占有空間整定范圍250-300cm3安裝注意事項：安裝時,應(yīng)使油箱本體向油枕方向傾斜1-1.5%即油枕方向高,油管向油枕方向傾斜2-4%,以保證變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時,氣體順利進入瓦斯繼電器。運行注意事項：變壓器投入運行時,瓦斯保護應(yīng)加用,〔大修后也一樣新投產(chǎn)、長期備用、大修后的變壓器,在投入正常運行后,應(yīng)根據(jù)各網(wǎng)、省公司運行規(guī)程將重瓦斯投信號48小時后,檢查瓦斯繼電器無氣體再投跳閘。在對變壓器帶電進行濾油、補油、換潛油泵、開、關(guān)瓦斯繼電器連接管道上的閥門時,瓦斯保護應(yīng)停用。在瓦斯繼電器二次回路上工作,瓦斯保護應(yīng)停用瓦斯保護反事故措施：為防止瓦斯繼電器及接線盒滲水、受潮,應(yīng)加防雨罩并有防振措施。瓦斯繼電器的下浮筒應(yīng)改為擋板、接點改為立式。瓦斯繼電器的引出線應(yīng)采用防油電纜瓦斯繼電器的出口中間繼電器應(yīng)采用大功率繼電器。壓力釋放保護：當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時,故障點的電弧會使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量氣體,使本體內(nèi)部壓力增大,利用壓力釋放閥將油排瀉,防止變壓器爆炸。一般僅發(fā)信號。溫度保護：當變壓器內(nèi)部油或繞組的溫升超過廠家規(guī)定值時,發(fā)出告警信號或?qū)⒆儔浩魍＿\。國標規(guī)定：變壓器額定使用條件：最高氣溫＋40℃最高日平均溫度＋30℃最高年平均氣溫＋20℃最低氣溫－30℃自然溫循環(huán)、風冷強油風冷繞組對空氣的溫升 65℃平均值 65℃平均值繞組對油的溫升 21℃平均值 30℃平均值油對空氣的溫升 44℃平均值 35℃平均值油對空氣的溫升 55℃〔最大值 40℃〔最大值為使繞組對空氣的平均溫升不超過極限值,在環(huán)溫＋40℃時自然油循環(huán)、風冷,頂層油溫升不得超過95℃強返油循環(huán)、風冷,頂層油溫升不得超過80℃繞組最熱點溫升,比平均溫升高13℃,即65℃＋13℃＝78℃變壓器的溫度保護①變壓器的發(fā)熱與冷卻：在運行時,變壓器繞組和鐵芯中的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?使變壓器各部位溫度增高,鐵芯和繞組的熱量先傳給油,然后通過外殼和散熱器擴散到周圍介質(zhì),最熱處在上部。三個溫度：溫度Qo 繞組溫度Qw 環(huán)溫Qa兩個溫升：最大溫升、平均溫升最大溫升：油或繞組最熱處的溫升平均溫升：整個繞組或全部油的平均溫升不同變壓器有不同的規(guī)定,并與負荷相關(guān)負荷100%額定值 20分鐘負荷75%額定值 45分鐘負荷50%額定值 60分鐘空載運行 4小時此時應(yīng)嚴密監(jiān)視上層油溫,其溫升不得大于55℃。10.4冷卻器全停保護：〔指風扇、油泵均停冷卻器全停＋30分＋75℃跳閘。非電量保護除瓦斯必須投入跳閘外,溫度、壓力、冷卻器全停等保護各網(wǎng)省局有不同要求。變壓器保護運行注意的一些問題：當差動保護發(fā)出CT斷線告警信號時,應(yīng)立即停用該保護,并查找原因。當保護發(fā)出PT斷線告警信號時,應(yīng)立即停用阻抗保護、過勵磁保護,并查找原因。新投入變壓器或大修后投入變壓器,應(yīng)檢查瓦斯管道上的閥門在打開狀態(tài),呼吸器工作正常,其全套保護應(yīng)加用,待運行正常后再按有關(guān)規(guī)定將重瓦斯保護改投信號變壓器重瓦斯保護不能啟動開關(guān)失靈保護。變壓器瓦斯保護接線盒應(yīng)有防雨措施。