就地化保護(hù)整體方案7.26

1、就地化保護(hù)整體方案國網(wǎng)浙江省電力公司Contents Page目錄頁 設(shè)計(jì)原則及整體方案第一部分 線路、母差、主變保護(hù)及測控第二部分 就地化保護(hù)智能管理單元第三部分 接地、重合閘、連接器技術(shù)方案第四部分 預(yù)期目標(biāo)及現(xiàn)有成果第五部分3 全站設(shè)備繼電保護(hù)裝置、操作組件、就地化保護(hù)智能管理單元、站域保護(hù)裝置、故障錄波裝置、網(wǎng)絡(luò)記錄分析等相關(guān)的電流、電壓采集以及斷路器位置和控制采用電纜直接接入采用分布式設(shè)計(jì)線路保護(hù)變壓器、母線保護(hù)單間隔設(shè)備跨間隔設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用網(wǎng)絡(luò)方式傳輸SV和GOOSE信息。故障錄波、網(wǎng)絡(luò)記錄分析裝置就地化保護(hù)簡介4 就地化保護(hù)原則 智能變電站二次系統(tǒng)由站控層、間隔層、過程層設(shè)備，

2、以及網(wǎng)絡(luò)和安全防護(hù)設(shè)備組成，全站二次設(shè)備采用分散+集中的設(shè)計(jì)理念：v 保護(hù)裝置簡單，二次回路簡化，運(yùn)行維護(hù)簡便v 保護(hù)功能相關(guān)的輸入和輸出必須可靠（電纜采樣，電纜跳閘）v 簡化裝置開入和開出電纜，提高裝置防護(hù)等級（聯(lián)閉鎖等采用網(wǎng)絡(luò)方式）v 裝置采用標(biāo)準(zhǔn)專用連接器，不同廠家裝置間可互換，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的即插即用。v 單間隔功能縱向集成，減少裝置類型及數(shù)量，降低設(shè)備缺陷率v 跨間隔保護(hù)間隔化（母差，主變保護(hù)采用子機(jī)模式）v 通過一體化設(shè)計(jì)，將多個(gè)板卡的功能集成于單個(gè)芯片，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置小型化v 保護(hù)裝置無防護(hù)就地化安裝5 整體方案6 線路保護(hù)1.線路保護(hù)采用模擬量電纜采樣，采集本間隔電流互感器的保

3、護(hù)電流及本間隔三相電壓。2.線路保護(hù)采用電纜跳閘方式，通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)發(fā)布本裝置的跳閘信號及其他狀態(tài)信號，通過GOOSE網(wǎng)訂閱其他保護(hù)或控制設(shè)備的相關(guān)信號 。例如：啟動失靈、閉鎖重合閘。 3.線路保護(hù)通過模擬量輸入方式接入必要的斷路器信息。例如：斷路器位置。4.保護(hù)裝置除檢修壓板外其余均采用軟壓板。7 線路保護(hù)6.按間隔雙重化配置獨(dú)立的母差子機(jī) ，采用無防護(hù)安裝方式，完成母差保護(hù)功能。7.線路保護(hù)和母線保護(hù)的跳合閘出口硬壓板設(shè)置在斷路器就地控制柜內(nèi)。8.線路保護(hù)、保護(hù)子機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)化接口，單端預(yù)制方式。5. 按間隔配置兩套或一套操作插件（箱），完成對本間隔斷路器的跳合閘控制功能，安裝于端子箱中

4、。9.線路保護(hù)采用三相PT，利用電纜采集母線單相電壓用于重合閘。8 母線保護(hù)4.保護(hù)裝置除檢修壓板外其余均采用軟壓板。5.聯(lián)閉鎖信息（啟動失靈、閉鎖重合閘、失靈聯(lián)跳等）采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)，通過主機(jī)傳輸。1.母線保護(hù)采用分布式設(shè)計(jì)，配置一臺保護(hù)主機(jī)，按間隔配置保護(hù)子機(jī)。2.子機(jī)電纜直接采樣，電纜直接跳閘。3.主機(jī)與子機(jī)間，各子機(jī)間采用雙環(huán)網(wǎng)通信，采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。6.保護(hù)子機(jī)無防護(hù)安裝在就地開關(guān)場一次設(shè)備附近。8.在就地控制柜內(nèi)設(shè)置跳合閘出口硬壓板，輸入隔離開關(guān)位置和必要的斷路器位置、手合接點(diǎn)（母聯(lián)間隔）信息。7.母線保護(hù)子機(jī)完成電壓并列的功能。9 主變保護(hù)4.保護(hù)裝置除檢修壓板外其余均采用軟壓板。

