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变电站电气二次部分介绍及保护配置500kV葛磊a)油箱内油位降低;b)外部短路引起的过流;c)甩负荷引起的过励磁;d)过负荷;e)温度、压力、冷却器全停
3、500kV变压器保护配置原则
1.11500kV主变压器保护按双重化配置,即配置两套电气量保护和一套非电量保护
1.22每套电气量保护均按《继电保护和自动安全装置技术规程》要求,配置完整的差动及后备保护,能反应被保护设备的各种故障及异常状态
1.3每套保护的主、后备保护安装在同一屏(柜)内,主、后备保护可以共用CT二次绕组,也可接不同的CT二次绕组
1.4与保护双重化配置相适应,断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置
1.5主变压器组非电量保护应设置单独的电源回路(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,且必须与电气量保护完全分开,其安装位置也应相对独立
1.66两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断路器的两个跳闸线圈
1.7两套差动保护应采用不同的原理,并分别接入开关CT的不同二次绕组,保护动作于跳变压器各侧断路器
1.8500kV侧后备保护
1.
1.11阻抗保护应采用带偏移特性的阻抗保护,一段两时限带方向,方向指向变压器,保护动作第一时限跳三侧断路器,第二时限不用;二段跳母联、母分,第二时限跳三侧断路器
1.
1.2零序电流保护设三段第一段带两时限带方向,方向指向500kV侧母线,不用;第二段带一时限,无方向,不用;第一段带两时限,第一时限跳500kV侧断路器,第二时限跳三侧断路器
1.
1.3过激磁保护由反时限和定时限构成,应设一段低定值报警段,反时限跳闸、定时限告警
1.
1.4过负荷保护为单相式,延时动作于发信号
3.9220kV侧后备保护
1.
1.11阻抗保护应采用带偏移特性的阻抗保护,一段两时限带方向,方向指向变压器,保护动作第一时限跳三侧断路器,第二时限不用;二段第一时限跳三侧断路器,第二时限不用
1.
1.2零序电流保护设三段第一段、第二段不用;第三段带两时限带方向,方向指向220kV侧母线,保护动作第一时限跳母联、母分,第二时限跳三侧断路器
1.
1.3过负荷保护为单相式,延时动作于发信号
1.
1.4主变220kV侧断路器失灵联跳500kV侧断路器
3.10低压侧后备保护
3.
10.1过电流保护接低压侧套管CT,一段定值两时限,保护动作第一时限跳低压侧断路器,第二时限跳三侧断路器
3.
10.2过负荷保护延时发信号
3.11其他保护
3.
11.1公共绕组过负荷保护延时动作于发信号
3.
11.2中性点零序过流保护为不带方向一时限,保护动作跳主变压器三侧断路器
3.12非电量保护跳闸型非电量保护瞬时或延时跳闸,信号型非电量保护发信号非电量保护不启动失灵保护电力系统继电保护的基本知识
一、电力系统继电保护的作用
1、电力系统的故障类型电力系统故障可分为单相接地故障DG、两相接地故障D
1.
1、两相短路故障D
2、三相短路故障D
3、线路断线故障
2、电力系统故障产生的原因外部原因雷击,大风,地震造成的倒杆,线路覆冰造成冰闪,线路污秽造成污闪;内部原因设备绝缘损坏,老化;系统中运行,检修人员误操作
3、电力系统的不正常工作状态电力系统不正常工作状态电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏,但未发展成故障如电力设备过负荷,如发电机,变压器线路过负荷;电力系统过电压;电力系统振荡;电力系统低频,低压
二、继电保护的基本任务继电保护装置的基本任务是当电力系统中的电力元件发生故障时,向运行值班人员及时发出警告信号,或者向所控制的断路器发出跳闸命令,以终止这些事件发展
三、电力系统对继电保护的基本要求四性
1、选择性电力系统故障时,使停电范围最小的切除故障的方式
2、快速性电力系统故障对设备人身,系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关,故障持续时间越长,设备损坏越严重;对系统影响也越大因此,要求继电保护快速的切除故障
3、灵敏性继电保护装置在它的保护范围内(一般指末端)发生故障和不正常工作状态的反应能力
4、可靠性
①保护范围内发生故障时,保护装置可靠动作切除故障,不拒动
②保护范围外发生故障和正常运行时,保护可靠闭锁,不误动
四、继电保护的几个名词解释
1、双重化配置为了满足可靠性及运行维护的需要,500KV线路保护应按两套“独立”能瞬时切除线路全线各类故障的主保护来配置其中“独立”的含义各套保护的直流电源取自不同的蓄电池;各套保护用的电流互感器、电压互感器的二次侧各自独立;各套保护分别经断路器的两个独立的跳闸圈出口;套保护拥有独立的保护通道(或复用通道);各套保护拥有独立的选相元件;
2、主保护满足系统稳定和设备安全的要求,能以最快的速度有选择性的切除电力设备及输电线路故障的保护对于220KV及以上线路,变压器,母线,要求主保护全线速动,则其主保护为纵联方向,纵联距离,纵联差动,距离保护不是主保护.