對運行變壓器進行補油、濾油等工作時,應(yīng)停用瓦斯保護。在瓦斯保護二次回路上工作時,應(yīng)停瓦斯保護。變壓器雙母線接線側(cè)開關(guān)失靈時,應(yīng)啟動開關(guān)失靈保護并解除復(fù)壓閉鎖?！沧儔浩鞯蛪簜?cè)故障,中壓側(cè)復(fù)壓元件靈敏度不夠。BP-2B開關(guān)失靈是利用變壓器啟動中壓側(cè)開關(guān)失靈的另一對接點開人BP-2B裝置,當此接點開人時,復(fù)壓閉鎖解除RCS-915是利用變壓器啟動中壓側(cè)開關(guān)失靈保護支路KG字來解除復(fù)壓閉鎖。9>變壓器保護啟動高壓側(cè)開關(guān)失靈時,應(yīng)加零序、負序、低功率因數(shù)等作為相電流輔助判據(jù)。第四部分母線保護的配置500KV母線保護的配置：1.500KV母線保護的特點：a>母線發(fā)生短路的機率比線路少,但母線故障不能迅速可靠切除,對系統(tǒng)的影響大。b>500KV母線大多采用一個半開關(guān)接線,母線故障,保護動作切除時,可不中斷對用戶供電,即不怕誤動,怕拒動。c>母線運行方式變化大,在最大運行方式下發(fā)生區(qū)外故障時,CT可能飽和,不平衡電流大；最小運行方式,區(qū)內(nèi)故障時,短路電流可能較小,靈敏度不夠。2．500KV一個半開關(guān)接線母差保護配置：一般配置兩套母差保護3．220kV母線保護的特點：a母線發(fā)生短路的機率比線路少,但母線故障不能迅速可靠切除,對系統(tǒng)的影響大。b220kV母線大多采用雙母線接線,母線故障,保護動作切除時,中斷對用戶供電,即怕誤動,也怕拒動,需加復(fù)合電壓閉鎖。c母線運行方式變化大,在最大運行方式下發(fā)生區(qū)外故障時,CT可能飽和,不平衡電流大；最小運行方式,區(qū)內(nèi)故障時,短路電流可能較小,靈敏度不夠。20KV雙母線接線母差保護配置：一般配置兩套母差保護〔對于TA二次回路采用硬接點切換的保護,按每段母線配置,微機型母差保護以雙母線或雙母線分段為單元配置4．微機型母線差動保護應(yīng)具備的主要功能：4．1母線運行方式變化時,自適應(yīng)能力。4.2.倒母操作時,保護無需退出。4.3無觸點自動切換差動電流回路和差動出口回路4.4抗CT飽和能力強。4.5母線上各線路單元CT變比可任意選擇,可由用戶在現(xiàn)場設(shè)定。4.6適時監(jiān)視CT,PT二次回路,開關(guān)量輸入回路。4.7母線故障應(yīng)能正確選擇故障母線。4.8母聯(lián)失靈〔死區(qū)保護回路4.9母線充電保護4.10復(fù)合電壓閉鎖4.11CT斷線閉鎖,PT斷線告警回路4.12斷路器失靈保護功能BP-2A微機母線差動保護簡介：一、裝置的主要特點1采用復(fù)式電率差動原理,區(qū)外故障時,有極強的制動特性,區(qū)內(nèi)故障時,靈敏性高。2具有母線運行方式變化時,自適應(yīng)能力,倒母操作時,保護無需退出,無觸點自動切換差動電流回路和差動出口回路。3以大差動判別故障,各段小差動選擇故障母線。4完善的保護方案,抗CT飽和能力強。5母線上各線路單元CT變比可任意選擇,可由用戶在現(xiàn)場設(shè)定。6適時監(jiān)視CT,PT二次回路,開關(guān)量輸入回路。二、裝置的主要功能1母線分相比率差動保護2失靈保護的出口回路3母聯(lián)失靈〔死區(qū)保護回路4母線充電保護5復(fù)合電壓閉鎖6CT斷線閉鎖,PT斷線告警回路四、裝置的基本原理1復(fù)式比率制動原理：動作判據(jù) <1> <2>其中：矢量和標量和為母線上各支路二次電流量。差動電流定值比率制動系數(shù)分析：兩種極端情況1理想情況,外部短路時差電流為0。即〈2〉式的,即<2>條件不滿足,不誤動。