葛洲壩電廠kV開關(guān)站保護及自動裝置介紹

1、葛洲壩電廠500kV開關(guān)站保護及自動裝置介紹2009年7月1目錄1 開關(guān)站主接線及常見故障類型簡介 2 線路保護配置介紹 3 斷路器保護配置介紹 4 母線保護介紹 5 大江穩(wěn)控切機裝置、故障路波裝置介紹 21 開關(guān)站主接線及常見故障類型簡介345開關(guān)站主接線簡介 500kV開關(guān)站采用3/2接線方式，有6條進線和6條出線 3/2接線方式的特點： 運行方式靈活多變，操作簡便，檢修簡單，不容易產(chǎn)生誤操作； 在母線故障及檢修時不停電； 在母線故障及斷路器同時拒動的情況下，仍能保證大部分元件不停電，可靠性高 投資大，維護工作量大，占地面積大。1 開關(guān)站主接線及常見故障類型簡介6斷路器、隔刀、地刀的編號規(guī)

2、律 開關(guān)站為50字頭，以線路為核心 與線路有關(guān)的隔刀帶6字 地刀帶7，靠母線側(cè)為7，另為173/2接線中與母線鄰近的斷路器叫邊開關(guān)，兩組母線中間的斷路器稱為中間斷路器。 靠近I母的邊開關(guān)叫1DL 中間斷路器叫2DL 靠近II母的邊開關(guān)叫3DL1 開關(guān)站主接線及常見故障類型簡介71 開關(guān)站主接線及常見故障類型簡介500kV開關(guān)站常見故障類型1、線路故障2、母線故障3、斷路器故障8500kV開關(guān)站對保護配置要求 能迅速切除各種故障，使被保護元件承受故障電流時間最短，停電范圍最小。500kV開關(guān)站配置的保護 線路保護 母線保護 斷路器保護 電抗器保護 1 開關(guān)站主接線及常見故障類型簡介9500kV繼

3、電保護配置原則雙重化 雙重化必須滿足： 工作電源獨立 出口回路獨立 測量回路獨立 高頻通道獨立1 開關(guān)站主接線及常見故障類型簡介10 2 線路保護配置介紹 11500kV開關(guān)站線路保護的配置 線路序號盤號型號名稱葛鳳線套29PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351) 高頻距離方向微機保護（短引線、過壓遠跳）套30PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）葛雙回套39PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351）高頻距離方向微機保護（短引線、過壓遠跳）套40PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高頻距離微機保護（

4、短引線、過壓遠跳）葛雙回套47P(36P)SEL-321(RCS-922、RCS-925)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）套49PRCS-901(包含RCS-922、RCS-925)高頻距離方向微機保護（短引線、過壓遠跳）2 線路保護配置介紹12線路序號盤號型號名稱清葛線套56P(37P)REL-521(RCS-922、RCS-925) 高頻距離方向微機保護（短引線、過壓遠跳）套57PRCS-901(包含RCS-922、RCS-925)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）葛朝 回套64PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925）高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）套74PRCS-

5、931(包含RCS-922、RCS-925)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）葛朝回套66PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）套75PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）2 線路保護配置介紹13 主保護： 光纖電流縱差保護原理（高頻距離保護） 后備保護: 距離保護 零序方向過流保護 動作后果：跳2DL、3DL2 線路保護配置介紹保護原理介紹14電流差動保護規(guī)定TA的正極性端指向母線側(cè)，電流的參考方向以母線流向線路為正方向。2 線路保護配置介紹15光纖電流縱差保護原理動作電流(差動電流)為

6、：制動電流為：差流元件動作方程： 2 線路保護配置介紹16如圖示：區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)實際短路電流都是由母線流向線路，和參考方向一致，都是正值，差動電流就很大，滿足差動方程，差流元件動作。區(qū)內(nèi)故障示意圖2 線路保護配置介紹17區(qū)外故障時，一側(cè)電流由母線流向線路，為正值，另一側(cè)電流由線路流向母線，為負值，兩電流大小相同，方向相反，所以差動電流為零，差流元件不動作。區(qū)外故障示意圖2 線路保護配置介紹18高頻距離保護（允許式）每端的保護必須在方向元件動作，同時又收到對端的允許信號之后，才能動作于跳閘，只有故障線路的保護符合這個條件。允許式方向縱聯(lián)保護工作原理（a）網(wǎng)絡(luò)接線及允許信號的傳送 （b）基本框圖

