220KV变电站保护有那些?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-03
220KV变电站的主变安装有哪些保护?这些保护的保护范围和作用?

1.1采用32位机DSP硬件平台;14~16AD转换。以具有独立性、完整性、成套性。被保护设备包括主变压器本体及其引出线。在成套装置内应具有被保护设备所必需的保护功能。配置的保护装置之间不应有任何电气联系。
2.1.2装置的保护模块双重化配置应合理。当装置出现单一硬件故障退出运行时,被保护设备应能允许继续运行。要充分考虑到运行和检修时的安全性,当运行中的一套保护因异常需要退出或需要检修时,应不影响另外一套保护正常运行。
2.1.3装置保护功能应能够用软压板进行投入或退出的操作,所有保护跳闸出口均应具有软压板和硬压板的双重出口。非电量保护可经装置触点转换出口或经装置延时后出口,装置应反映其信号。
2.1.4将输入直流电源正负极性颠倒,装置应无损坏,并在恢复极性后能正常工作。装置中不同类型的保护,应设有方便的控制字投退功能。
2.1.5装置应具有必要的参数监视功能。具有可在远方进行在线召唤和修改保护整定定值, 具有事件顺序记录(SOE) 功能。
2.1.6装置应具有必要的自动检测功能。当装置自检出元器件损坏时,应能发出装置异常信号,而装置不应误动。
2.1.7装置应具有自复位功能,当软件工作不正常时应能通过自复位电路自动恢复正常工作。
2.1.8装置突然加上电源、突然断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降,装置均不应误动作和误发信号。装置各保护软件在任何情况下都不得相互影响;应具有能够在装置面板处容易且安全地带电运行时改变整定值。
2.1.9装置每一个独立逆变稳压电源的输入应具有独立的保险功能,并设有失电报警。
2.1.10 装置应具有完善的故障录波和分析功能。
2.1.11 保护屏柜端子不允许与装置弱电系统(指CPU的电源系统)有直接电气上的联系。所有输出接点必须是无压常开接点以便与其它设备相连。 针对不同回路,应分别采用光电耦合、继电器转接、带屏蔽的变压器磁耦合等隔离措施、隔离电压大于2000V。
2.1.12 装置应有独立的内部GPS时钟,其误差每24h不应超过±5s,宜提供外部时钟同步接口。
2.2差动保护
采用两种不同原理的差动保护作为主保护,以保护变压器绕组及其引出线的相间短路故障。二套保护交流回路彻底独立,每套的保护装置交流电流引入为主后合一,其保护范围应交叉重迭,避免死区。
2.3相间短路后备保护
作为变压器主保护相间短路故障和相邻元件的两种相同原理的后备保护,在高压侧和中压侧可装设阻抗保护装置和复合电压闭锁过流保护装置,在低压侧装设电流速断和复合电压闭锁过流保护装置等。
2.4 单相接地保护
在变压器的高压侧和中压侧均装设有单相接地保护装置,以保护变压器高压绕组和中压绕组的单相接地故障,装设二套相互独立的零序电流、零序电压和间隙零序电流等保护装置。变压器中性点过电压保护采用棒间隙保护方式,对110kV变压器中性点绝缘的冲击耐受电压<185kV时,在棒间隙旁并联复合外套氧化锌避雷器。
2.5 过激磁保护
主变保护双重化配置过激磁保护,即当频率降低和电压升高时,引起铁芯的工作磁通密度过高而过热使绝缘老化的保护装置。变压器过励磁保护的启动元件、反时限和定时限应能分别整定并要求其返回系数不低于0.96,同时应根据变压器的过励磁特性曲线进行整定计算。要求变压器制造厂提供变压器励磁特性曲线,保护厂家必须依据该曲线设计符合特性要求的保护功能。
2.6 主变保护双重化断路器失灵保护
当保护装置出口动作发出跳闸脉冲而断路器拒动时,以较短的时限断开相邻元件的断路器,以及相邻元件的断路器失灵时,变压器各侧断路器的保护装置。为解决主变保护双重化变压器断路器失灵保护因保护灵敏度不足的问题,对变压器的断路器失灵保护采取以下措施:
①采用“零序或负序电流”动作,配合“保护动作”和“断路器合闸位置”三个条件组成的与逻辑,经第一时限去解除断路器失灵保护的复合电压闭锁回路。
②同时再采用“相电流”、“零序或负序电流”动作,配合“断路器合闸位置”两个条件组成的与逻辑经第二时限去启动断路器失灵保护并发出“启动断路器失灵保护”中央信号。
③采用主变保护中由主变各侧“复合电压闭锁元件”(或逻辑)动作解除断路器失灵保护的复合电压闭锁元件,当采用微机变压器保护时,应具备主变“各侧复合电压闭锁动作”信号输出的空接点。
2.7 断路器非全相保护
当发生非全相合闸或跳闸时,由于造成三相负荷不平衡,保护变压器铁芯不致发热损坏的保护装置。
2.8PT断线保护
