分析500kV變電站的典型繼電保護(hù)配置方案(共6頁(yè))

1、龍?jiān)雌诳W(wǎng) 分析500kV變電站的典型繼電保護(hù)配置方案作者：李明芳來(lái)源：華中電力2013年第08期        摘要在我國(guó)變電站建設(shè)中，500kV電網(wǎng)是各省市網(wǎng)架構(gòu)建的主體，故電網(wǎng)工程建設(shè)的質(zhì)量直接影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在500kV電網(wǎng)的工程基建過(guò)程中，為有效保障電網(wǎng)建設(shè)的質(zhì)量與安全，應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)系統(tǒng)中繼電保護(hù)配置的建設(shè)。本文對(duì)500kV變電站建設(shè)中涉及到的繼電保護(hù)建設(shè)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，并通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置方案，以進(jìn)一步完善500kV變電站的繼電保護(hù)配置。    

2、;    關(guān)鍵詞500kV變電站；繼電保護(hù)；工程基建；配置方案        1.當(dāng)下500kV變電站繼電保護(hù)配置現(xiàn)狀分析        電網(wǎng)建設(shè)工程的有效開(kāi)展，使得我國(guó)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，超高壓電網(wǎng)在電網(wǎng)工程中的日漸普及，也進(jìn)一步優(yōu)化了我國(guó)的電網(wǎng)配置方案，完善了變電站的功能，進(jìn)而提升了變電站的智能化水平和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全性。就現(xiàn)階段我國(guó)的超高壓電網(wǎng)工程建設(shè)分析，由于超高壓電網(wǎng)搭建技術(shù)尚未成熟，

3、因此僅有西北等少數(shù)地區(qū)能夠搭建750kV電網(wǎng)網(wǎng)架，其余多數(shù)地區(qū)仍采用500kV電網(wǎng)網(wǎng)架，所以對(duì)已普及的500kV變電站開(kāi)展有效的繼電保護(hù)是十分必要的。為有效提升500kV變電站繼電保護(hù)裝置的有效性和完備性，我國(guó)在變電站的工程基建工作中著重強(qiáng)調(diào)施工的嚴(yán)謹(jǐn)性，以此有效保證變電站工程建設(shè)的質(zhì)量。在500kV變電站的繼電保護(hù)工程建設(shè)中，通常從變電站系統(tǒng)建設(shè)角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)變電站繼電保護(hù)裝置開(kāi)展常規(guī)保護(hù)和針對(duì)性配置保護(hù)等維護(hù)措施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)500kV變電站繼電保護(hù)的優(yōu)化配置和科學(xué)維護(hù)。        而伴隨著我國(guó)超高壓電網(wǎng)建設(shè)

4、規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)故障也隨之頻繁出現(xiàn)，電網(wǎng)故障會(huì)對(duì)變電站正常工作產(chǎn)生影響，進(jìn)而威脅到電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。由于繼電保護(hù)裝置只具備迅速斷開(kāi)電路中故障元件的單一功能，無(wú)法對(duì)元件斷開(kāi)后的電力系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整，所以會(huì)在一定程度上對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，造成系統(tǒng)元件故障或電路工作異常等。500kV變電站繼電保護(hù)裝置缺乏部件之間的相互協(xié)調(diào)是電網(wǎng)運(yùn)行中的另一大問(wèn)題，部件工作難以協(xié)調(diào)，會(huì)直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)也會(huì)受到嚴(yán)重影響，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的運(yùn)行情況持續(xù)惡化甚至?xí)?dǎo)致電力系統(tǒng)癱瘓。當(dāng)下我國(guó)500kV變電站建設(shè)已具有一定技術(shù)基礎(chǔ)，而電網(wǎng)構(gòu)架中的繼電保護(hù)配置仍有待于進(jìn)一步優(yōu)化，制定

5、科學(xué)有效的繼電保護(hù)配置方案，是我國(guó)500kV變電站建設(shè)與發(fā)展的重要推動(dòng)力。        2.500kV變電站典型繼電保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)        2.1 500kV變電站繼電保護(hù)總體配置方案設(shè)計(jì)        在500kV變電站繼電保護(hù)配置保護(hù)中，通常采用系統(tǒng)常規(guī)保護(hù)和集中式保護(hù)兩種保護(hù)配置方案。在常規(guī)保護(hù)配置方案中，500kV變電站繼電保護(hù)是根據(jù)系統(tǒng)中