5、5.聯(lián)閉鎖信息（啟動失靈、閉鎖重合閘、失靈聯(lián)跳等）采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)，通過主機(jī)傳輸。1.主變保護(hù)采用分布式設(shè)計(jì)，配置一臺保護(hù)主機(jī)，按各側(cè)斷路器配置保護(hù)子機(jī)。2.子機(jī)電纜直接采樣，電纜直接跳閘。3.主機(jī)與子機(jī)間，各子機(jī)間采用雙環(huán)網(wǎng)通信，采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。6.保護(hù)子機(jī)無防護(hù)安裝在就地開關(guān)場一次設(shè)備附近。7.在就地控制柜內(nèi)設(shè)置跳合閘出口硬壓板，輸入隔離開關(guān)位置和必要的斷路器位置信息。10 測控間隔測控適用于線路、母聯(lián)、分段、斷路器、主變等電氣設(shè)備間隔。間隔測控裝置采用無防護(hù)戶外安裝方式。間隔測控裝置電纜直接采樣。測控?cái)U(kuò)展子機(jī)采用單端預(yù)制方式直接采集開入信號和電纜直接開出。間隔測控單元與測控?cái)U(kuò)展子機(jī)通訊采

6、用內(nèi)部協(xié)議。間隔測控分合閘出口硬壓板設(shè)置在就地控制柜內(nèi)。間隔測控裝置集成測控、PMU、非關(guān)口計(jì)量功能（110kV及以下等級測控裝置可不集成PMU功能）。11 智能管理單元智能管理單元全站管理智能管理單元作為全站就地化保護(hù)裝置的人機(jī)接口，全景展示實(shí)時(shí)采樣、告警信息、定值參數(shù)和軟壓板狀態(tài)，完成參數(shù)設(shè)置、定值整定和軟壓板投退等操作，實(shí)現(xiàn)全站保護(hù)裝置的全壽命周期管理一鍵式配置正常運(yùn)行時(shí)，獲取并存儲裝置的配置文件。目前變電站無人值班，采用遠(yuǎn)方操作，對遠(yuǎn)程運(yùn)維提出了更高的要求；電網(wǎng)及二次設(shè)備的故障定位，對保護(hù)信息的管理和上傳提出了更高的要求。12 智能管理單元 技術(shù)要求技術(shù)要求 智能管理單元應(yīng)獨(dú)立部署在安

7、全I(xiàn)區(qū)。 智能管理單元硬件宜采用服務(wù)器，軟件應(yīng)采用安全的操作系統(tǒng)。 智能管理單元應(yīng)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)雙網(wǎng)冗余配置。 智能管理單元應(yīng)具備在線監(jiān)視與診斷功能，并能進(jìn)行定值和故障信息管理。13 智能管理單元 技術(shù)要求技術(shù)要求 智能管理單元宜集成智能變電站二次系統(tǒng)配置工具。 智能管理單元應(yīng)能對站內(nèi)各就地化保護(hù)設(shè)備進(jìn)行界面顯示和支持更換式檢修相關(guān)操作。 智能管理單元與不同廠家的設(shè)備之間使用相同通信協(xié)議，與各廠家設(shè)備間具備良好的兼容性。 智能管理單元對保護(hù)設(shè)備的操作應(yīng)具有防誤操作功能。14 智能管理單元 主要功能主要功能遠(yuǎn)程界面管理代替保護(hù)裝置液晶功能： 信息查看 運(yùn)行操作 報(bào)告查詢 定值整定 調(diào)試菜單 裝置整定備

8、份管理 備份區(qū)管理：管理單元設(shè)置專門的保護(hù)配置備份區(qū) 一鍵式備份：一鍵備份CID、CCD、工程參數(shù)狀態(tài)監(jiān)測 保護(hù)信息在線監(jiān)視 對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、分類15 智能管理單元定值及故障信息管理 定值比對 錄波召喚 錄波分析 中間節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程功能 主動上送：保護(hù)信息主動上送主站，上送故障信息至主站，并支持錄波文件召喚。 遠(yuǎn)程調(diào)閱：遠(yuǎn)程召喚模擬量數(shù)據(jù)、定值數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等；支持遠(yuǎn)程瀏覽。高級功能 繼電保護(hù)SCD模型文件管理 智能診斷：監(jiān)測預(yù)警、故障定位。 操作校核 主要功能主要功能16 就地化保護(hù)操作箱就地化保護(hù)操作箱簡化功能操作箱保留基本的斷路器跳合閘及必要的監(jiān)視功能斷路器本體機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的功能，操作箱不再重復(fù)設(shè)