PT断线保护通过定值设定控制字选择在PT断线时装设退出保护方向元件及复合电压闭锁过流电压元件, 闭锁阻抗保护,保留相电流及零序电流保护。
2.9变压器本体保护
变压器本体内部的瓦斯、温度以及冷却系统故障等,均应设有信号和保护装置。变压器的瓦斯保护要求防水、防油渗漏、密封性好。气体继电器由中间端子箱的引出电缆应直接接入保护柜。
主变双重化保护配置
3.1参照《二十五项反事故措施实施细则》及《电力系统微机继电保护技术导则》,采用具有独立性、完整性、成套性的双主,双后配置。双主为两种不同原理的差动保护(差动速断保护和二次谐波闭锁的比率制动差动保护;差动速断保护和波行对称原理的比率制动差动保护);双套后备保护采用的是相同配置;一套本体非电量保护及一套失灵保护装置。
3.2主变保护双重化配置的保护装置之间不应有任何电气联系。双重化配置的保护装置的保护投退及限跳出口均可通过控制字选择。二套完整的电气量保护和一套非电量保护的跳闸回路应同时作用于220kV侧断路器的两个跳闸线圈.二套保护装置的交流电压分别取各自的220kV及110kV 电压切换箱、二套保护装置的交流电流应分别取自电流互感器互相独立的绕组。220kV操作直流控制设置独立的直流电源引入。
3.3主变保护双重化变压器故障及异常保护差动保护:
差动保护I:保护动作跳开变压器各侧断路器并发信号。
差动保护II:保护动作跳开变压器各侧断路器并发信号。
保护双重化CPU配置原则:
CPU系统可以完成1~2个主保护和2~5个后备保护的功能;保护输入模拟量不超过15路,输入开关量不超过4路,保护输出出口回路不超过8路,信号回路不超过16路。
①CPU保护系统各自独立,并具有自己单独的电源和自动开关。
②主保护应布置在不同的CPU系统内,同一元件的主保护和后备保护也尽量布置在不同的CPU系统内。
二十五项反措要求主变双重化两套保护交流电流回路彻底独立,保护范围交叉重迭,避免死区。二次保护电流回路设计采用固定接入式,即:主变高中压侧第一套主保护及后备保护接于断路器侧独立CT和主变套管CT上构成第一纵差;高中压侧第二套主保护及后备保护接于主变套管CT和断路器侧独立CT上构成第二纵差。两套保护交叉接入断路器及变压器套管CT,以减小纵差保护死区。主变中性点CT两套保护接于不同绕组,对改造工程如主变中性点CT绕组不足,则第一套保护接于主变中性点CT;第二套保护接于主变套管或断路器CT自产的零序电流。主变中性点间隙CT两套保护接于不同绕组。低压侧电流取自一套CT的不同二次绕组。
4.2主变双重化两套主保护及后备保护高中压代路时,不考虑接于断路器CT的保护切换至变压器套管CT。
为适于220kV及110kV双母线接线方式主变高中压侧均采用了独立的电压切换箱,配置切换回路由两组双位置重动继电器构成。在220kV及110kV主变开关代路时此时设有专用电压切换开关将旁路开关所在母线电压切至主变保护装置,使该侧复合电压闭锁过流保护仍有主变保护来完成。切换电压回路保护和计量为二部分,而且互不影响,相互独立,可靠,并装设在两套各自的保护屏上。
双重化变压器保护装置的220kV 分相操作箱为断路器双跳闸线圈、分相机构、三相操作、不设重合闸,两套保护及操作取自不同的直流系统。两套电气保护及非电量保护同时驱动主变22OKV侧断路器两组跳闸线圈。操作箱可以引入断路器操作机构压力降低禁止跳闸,压力降低禁止合闸,压力异常禁止操作接点。设有断路器跳闸位置监视回路,两组跳闸线圈的跳闸回路各设一组合闸位置监视回路。合闸回路设有A、B、C相分相合闸回路、手动合闸回路。跳闸回路设有A、B、C相分相跳闸回路、手动跳闸回路、保护跳闸回路、防跳回路。设置信号回路,机箱面板上通过LED显示保护分相跳闸信号。为与保护双重化配置相适应,220千伏变压器高压侧选用具备双跳闸线圈机构的断路器。
双重化变压器保护装置的110kV及35kV断路器操作箱可引入断路器操作机构压力降低禁止跳闸,压力降低禁止重合闸,压力降低禁止合闸,压力异常禁止操作接点。110kV、35kV侧断路器设计不要求采用具有双跳闸线圈的断路器。
双重化变压器保护装置的主变压器非电量保护设置独立的电源回路(包括直流空气小开关及其直流电源监视回路)和出口跳闸回路,且与电气量保护完全分开,在保护柜上的安装位置也相对独立。
主变保护双重化交直流电源设计
1 . 柜应引接二路 220V直流电源;
2 . 柜的进线电源可不装设自动开关,直接供电给各CPU系统和非电量系统的用电。
3. 个CPU系统电源和非电量系统电源分别独立设有小型直流自动开关。
4. 理机和打印机电源采用~220VUPS电源,另设有小型交流自动开关及插头和插座。
5. 保护柜内设打印机的电源外,各自动开关均应独立设有监视,并可发出断电信号。