7、2 線路保護配置介紹19允許信號的縱聯(lián)保護在500kV線路中應(yīng)用較多。目前國產(chǎn)的在500kV線路中應(yīng)用的允許信號的縱聯(lián)保護是超范圍允許式縱聯(lián)保護。 起動元件起動； D+元件動作；D_元件不動作；同時滿足上述二個條件向?qū)?cè)發(fā)高頻信號。收到對側(cè)的高頻信號。同時滿足上述三個條件8ms后發(fā)跳閘命令。2 線路保護配置介紹20距離保護是反應(yīng)輸電線路一端電氣量的變化的保護。將輸電線路一端的電壓、電流加到阻抗繼電器中，阻抗繼電器反應(yīng)的是它們的比值，稱之為測量阻抗。阻抗繼電器的測量阻抗反應(yīng)了短路點的遠近，也就反應(yīng)了短路點到保護安裝處的距離，所以把以阻抗繼電器為核心構(gòu)成的反應(yīng)輸電線路一端電氣變化量的保護稱作距離保

8、護。距離保護2 線路保護配置介紹21距離保護的保護范圍距離保護I段：只保護本線路的一部分（瞬跳)距離保護II段：可靠保護本線路的全長，它的保護范圍延伸到相鄰線路(帶延時）距離保護III段：作為本線路I、II段的后備，在本線路末端短路要有足夠的靈敏度(帶延時）距離保護的優(yōu)點：受運行方式的變化影響小2 線路保護配置介紹22輸電線路的零序電流保護是反應(yīng)輸電線路一端零序電流的保護。正常運行無零序電流只有在接地短路時才有零序電流零序方向過流保護23零序保護的保護范圍零序電流I段：只保護本線路的一部分，按躲過本線路末端接地時流過保護的最大零序電流整定（未投入）零序電流II段：能以較短的延時盡可能的切除本線

9、路范圍內(nèi)的故障(帶延時）零序電流III段：應(yīng)可靠保護本線路的全長，在本線路末端金屬性接地短路時要有一定的靈敏度(帶延時）零序電流IV段：做為I、II、III段保護的后備，保護本線路的高阻接地短路。零序電流保護的特點：受運行方式的變化影響大，只能反映接地短路故障。零序IV段靈敏度高，保護過渡電阻的能力很強。2 線路保護配置介紹243 斷路器保護配置介紹25斷路器保護的配置斷路器廠家及型號名稱1DL 2DL3DL四方公司 CSI123進線短引線保護 四方公司 CSI121A 數(shù)字式綜合重合閘裝置 四方公司 FCX-22J 分相操作箱 四方公司 CSFU-104選控及信號擴展 3 斷路器保護配置介紹

10、26進線短引線保護短引線保護用于一個半接線方式的主接線中，當(dāng)一串出線或進線退出運行，隔刀拉開，且要求閉環(huán)運行時，需要投入短引線保護。3 斷路器保護配置介紹27如上圖所示，隔離開關(guān)拉開，線路側(cè)PT停電，線路保護停用，因此短引線范圍內(nèi)的故障失去主保護，需投入短引線保護短引線保護采縱聯(lián)差動保護短引線保護的投入和退出受隔離開關(guān)輔助接點控制，在隔離開關(guān)合閘時停用短引線保護的動作后果： 出線停用：跳2DL、3DL 進線停用：跳1DL、2DL 3 斷路器保護配置介紹28 當(dāng)輸電線路、變壓器、母線或者其他主設(shè)備發(fā)生短路，保護裝置動作并發(fā)出跳閘指令，但故障設(shè)備的斷路器仍拒絕動作跳閘，稱之為斷路器失靈失靈的原因主