2區(qū)內(nèi)故障時大>>可信動作五、母線差動保護的構(gòu)成a大差動回路,雙母線上除母聯(lián)開關(guān)CT,和分段開關(guān)CT外其余各元件CT量均采集,構(gòu)成差動。b各段母線小差動,連接該段母線上的所有元件CT,含與該段母線相連的分段和母聯(lián)CT。c大差判別區(qū)內(nèi),區(qū)外故障,小差選擇故障母線。d小母差經(jīng)母線刀閘位置的選擇電流回路。e動作邏輯母聯(lián)失靈保護〔含死區(qū)保護母線保護動作跳母聯(lián)開關(guān)。若母聯(lián)開關(guān)失靈或在死區(qū)范圍,則由母聯(lián)失靈保護,跳另一母線。線路失靈保護出口邏輯失靈的復(fù)合電壓定值與母差的復(fù)合電壓定值不一致,可單獨整定。1母線充電及過流保護2CT、PT次斷線閉鎖。母線中阻抗差動保護〔即電壓差動1、原理a正常運行和外部故障CT不飽和時,流入母線的電流等于流出母線的電流,電流/電壓型差動均不動作。b某支路出口區(qū)外故障,該支路互感器飽和,一次電流部分進入壓力磁回路,不平衡電流增加。CT等值電路則故障電流電流差動誤動電壓差動繼電器因內(nèi)阻高,使流入的二次繞組,此時只要保證該在二次繞組上產(chǎn)生的電壓<繼電的動作電壓,電壓差動繼電器不誤動C：內(nèi)部故障故障電流,同時流向M點,所有CT二次均工作在接近開路狀態(tài),產(chǎn)生高電壓使繼電器動作。中阻抗母線差動保護〔制動特性母線差動保護動作原理·制動系數(shù)最小動作電流動作分析：假設(shè)半周內(nèi)的正方向如上圖,若LX、D點故障,由P點流經(jīng)EQ\F<1,2>Rr〔自動電阻然后分為2路,一路經(jīng)Rd3差動回路-N點,另一路電流經(jīng)另半個制動電阻EQ\F<1,2>Rr→M,只要增大Rd3,增大,從而使│VOP│<│Vr│繼電器不動,若在母線上故障,所有電流經(jīng)EQ\F<1,2>Rr→Rd3│VOP│<│Vr│動作Rd3,電阻約300歐,這樣內(nèi)部故障時,差動回路不會出現(xiàn)太高電壓,中間互感器可以調(diào)變化。RCS-915A/B微機母差保護主要功能：母線差動保護、母聯(lián)充電保護、母聯(lián)過流保護、母聯(lián)死區(qū)保護、母聯(lián)失靈保護、母聯(lián)非全相保護、〔僅A型有短路器失靈保護母差保護工作原理：母差保護原理接線圖工作原理：大差：將雙母線看成一個大的基爾荷夫節(jié)點。正常運行時,流進二母線的電流必定流出二母線。=1\*ROMANI、=2\*ROMANII小差,將本母線作為一個基爾荷夫節(jié)點。正常運行時,流進本母線電流必定流出本母線。母聯(lián)單元,分段單元應(yīng)看作該母線的一條線路。=1\*GB2⑴大差,=1\*ROMANI、=2\*ROMANII小差均采用比例制動原理動作判據(jù)：為防止母線分列運行時,弱電源側(cè)母線故障時,大差動保護靈敏度不夠,此時采用較小K值,即減小制動系數(shù)〔若大差、小差同一定值,則此K值減小無意義=2\*GB2⑵工頻變化量比例差動：動作判據(jù)：△DIT差流浮動門坎DI0差流固定門坎母差另設(shè)一段后備,當抗飽和母差動作〔當TA飽和檢查為內(nèi)部故障且無母線跳閘,250ms后跳母線上所有元件檢測CT飽和的原理：1、=1\*GB2⑴母線內(nèi)部故障、△差流、△U、△Z=2\*GB2⑵母線區(qū)外故障,△U、△Z同時動作,△差流在前5ms不動因CT未飽和,5ms后△差流才會動作、。2、=1\*GB2⑴TA飽和時差流波形畸變有諧波分量=2\*GB2⑵有線性變化區(qū)第五部分變電站的二次設(shè)備及回路1、電力系統(tǒng)中一次設(shè)備和二次設(shè)備的分類：1一次設(shè)備：主變壓器、電流互感器、電壓互感器、靜止補償電容器、開關(guān)、刀閘、電抗器、母線、阻波器、結(jié)合電容器、避雷器等,發(fā)送分配電能。