9、置，例如：防跳、壓力閉鎖、三相不一致?；芈芳霸骷p少2/3。提升性能通過傳輸和轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)的競合和回路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升保護(hù)動作的快速性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一次設(shè)備智能化水平低，開關(guān)無法做到標(biāo)準(zhǔn)化和智能化，因此需要使用操作箱作為一次設(shè)備和二次設(shè)備間的接口，并就地安裝于一次設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化。17 就地化保護(hù)接地問題1）在預(yù)制電纜/光纜外部加裝槽盒（優(yōu)先選用熱鍍鋅材料），槽盒雙端接地。2) 保護(hù)裝置通過外殼接地螺釘與主接地網(wǎng)連接，接地線應(yīng)在槽盒外。3) 預(yù)制電纜鎧裝層在端子箱側(cè)與主接地網(wǎng)連接，單端接地。4) 預(yù)制電纜屏蔽層在裝置側(cè)與連接器金屬外殼相連，通過就地保護(hù)機(jī)箱外殼接地；屏蔽層在端子

10、箱側(cè)與主接地網(wǎng)連接。5）支架接地線應(yīng)在槽盒外。 18 重合閘檢同期方式 優(yōu)點(diǎn)：線路保護(hù)裝置所有模擬量均通過電纜輸入，無采樣同步問題，裝置實(shí)現(xiàn)簡單，性能可靠。線路保護(hù)無任何SV輸入，無SV虛端子配置問題。 缺點(diǎn)：1）兩路母線電壓（單相）需要通過電纜拉到各線路間隔，二次電纜相對較長。2）需增加單獨(dú)的電壓切換插件。19 就地化保護(hù)連接器選型-選用圓形連接器 內(nèi)容 分體式連接器（圓形） 組合式連接器（矩形）成本分析具備成熟產(chǎn)品及批量生產(chǎn)能力，與組合式相比成本差異不明顯可模具壓鑄，大批量生產(chǎn)成本低。需新研，暫不好確定工程調(diào)試可單獨(dú)分離，方便調(diào)試需整體分離，不方便，插拔力大更換維護(hù)可單獨(dú)拆下故障纜更換，方

11、便。單個(gè)插拔力相對較小 需整體更換，不方便，插拔力大廠家互換有現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)尺寸依據(jù)，可行需共同協(xié)商開發(fā)，較困難（歐標(biāo)暫無翻譯稿）防誤插措施可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)需協(xié)商確定尺寸比較多個(gè)接口排布具有優(yōu)勢，有效范圍內(nèi)需求外形尺寸較大單個(gè)殼體可集成多個(gè)模塊，可節(jié)省一定操作空間密封性能 單套底座4個(gè)固定螺釘4個(gè)密封節(jié)點(diǎn)，插頭與底座1個(gè)密封節(jié)點(diǎn)，插頭與線纜間1個(gè)密封節(jié)點(diǎn)，五組至少6*5 = 30個(gè)密封節(jié)點(diǎn)一體化連接器結(jié)構(gòu)簡化，兩個(gè)固定螺釘2個(gè)密封節(jié)點(diǎn)，整體設(shè)計(jì)可簡化至3個(gè)密封節(jié)點(diǎn)20 就地化保護(hù)連接器選型螺紋連接：更強(qiáng)的抗振的、沖擊性能及內(nèi)部連接穩(wěn)定性；外形尺寸相對較大，且旋合到位標(biāo)志是插頭端將插座端色帶掩蓋

12、，需要靠肉眼檢測判定。卡口連接：插拔快速（僅需將殼體旋轉(zhuǎn)1/3圈即可），產(chǎn)品插合到位可聽到“咔嗒”聲，易于辨識，殼體外形相對較??；抗振動性能相對較弱。光口：因光口連接需要接觸件端面持續(xù)接觸，故對連接殼體的抗振動、沖擊能力強(qiáng)，光口選用螺紋連接結(jié)構(gòu)。電口：一方面結(jié)構(gòu)尺寸限定壓縮產(chǎn)品直徑，另一方面所選用產(chǎn)品抗振動、沖擊指標(biāo)可以滿足本項(xiàng)目應(yīng)用環(huán)境要求，同時(shí)考慮便于插拔，故電口統(tǒng)一選用卡口連接結(jié)構(gòu)。MPO雖然密度高但單模多?；煅b不便，且引出光纖細(xì)，機(jī)械強(qiáng)度低，工藝復(fù)雜，光纖接口選用多芯插針式。21 1. 1. 提升保護(hù)性能提升保護(hù)性能預(yù)期目標(biāo)減少干擾基于無防護(hù)、開關(guān)場安裝的就地化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單、就