6、不同元件進(jìn)行配置的，通過(guò)弱化電網(wǎng)構(gòu)架中的保護(hù)邏輯原理，保留不同電網(wǎng)種類中繼電保護(hù)邏輯結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展繼電保護(hù)。電力系統(tǒng)常規(guī)繼電保護(hù)方案設(shè)計(jì)如圖：        該方案忽略了電網(wǎng)系統(tǒng)中的主變壓保護(hù)，線路母差保護(hù)以及其他相關(guān)元件的保護(hù)，而是依照變電站建設(shè)的智能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以光纖通信接口代替?zhèn)鹘y(tǒng)模式下的AC插件，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)CPU插件中的模擬量進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)中電子互感器與合并單元之間的通信標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。如圖所示，常規(guī)保護(hù)配置方案將系統(tǒng)中的單元與保護(hù)加以合并，并通過(guò)在測(cè)控裝置中采用統(tǒng)一的IEC61850-9

7、-2通信標(biāo)準(zhǔn)，以保障繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定，其次，在該保護(hù)方案中，繼電保護(hù)裝置與電網(wǎng)系統(tǒng)的智能終端是通過(guò)IEC61850中的GOOSE服務(wù)實(shí)現(xiàn)的，有效實(shí)現(xiàn)500kV電網(wǎng)系統(tǒng)和繼電保護(hù)系統(tǒng)間的過(guò)渡。        在繼電站保護(hù)配置中的集中式保護(hù)方案中，每一套保護(hù)設(shè)備都具有繼電保護(hù)能力，能偶顧通過(guò)設(shè)備自身對(duì)電路進(jìn)行繼電保護(hù)。該保護(hù)方案主要包括系統(tǒng)線路的測(cè)控與保護(hù)，電量測(cè)量與控制以及母線保護(hù)等功能，不同保護(hù)設(shè)備具有獨(dú)立性，能夠在繼電保護(hù)中實(shí)現(xiàn)獨(dú)立投退。集中式繼電保護(hù)方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖：   &

8、#160;    集中式保護(hù)配置方案對(duì)繼電保護(hù)中的組網(wǎng)方式進(jìn)行獨(dú)立處理，并通過(guò)合并網(wǎng)絡(luò)單元以實(shí)現(xiàn)以有效控制繼電保護(hù)配置終端，進(jìn)而在系統(tǒng)中形成信息的集成和共享。集中式繼電保護(hù)配置方案充分利用了當(dāng)下熱門的數(shù)字化控制技術(shù)，通過(guò)將多項(xiàng)保護(hù)功能集成在一組保護(hù)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)裝置的精簡(jiǎn)。        2.2 500kV變電站繼電保護(hù)具體方案        在500kV變電站繼電保護(hù)總體配置方案的指導(dǎo)下

9、，繼電保護(hù)配置方案仍需要進(jìn)一步具體化，才能有效維護(hù)超高壓電網(wǎng)系統(tǒng)的安全，實(shí)現(xiàn)500kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)化配置。在變電站繼電保護(hù)的具體方案中，主要包含線路保護(hù)，母線保護(hù)，斷路器保護(hù)，以及主變保護(hù)等內(nèi)容，以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的多方面保護(hù)。        2.2.1 500kV線路保護(hù)        在500kV變電站繼電保護(hù)中，線路保護(hù)是通過(guò)搭建獨(dú)立完整的電網(wǎng)線路主動(dòng)保護(hù)裝置，通過(guò)在保護(hù)裝置中設(shè)立等間距的序電流保護(hù)，以完成對(duì)繼電保

10、護(hù)線路的組屏。為有效滿足500kV變電站繼電保護(hù)電路的工頻需求，繼電線路保護(hù)通過(guò)對(duì)在電網(wǎng)線路中配置雙套遠(yuǎn)跳保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)，使得繼電開(kāi)關(guān)能夠有效避免斷路器開(kāi)，關(guān)狀態(tài)失控的情況，在半斷路器連接繼電保護(hù)單元時(shí)，線路保護(hù)裝置能夠通過(guò)識(shí)別遠(yuǎn)程跳閘命令，并通過(guò)控制元件動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)裝置的線路保護(hù)。線路保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)原理如圖：        2.2.2 500kV母線保護(hù)        在500kV變電站繼電保護(hù)裝置建設(shè)中，線路中的母線通常與兩