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保护措施:

定期巡视观察设备的外观有无异状,如颜色有无变化,有无杂物,表针指示是否正常,设备的声音是否正常,有无异常的气味,触及允许接触的设备温度是否正常,测量电气设备的运行参数在运行中的变化等,以判断设备的运行状况是否正常。了解设备运行状况,掌握运行异常,并及时地采取相应措施。

扩展资料

变电站的结构设计和设备布置一般有以下要求:

1、建筑物底部的辅助10千伏变电站不需要隔间。变压器和高低压开关柜可布置在同一层同一房间。只需保持特殊间距。35kv独立变电所应按功能分层设置,并设置特殊建筑物。

2、变电所的室内布置应紧凑合理,便于操作人员的操作、维护、试验和检查。开关柜的安装位置应满足最小通道宽度的要求,并适当考虑开发和扩建的要求。

3、变电站应合理布置在不同的隔间内。高压配电室应与高压电容器室相邻,低压配电室应与变压器室相邻,低压配电室应便于出线,控制室应便于操作人员的操作和管理。

参考资料来源:百度百科-变电站



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变电站综合自动化的功能
简介: 变电站综合自动化功能由电网安全稳定运行和变电站建设、运行维护的综合经济效益要求所决定。变电站在电网中的地位和作用不同,变电站自动化系统有不同的功能。如监控子系统的功能、人机联系功能、在线计算及制表功能等。 关键词: 功能 系统
关键字:变电站 综合自动化 功能