2二次設(shè)備：對電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備的運行工況進行控制測量、保護和監(jiān)視的設(shè)備叫二次設(shè)備。包括：繼電保護、測量儀表、控制開關(guān)、按鈕、端子箱、控制電絲、故障錄波器、事件記錄器、RTU裝置、綜合自動化、信號報警裝置、變壓器冷控設(shè)備、調(diào)壓開關(guān)的控制元件等,防誤閉鎖裝置,包括給二次設(shè)備供電的蓄電池、充電的整流器等。3二次回路、聯(lián)結(jié)二次設(shè)備的回路,即二次回路。2、二次回路的劃分交流電流回路①按電源的性質(zhì)分交流電壓回路直流回路保護回路測量回路控制回路②按回路的作用分信號回路 RTU回路電源回路防誤閉鎖回路變電站的二次回路介紹一、500kV變電站安裝單位的劃分劃分安裝單位,是為了便于在回路上分組,方便設(shè)計和運行。1500kV1EQ\F<1,2>斷路器接線安裝單位劃分1EQ\F<1,2>斷路器接線安裝單位劃分示意圖2220kV雙母帶旁路安裝單位的劃分安裝單位劃定后,把同一單位的保護、控制、測量、信號回路及二次設(shè)備放在同一個安裝單位之內(nèi),保護和控制可共直流電源。二、交流電壓回路1500kV1EQ\F<1,2>按線PT配置。2220kV雙母線PT配置。1EQ\F<1,2>1EQ\F<1,2>斷路器接線電壓互感器的配置圖500kV每條線路配三相CVT,母線配單相CVT〔作測量和同期用200kV按母線配三相CVT,每年出線配單相CVT,作同期。220kV保護、測量要進行自動或手動切換。典型的二次回路介紹：1、交流電壓回路：a電容式電壓互感器原理接線圖：b用于500kV線路及變壓的等設(shè)備單元分壓比三個二次繞組準確級不一樣,0.5,測量,1.3P級保護c用于220kV雙母線時d電壓二次回路應(yīng)注意的問題①二次側(cè)中性點按地的問題②電壓回路及充電的問題③3U0的電線與主二次繞組地分開的問題三、交流電流的回路1500kV1EQ\F<1,2>開關(guān)接線CT的幾種二次接線。對于四CT配置,每組CT6個二次繞組,3CT配置中間斷路器,CT配7個二次繞組。2和電流對測量和保護的影響a正常兩開關(guān)CT均運行時,CT鐵芯不飽,壓力互補阻抗大〔幾千歐吸取電流較小可忽略。b某一開關(guān)停電時,該CT二次繞組,成為另一個的負載,此時流過、停用CT二次繞組的電流為激力,電流為吸取電流,使測易能誤差。c對于TPY繞組,鐵芯未飽和時,每臺CT歸算到二次的壓力磁電抗大約為1200Ω～2000Ω,而電流互感器負載阻抗約為15Ω,兩CT關(guān)聯(lián)后也有600～1000W。所以在短路時,對保護的影響不大。線路串電流互感器配置圖線路變壓器串電流串感器配置圖d當一個開關(guān)停運行時,其二次壓力磁阻抗大,接點電壓高,對保護裝置的影響也不是很大。所以一般不退出運行。e和電流有兩種接法：①在端子箱②在保護裝置四、同期回路500kV1EQ\F<1,2>接線方式的同期回路接線較復(fù)雜,一個完整串,有可能連接四個能相互分開的電源系統(tǒng),兩個母線和兩條線路。上圖接線,雖然設(shè)計和施工復(fù)雜,但是運行方式靈活,任何一臺開關(guān)均可同期有一種簡化同期的接線,只考慮兩臺邊開關(guān)作為指定的同期開關(guān)可以簡化回路。五、防誤電氣閉鎖回路利用刀閘、地刀、開關(guān)的輔助接點,按操作閉鎖條件接入刀閘開關(guān)或電磁鎖回路閉鎖,現(xiàn)在的微機實際不用此接線。220kV斷路器失靈保護回路：全站按母線配置斷路失靈保護出口回路,經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖500kv變電站直流系統(tǒng)一．