11、個(gè)微機(jī)型保護(hù)母線相連接，不同的微機(jī)型母線保護(hù)對(duì)應(yīng)的母線組屏。在500kV電壓輸送過(guò)程中，母線保護(hù)要求將半斷路器接入繼電保護(hù)電路，以解除線路中母線上的電壓鎖閉限制。當(dāng)電路中接入的元件較多時(shí)，母線保護(hù)則轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际侥妇€保護(hù)形式，通過(guò)在不同的元件線路中設(shè)立母線保護(hù)機(jī)制以有效控制元件中的電流量。        2.2.3 500kV斷路器保護(hù)        當(dāng)500kV變電站電網(wǎng)與半斷路器進(jìn)行接線時(shí)，斷路器保護(hù)通過(guò)對(duì)不同的電網(wǎng)線路進(jìn)行單元配置，

12、并通過(guò)在不同元件的閘門控制，失靈保護(hù)以及充電保護(hù)等過(guò)程中設(shè)立斷路保護(hù)，以有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有效繼電保護(hù)。500kV變電站中繼電器斷路器保護(hù)裝置的構(gòu)成如圖所示：        圖中 500kV電網(wǎng)斷路器繼電保護(hù)是通過(guò)將兩臺(tái)斷路器接入電路，這樣就能在兩臺(tái)繼電器之間實(shí)現(xiàn)斷路器閘門的靈活控制，如對(duì)閘門進(jìn)行斷路，重合命令，并能夠在閘門開(kāi)關(guān)動(dòng)作失效時(shí)立即切換到另一種運(yùn)行模式，以保證斷路器對(duì)電路的實(shí)時(shí)控制，保證當(dāng)單一斷路器失靈時(shí)另一斷路器仍能對(duì)電路進(jìn)行有效調(diào)控。      

13、  2.2.4 500kV主變保護(hù)        500kV變電站的繼電保護(hù)中的主變保護(hù)是通過(guò)改變變壓器接線方式實(shí)現(xiàn)的。在變壓器接線時(shí)，不同的電網(wǎng)電壓值采用不同的繼電保護(hù)方式，如220kV側(cè)電壓通過(guò)母線雙分法進(jìn)行接線以提升電壓傳輸效率，而500kV側(cè)電壓則是通過(guò)接線2/3斷路器以保證電壓過(guò)大時(shí)有效實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)。500kV電壓繼電主變保護(hù)是通過(guò)建立起兩個(gè)獨(dú)立的智能操控單元，并將兩個(gè)單元分別與斷路器ECT1和ECT2連接，在電路流經(jīng)500kV高壓側(cè)電流時(shí)，能夠通過(guò)合并單元進(jìn)行電壓采集，在主變保護(hù)中，

14、中壓側(cè)電壓及電流量通過(guò)變壓器中壓側(cè)ECVT1進(jìn)行合并采集，低壓側(cè)電壓及電流量則是通過(guò)對(duì)低壓側(cè)ECVT2進(jìn)行合并采集。        3.500kV變電站繼電保護(hù)發(fā)展前景展望        在我國(guó)變電站工程建設(shè)技術(shù)飛速進(jìn)步的推動(dòng)下，500kV變電站繼電保護(hù)將更具靈活性和可靠性，繼電保護(hù)系統(tǒng)性能的優(yōu)化將會(huì)在變電站建設(shè)中起到重要的影響作用，并為500kV變電站電網(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)提供更為穩(wěn)固而可靠的線路保護(hù)，有效促進(jìn)我國(guó)超高壓電網(wǎng)工程的建設(shè)與發(fā)展。伴

15、隨著我國(guó)變電站繼電保護(hù)的智能化發(fā)展，繼電保護(hù)將會(huì)在堅(jiān)持自身發(fā)展優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，改繼電電系統(tǒng)中存在的不足，進(jìn)而有效改善我國(guó)變電站工程中的電網(wǎng)建設(shè)。        結(jié)束語(yǔ)        500kV變電站繼電保護(hù)裝置的優(yōu)化配置，充分利用了變電站繼電保護(hù)自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在引進(jìn)多種不同繼電保護(hù)手段的同時(shí)，有效排除電網(wǎng)中元件的故障，以保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，隨著500kV變電站工程建設(shè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，繼電保護(hù)方案將會(huì)進(jìn)一步深化，并在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善，有效促進(jìn)我國(guó)變電站工程的建設(shè)與發(fā)展。        參考文獻(xiàn)