变电站综合自动化功能由电网安全稳定运行和变电站建设、运行维护的综合经济效益要求所决定。变电站在电网中的地位和作用不同,变电站自动化系统有不同的功能。
一、监控子系统的功能
监控子系统应取代常规的测量系统,取代指针式仪表;改变常规的操作机构和模拟盘,取代常规的告警、报警、中央信号、光字牌等;取代常规的远动装置等等。监控子系统功能有:
1数据采集
数据采集有两种。一种是变电站原始数据采集。原始数据直接来自一次设备,如:电压互感器、电流互感器的电压和电流信号、变压器温度以及断路器辅助触点、一次设备状态信号。变电站的原始数据包括模拟量和开关量。另一种是变电站自动化系统内部数据交换或采集。典型的如:电能量数据、直流母线电压信号、保护动作信号等。变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量。
(1)模拟量的采集。各段母线电压、母联及分段断路器的电流、线路及馈线电压、电流、有功功率、无功功率,主变压器电流、有功功率和无功功率,电容器和并联电抗器电 流、直流系统电压、站用电电压、电流、无功功率以及频率、相位、功率因数等。另外,还有少数非电量,如变压器温度保护、气体保护等。模拟量的采集有交流和直流两种形式。交流采样是将电压、电流信号不经过变送器,直接接人数据采集单元。直流采样是将外部信号,如交流电压、电流,经变送器转换成适合数据采集单元处理的直流电压信号后,再接人数据采集单元。在变电站综合自动化系统中,直流采样主要用于变压器温度、气体压力等非电量数据的采集。
(2)开关量的采集。断路器、隔离开关和接地开关的状态,有载调压变压器分接头的位置,同期检测状态、继电保护动作信号、运行告警信号等,这些信号都以开关量的形式,通过光隔离电路输入至计算机。
(3)电能计量。电能计量指对电能(包括有功和无功电能)的采集,并能实现分时累加、电能平衡等功能。数据采集及处理是变电站综合自动化得以执行其他功能的基础。
2..数据库的建立与维护
监控子系统建立实时数据库,存储并不断更新来自I/O单元及通信接口的全部实时数据;建立历史数据库,存储并定期更新需要保存的历史数据和运行报表数据。
3.顺序事件记录及事故追忆
顺序事件记录包括:断路器跳合闸记录,保护及自动装置的动作顺序记录,断路器、隔离开关、接地开关、变压器分接头等操作顺序记录,模拟输入信号超出正常范围等。事故追忆功能。事故追忆范围为事故前1min到事故后2min的所有相关模拟量值,采样周期与实时系统采样同期一致。
4.故障记录、录波和测距功能变电站的故障录波和测距采用两种方法,一是由微机保护装置兼作故障记录和测距,再将记录和测距的结果送监控系统存储及打印输出或直接送调度主站;另一种方法是采用专用的微机故障录波器,并且故障录波器应具有串行通信功能,可以与监控系统通信。对35kv及以下的配电线路,很少设置专门的故障录波器,为了分析故障的方便,可设置简单故障记录功能。对于大量中、低压变电站,没有配置专门的故障录波装置。而对10kv出线数量大、故障率高的,在监控系统中设置了故障记录功能,这对正确判断保护的动作情况及正确分析和处理事故是非常必要的。
5.操作控制功能。无论是无人还是少人值班的变电站,运行人员都可通过CRT屏幕对断路器、允许远方电动操作的隔离开关和接地开关进行分、合操作;对变压器及站用变压器分接头位置进行调节控制;对补偿装置进行投、切控制,同时,要能接受遥控操作命令,进行远方操作;为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备,在设计时,应保留人工直接跳、合闸方式。操作控制有手动和自动控制两种控制方式。手动控制包括调度通信中心控制、站内主控制室控制和就地控制,并具备调度通信中心/站内主控室、站内主控制室/就地手动的控制切换功能;自动控制包括顺序控制和调节控制。
6.安全监视功能。监控系统在运行过程中,对采集的电流、电压、主变压器温度、频率等量要不断进行越限监视,如发现越限,立刻发出告警信号,同时记录和显示越限时间和越限值,另外还要监视保护装置是否失电,自控装置是否正常等。
7人机联系功能
(1)CRT显示器、鼠标和键盘是人机联系桥梁。变电站采用微机监控系统后,无论是有人值班还是无人值班,最大的特点之一是操作人员或调度员只要面对CRT显示器的屏幕,通过操作鼠标或键盘,就可以对全站的运行工况、运行参数一目了然,可对全站断路器和隔离开关等进行分、合操作,彻底改变了传统的依靠指针式仪表和模拟屏或操作屏等进行操作。
(2)CRT显示画面。作为变电站人机联系的主要桥梁手段的CRT显示器,不仅可以取代常规的仪器、仪表,而且可实现许多常规仪表无法完成的功能。其可显示采样和计算的实时运行参数(U、I、P、Q、cos~v、有功电能、无功电能及主变压器温度、系统频率,等)、实时主接线图、事件顺序记录、越限报警、值班记录、历史趋势、保护定值自控装置的设定值、故障记录和设备运行状态等。
(3)输入数据。指输入电流互感器和电压互感器变比、保护定值和越限报警定值、测控装置的设定值、运行人员密码等。