3、后备保护当主保护或断路器拒动时,用来切除故障的保护.后备保护可分为远后备保护和近后备保护近后备保护当主保护或断路器拒动时,由本线路其它保护或本电力设备其它保护切除故障,当开关失灵时,由开关失灵保护切除故障远后备保护当主保护或断路器拒动时,由相邻线路保护切除故障.
4、辅助保护为补充主保护和后备保护的性能,或当主保护,后备保护退运行时而增设的保护如短线保护、运方跳闸保护、过电压保护
5、异常运行保护反应被保护线路和设备异常运行状态的保护如过负荷、过励磁、振荡解列、低周减负荷等包力系统自动装置简介
一、电力系统的自动装置的分类
1、维持系统稳定快速励磁、电力系统稳定器、电气制动、快速汽门及切机、自动解列、自动切负荷、串联电容补偿、静止补偿器及稳定控制装置等
2、维持频率按频率(电压)自动减负荷、低频自启动、高频切机、高频减出力等
3、预防过负荷过负荷切电源、减出力、过负荷切负荷等
二、应用于500kV变电站的主要自动装置简介
1、故障录波器故障录波器是常年投入运行的监视电力系统运行状况的一种自动装置系统运行正常时,录波装置不录波,当系统发生故障时,自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况,通过这些电气量的分析、比较,对分析事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统的安全运行水平起到重要的作用故障录波器启动方式
(1)、模拟量启动(正序电流、正序电压、负序电流、负序电压、零序电流、零序电压);
(2)、开关量启动;
(3)、手动启动目前采用的微机型故障录波器启动方式有电流突变、电流越限、零序电流突变、零序电流越限、低电压、零序过电压、负序电流越限、保护跳闸信号、空接点变位、手动试验等
2、备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置就是当工作电源因故障或断开以后,能自动而迅速地将备用电源投入工作或将用户切换到备用电源上去,从而使用户不致于停电的一种自动装置
3、远方切机切负荷装置当电网中的某个电气元件因故障跳闸后,可以借助远方跳闸装置来执行远方切机(送电侧)、切负荷(受电侧)的使命,使故障后的电网能够保持稳定运行,用于这一用途的远方跳闸保护,通常称之为远方切机切负荷装置
4、自动重合闸自动重合闸装置是将因故跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置电力系统的运行经验表明,架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的,永久性故障一般不到10%,因此,在继电保护动作切除短路故障之后,电弧将自动熄灭,绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复所以将断路器重合,不仅提高了供电的安全性,减少了停电损失,而且还提高了电力系统的暂态稳定水平,增大了高压线路的送电容量所以架空线路要采用自动重合闸装置变电站继电保护的配置500KV
一、500kV变电站的特点:
1、容量大、一般装750MVA主变1-2台,容量为220KV变电站5-8倍
2、出线回路数多一般500KV出线470回,220KV出线674回
3、低压侧装大容量的无功补偿装置(2X120MAR)
4、在电力系统中一般都是电力输送的枢纽变电站其地位重要,变电站的事故或故障将直接影响主网的安全稳定运行
5、500KV系统容量大,一次系统时常数大(50-200ms)保护必须工作在暂态过程中,需用暂态CT
6、500KV变电站,电压高、电磁场强、电磁干扰严重,包括对一些仪器仪表工作的干扰
二、500kV变电站主设备继电保护的要求
1、500kV主变、线路、220kV线路,500kV—220kV母线均采用双重化配置
2、近后备原则
3、复用通道(包用复用截波通道,微波通道,光纤通道)
三、500kV线路保护的配置