直流負荷：變電站繼電保護、控制設(shè)備、計算和監(jiān)控系統(tǒng)、UPS電源、RTU、信號報警裝置等設(shè)備的運行工況直接影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。為此,有關(guān)規(guī)程規(guī)定此類設(shè)備的工作電源采用直流供電方式。正常運行時,由站內(nèi)所用交流經(jīng)充電、浮充電設(shè)備提供直流電源。當變電站所用交流全停或充電、浮充電設(shè)備故障時,由蓄電池供電,以保證電源的可靠性。流系統(tǒng)接線：500kv變電站直流系統(tǒng),典型設(shè)計為二電三充模式。經(jīng)分控屏的輔射供電模式。正常運行時,兩組電源無任何電的聯(lián)系以滿足保護雙重化的要求。500kv變電站直流系統(tǒng)工作電壓：強電110v或220v,弱電48v直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視變電站直流系統(tǒng)為非接地系統(tǒng)。為了監(jiān)視測量直流系統(tǒng)的絕緣狀況,在直流系統(tǒng)中設(shè)置絕緣監(jiān)視裝置,監(jiān)視絕緣狀況。其原理圖如下：XJJ正常運行時,處在R1、R2與RM+、RM-的平衡電橋上。當直流系統(tǒng)正極或負極絕緣下降時〔220v下降到25kΩ,110v下降到7kΩ發(fā)直流系統(tǒng)接地告警信號。XJJ為高阻抗、電壓繼電器,其阻值選擇當直流系統(tǒng)任一點發(fā)生接地故障時,流過XJJ的電流小于3mA。以在跳閘線圈TQ處發(fā)生接地時TQJ誤動作。直流接地的測量原理：若負極接地,電阻為20kΩ。若短接負極1000Ω電阻,調(diào)節(jié)R滑動電阻器,使電橋平衡,則可判斷直流接地電阻值。直流接地的危害=1\*GB2⑴使保護誤動=2\*GB2⑵使保護拒動=3\*GB2⑶造成保險熔斷直流接地的查找：=1\*GB2⑴暫斷電流法：根據(jù)運行經(jīng)驗判斷可能發(fā)生接地的支路,將該支路短時斷電。但注意：應(yīng)先停用保護出口壓板,調(diào)度可提醒運行人員先查的回路=2\*GB2⑵電源替代法：=3\*GB2⑶用微機和絕緣監(jiān)測裝置查找測量相序、相位在三相電力系統(tǒng)中各相電壓或電流按其先后順序分別到達最大值的順序,叫相序,三相電壓或電流在同一時間所處的位置,就是相位對稱平衡的三相電力系統(tǒng),其三相電壓或電流的相位相差120度。在三相電力系統(tǒng)中,規(guī)定以A、B、C〔黃、綠、紅標記區(qū)分三相相序。當它們到達到達最大值的順序為A、B、C時,我們叫它正序,當它們到達到達最大值的順序為A、C、C時,我們叫它負序。三相電力系統(tǒng)中,發(fā)電機、變壓器、線路能否并列運行,其重要條件是：三相相序相同、相位一致。否則,將造成電力系統(tǒng)短路故障或在發(fā)電機、變壓器、線路并列運行時,產(chǎn)生環(huán)流。相序還影響電動機的轉(zhuǎn)向。所以三相電力系統(tǒng)在新設(shè)備〔發(fā)電機、變壓器、線路投入運行或一次設(shè)備改接線后投入運行時,要進行相序、相位測量。測量相序的方法：1380V及以下的系統(tǒng),可直接用相序表測量。2高壓系統(tǒng),可在TV的二次側(cè)測量。測量相位的方法：利用單相TV直接測量高壓側(cè)相位,〔直接電聯(lián)系的系統(tǒng)利用定相桿直接測量高壓側(cè)相位利用三相TV的低壓側(cè)與已運行系統(tǒng)三相TV的低壓側(cè)比較測相位,=1\*GB3①新變電站投運行前,首先確定變