8.打印功能。定时打印报表和运行日志;断路器、隔离开关操作记录;事件顺序记录;越限;召唤;抄屏;事故追忆等。
9,数据处理与记录功能。在监控系统中,数据处理和记录也是很重要的环节。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容。此外,为了满足继电保护专业人员和变电站管理的需要,必须进行一些数据统计,主要有:记录母线电压日最高值和最低值以及相应的时间;主变压器及各条线路的功率、功率因数及电能的计算和统计;计算配电电能的平衡率;统计断路器、避雷器、重合闸的动作次数;统计断路器切除故障电流和跳闸次数的累计数;记录控制操作和定值的修改;事件顺序记录及事故追忆等。
10谐波的分析与监视。电能质量的一个重要指标是其谐波要限制在国标规定的范围内。随着非线性元件和设备的广泛使用,使电力系统的谐波成分明显增加,并且其影响程度越来越严重,目前,谐波“污染”已成为电力系统的公害之一。因此,在综合自动化系统中,必须重视对谐波含量的分析和监视。对谐波“污染”严重的变电站,要采取适当的抑制措施,降低谐波含量。
11报警处。报警处理内容包括:设备状态异常、故障;测量值越限及计算机监控系统的软/硬件、通信接口及网络故障等。
12.画面生成及显示。画面显示的信息包括:日历时间、经编号的测点、表示该点的文字或图形、该点实时数据或历史数据、经运算或组合后的各种参数等。由画面显示的内容包括:全站生产运行要的电气接线图、设备配置图、运行工况图、电压棒形图、实时参数曲线图、各种信息报告、操作票、工作票及各种运行报表等。
13.在线计算及制表功能
(1)对变电站运行的各种常规参数进行统计及计算,如:日、月、年中的最大值、最小值及其出现的时间、电压合格率、变压器负荷率、全站负荷及电能平衡率等。
(2)对变电站主要设备的运行状况进行统计及计算,如:断路器正常操作及事故跳闸次数、变压器分接头调节的档次、次数、停运时间等。
(3)利用以上数据生成不同格式的生产运行报表。并按要求方式打印输出。
14.电能量处理。电能量处理包括变电站各种方式采集到的电能量进行处理、对电能量进行分时段的统计计算以及当运行方式的改变而自动改变计算方法并在输出报表上予以说明等。
15远动功能
监控子系统能实现DL 5002—1991《地区电网调度自动化设计技术规程》、DL 5003-1991《电力系统调度自动化设计技术规程》中与变电站有关的全部功能,满足电网电能实时性、安全性和可靠性。
16.运行管理功能。运行管理功能包括:运行操作指导、事故记录检索、在线设备管理、操作票开列、模拟操作、运行记录及交接班记录等。
除上述功能外还具有:时钟同步、防误闭锁、同步、系统自诊断与恢复以及与其他设备接口等功能。
二、微机保护系统功能
微机保护系统功能是变电站综合自动化系统的最基本、最重要的功能,它包括变电站的主设备和输电线路的全套保护:高压输电线路保护和后备保护;变压器的主保护、后备保护以及非电量保护;母线保护;低压配电线路保护;无功补偿装置保护;站用变保护等。各保护单元,除应具备独立、完整的保护功能外,还应具有以下附加功能:
(1)具有事件记录功能。事件记录包括发生故障、保护动作出口、保护设备状态等重要事项的记录。
(2)具有与系统对时功能。以便准确记录发生事故和保护动作的时间。
(3)具有存储多种保护定值功能。
(4)具备当地人机接口功能。不仅可显示保护单元各种信息,还可通过它修改保护定值。
(5)具备通信功能。提供必要的通信接口,支持保护单元与计算机系统通信协议。
(6)具备故障自诊断功能。通过自诊断,及时发现保护单元内部故障并报警。对于严重故障,在报警的同时,应可靠闭锁保护出口。
(7)各保护单元满足上述功能要求的同时,还应满足保护装置的快速性、选择性和灵敏性要求。
三、后备控制和紧急控制功能
当地后备控制和紧急控制功能包括人工操作控制、低频减负荷、备用电源自投和稳定控制等。

220千伏变电站保护一般包括线路过流保护、变压器差动保护、变压器后备、母差保护、断路器失灵、分相重合闸、电容器保护、电抗器保护等。有的还要无功补偿、短引线保护、高频保护、光纤差动等。

220kV线路:光纤分相电流差动+光纤分相距离、单相重合、失灵保护
220kV母线:母差、充电保护

110kV线路:光纤分相电流差动/距离保护,
110kV母线:母差、充电保护

主变:差动、非电量、高中低后备

10kV馈线:电流速断、过电流保护、三相一次重合闸
10kV分段:备自投装置、带母线充电保护和过流保护
10kV电容器:电流速断、过电流、过压、失压、不平衡电压保护

主变;电流差动保护、瓦斯保护;后备保护:复合电压启动过流保护,过负荷保护,零序过电压、零序过电流保护,间隙零序过流过压保护
线路:主保护、接地距离、零序电流、重合闸,相间距离,
开关:三相不一致保护,断路器失灵保护
纵联距离
母差保护

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