13、地電纜跳閘，電纜采樣、解決長電纜傳輸信號帶來的問題：如CT飽和、多點(diǎn)接地、回路串?dāng)_、分布電容放電等問題。提升速動性就地化保護(hù)裝置采用電纜直接采樣直接跳閘，減少數(shù)據(jù)傳輸中間環(huán)節(jié)，提高保護(hù)動作快速性，單間隔保護(hù)裝置整組動作時(shí)間相較目前智能變電站減少810ms。 提升可靠性通過單間隔功能集成，減少裝置類型及數(shù)量，整體降低設(shè)備缺陷率，單裝置失效影響范圍減小，系統(tǒng)可靠性得到明顯提升。簡化配置簡化“虛回路”配置，實(shí)現(xiàn)少配置甚至免配置。減少間隔保護(hù)虛回路設(shè)計(jì)，簡化全站SCD配置及管控難度22 預(yù)期目標(biāo)檢修時(shí)，裝置的配置及測試工作在調(diào)試中心完成，利用就地化保護(hù)便于安裝和更換的優(yōu)勢，現(xiàn)場整機(jī)更換，標(biāo)準(zhǔn)化接口實(shí)現(xiàn)

14、“即插即用”，現(xiàn)場作業(yè)簡單高效，減少停電時(shí)間，降低“三誤”事故概率。保護(hù)裝置即插即用 2. 2. 改進(jìn)運(yùn)維模式改進(jìn)運(yùn)維模式23 預(yù)期目標(biāo)設(shè)計(jì)建設(shè): 所有保護(hù)均采用就地?zé)o防護(hù)直接安裝，保護(hù)柜柜數(shù)量大幅減少，無需設(shè)置保護(hù)小室，縮減建筑面積，保護(hù)接線采用航空插頭，光纜數(shù)量大幅減少。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)建設(shè)建設(shè)屏柜數(shù)量：減少59面，降幅達(dá)60%以上建筑面積：縮減430，降幅近50%光纜使用：減少11.6km，降幅近60%以220kV典型工程規(guī)模為例，就地化方案和常規(guī)方案對比（工程規(guī)模：220/110/10kV，本期6回220kV線路，8回110kV線路，2臺主變,12回10kV饋線） 3. 3. 實(shí)現(xiàn)降本增效實(shí)現(xiàn)

15、降本增效24 預(yù)期目標(biāo) 3. 3. 實(shí)現(xiàn)降本增效實(shí)現(xiàn)降本增效安裝調(diào)試：保護(hù)采用工廠化預(yù)置，在專業(yè)化檢修中心集成和調(diào)試后整體運(yùn)至現(xiàn)場；站內(nèi)采用預(yù)制光纜、電纜實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的標(biāo)準(zhǔn)化連接、即插即用，大幅節(jié)約安裝調(diào)試時(shí)間和人力成本。以220kV典型工程規(guī)模為例，就地化方案和常規(guī)方案對比（工程規(guī)模：220/110/10kV，本期6回220kV線路，8回110kV線路，2臺主變,12回10kV饋線）安裝安裝調(diào)試調(diào)試安裝時(shí)間：縮短至1周，降幅約65%調(diào)試時(shí)間：縮短至1周，降幅約75%25 預(yù)期目標(biāo) 3. 3. 實(shí)現(xiàn)降本增效實(shí)現(xiàn)降本增效運(yùn)行維護(hù)：采用“工廠化調(diào)試+更換式檢修”檢修模式后，設(shè)備檢修和消缺時(shí)間大幅縮短，減少設(shè)備停電時(shí)間和電網(wǎng)正常方式破壞時(shí)間，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性。簡化現(xiàn)場工作，提高人員承載能力。以220kV典型工程規(guī)模為例，就地化方案和常規(guī)方案對比（工程規(guī)模：220/110/10kV，本期6回220kV線路，8回110kV線路，2臺主變,12回10kV饋線）運(yùn)行運(yùn)行維護(hù)維護(hù)設(shè)備檢修：裝置生命周期內(nèi)，停電時(shí)間由132小時(shí)縮短至2.5小時(shí)故障搶修：消缺