1、500kV线路的特点a)长距离200-300km,重负荷可达100万千瓦b)500KV线路有许多同杆并架双回线,因其输送容量大,发生区内异名相跨线故障时,不允许将两回线同时切除否则将影响系统的安全运行,线路末端跨线故障时,首端距离保护,会看成相间故障c)500KV一般采用1个半开关接线,线路停电时,开关要合环,需加短线保护(带线路侧隔离开关)d)线路输送功率大,稳定储备系数小,要保证系统稳定,要求保护动作速度快,整个故障切除时间小于100mso保护动作时间一般要W50ms o(全线故障)e)线路分布电容大,500KV线路、相间距离为13m、线分裂距离45cm、正四角分裂、相对地距离12m线路空投时,未端电压高要加并联电抗器,并联电抗器保护需跳对侧开关,需加远方跳闸保护f)500KV线路一般采用单相重合闸,为限制潜供电流,(即当线路发生单相接地故障时立即断开该相线路,待故障处电弧熄灭后再重合该相但由于输电线路存在线间电容和电感,故障相断开短路电流后,非故障相将经这些电容、电感向故障相继续提供电弧电流,即“潜供电流”,使电弧难于熄灭如果线路上有并联电抗器,其中性点经小电抗器接地,小电抗器容量小而感抗值高,就可以限制或消除单相接地电弧的潜供电流,使电弧熄灭,重合闸成功)中性点要加小电抗器
2、保护配置原则:1)、500kV线路保护配置原则
①、500kV线路保护满足双重化配置原则,配置两套完整、独立、不同原理、能反映各种类型故障、具有故障选相功能的全线速动微机保护作为主保护,每套保护均具有完整的后备保护两套主保护的交流电流、电压回路、直流电源相互独立,分别连接不同的远方信号传输设备,分别启动不同的断路器跳闸线圈
②、两套保护应采用不同生产厂家的产品,线路两端应采用同一型号的保护装置
③、具有光纤通道的输电线路或超短线路,必须配置一套分相电流纵差保护,另一套可以配置与载波复用的高频距离(或方向)保护
④、当有两条光纤时,每回线配置两套分相电流差保护,两套保护通道分别采用不同的光纤通道
⑤、对于没有光纤通道的线路,配置一套高频方向保护、一套高频距离保护,分别复用不同的载波通道
⑥、相间后备保护采用相间距离,接地后备保护采用接地距离加上两段式零序电流保护或反时限零序电流保护
⑦、根据系统工频过电压的要求,在相应的500kV线路上装设两套过电压保护
⑧、对于500kV系统,一个半断路器接线的断路器失灵保护、无断路器的并联电抗器保护和过电压保护应远跳对侧断路器为增加安全性,在500kV线路两侧应配置远跳就地故障判据远跳通道及故障判据必须双重化,且分别装于两套主保护屏内2)、500kV主变压器保护配置原则
1、500kV变压器保护的特点
1.1变压器工作电压高(500kV),通过容量大(750MVA/750MVA/180-240MVA)在电网中的地位特别重要
1.2变压器故障或其保护误动造成变压的停电,将引起重大经济损失
1.3变压器造价高,组装、拆卸工作量大,抢修时间长
1.4500kV电力变压器的低压侧,一般装有大容量无功补偿装置大容量的电容器在变压器内部故障时,将提供谐波电流,影响保护动作的正确性
1.5高压大电网的出现,大容量机组增加,电力系统短路电流幅值增大,非周期分量衰减慢短路的暂态时间长,其保护必须在变压器故障的暂态过程中动作,因此,用于主变保护的CT、PT必须适合暂态工作条件
1.6500kV变压器体积大(运输尺寸7x4x4m),重量(充氮165t),为了减少重量,提高材料的利用率,降低造价,其工作铁芯磁通密度高(一般在
1.7t以上),铁芯采用冷扎硅钢片,磁化曲线硬,变压器过励磁时,励磁电流增加大,过励磁对变压器影响大
1.7为保证可靠性,500kV变压器保护采用双重化配置
2、电力变压器的故障
1.11油箱内部故障匝间短路,单相接地短路,相间短路(500kV变压器为单相式,不存在相间短路)内部故障电流将产生电弧,会烧坏线圈的绝缘和铁芯,引起绝缘油气化使变压器爆炸
1.2油箱外部故障主要是绝缘套管和引出线的故障(包括引线相间短路,单相接地短路等)
1.3变压器的异常运行方式。