11、要有： 斷路器跳閘線圈斷線 斷路器操作機構(gòu)發(fā)生故障 液壓式斷路器的液壓低 直流電源消失及控制回路故障斷路器失靈保護3 斷路器保護配置介紹291DL失靈： 啟動I母 啟動主變保護 跳2DL2DL失靈： 跳1DL 啟動主變保護 跳3DL 啟動遠跳3DL失靈： 啟動II母 跳2DL 啟動遠跳失靈保護動作后果3 斷路器保護配置介紹30（1）瞬跳故障相（2）延時三跳故障斷路器（3）延時跳相鄰斷路器失靈保護由線路保護或主變保護啟動失靈保護的動作順序3 斷路器保護配置介紹31當(dāng)本斷路器不管任何原因只有一相或兩相跳開，處于非全相狀態(tài)時可由本保護跳開三相。判據(jù)：不一致投入 控制字投入。 任一相TWJ動作且該相無

12、電流，確認為該相斷路器在跳閘位置。 按的判別方法又判斷并非三相開關(guān)都處于跳閘位置，確認為斷路器三相不一致。 不一致零序過流元件動作或不一致負序過流元件動作，此判據(jù)可由不一致經(jīng)零負序電流控制字投退。動作后果：滿足上述判據(jù)經(jīng)可整定的時間延時出口跳開本斷路器。斷路器三相不一致保護3 斷路器保護配置介紹32投入條件：斷路器對線路或變壓器充電而合于故障元件上時，由充電保護作為此種情況下的保護。構(gòu)成：充電保護由兩段式的電流保護實現(xiàn)。動作后果：保護動作后跳本斷路器充電保護3 斷路器保護配置介紹33在斷路器和電流互感器之間發(fā)生短路時，在很多情況下往往保護動作跳開斷路器后故障并未切除 死區(qū)保護的動作判據(jù)為：當(dāng)裝

13、置收到三跳信號，例如線路三跳、發(fā)變?nèi)?, 或A、B 、C三個分相跳閘同時動作，這時如果死區(qū)過流元件動作，對應(yīng)的斷路器已跳開，裝置收到三相的動作接點，經(jīng)整定的時間延時起動死區(qū)保護。死區(qū)保護的出口與失靈保護相同，動作后跳相鄰斷路器。死區(qū)保護3 斷路器保護配置介紹34500kV開關(guān)站采用單跳啟動重合閘重合閘由二種方式起動：位置不對應(yīng)起動和外部跳閘起動。重合閘3 斷路器保護配置介紹35線路上短路保護要跳邊、中兩個斷路器，重合閘自然也要合兩個斷路器?？紤]到有可能重合于永久性故障線路上，為減少沖擊這兩個斷路器不應(yīng)該同時重合，應(yīng)有一個順序。（先合后合問題）如果重合于永久性故障線路上，保護應(yīng)再次跳開該斷路器

14、，此時假若斷路器失靈，為盡量減少對系統(tǒng)的影響，重合閘應(yīng)先合邊斷路器。待邊斷路器重合成功后（線路有電壓）再合中斷路器。重合閘應(yīng)按斷路器設(shè)置。3/2接線對重合閘的要求3 斷路器保護配置介紹364 母線保護介紹37母線保護的配置母線序號盤號廠家及型號名稱母 86P 深圳南瑞 BP-2B型母線保護 87P 南京南瑞 RCS-915E型母線保護 母 88P 深圳南瑞 BP-2B型母線保護89P 南京南瑞 RCS-915E型母線保護 4 母線保護介紹38 母線保護裝置可以實現(xiàn)母線差動保護、斷路器失靈保護出口等功能。 母線保護的功能：4 母線保護介紹39母線差動保護區(qū)內(nèi)故障時，各元件實際短路電流都是由線路流

15、向母線，和參考方向一致，都是正值，此時差動電流很大，差流元件動作。4 母線保護介紹40母線差動保護區(qū)外故障時，如線路3上發(fā)生故障，此時線路1、2、4短路電流是流向母線，為正值，線路3電流是流出母線，為負值。把母線看成電路上的一個節(jié)點，由節(jié)點電流定理，各元件電流相量和為0，所以差動電流為0，差動保護不動作。4 母線保護介紹41 以電流判據(jù)為主的差動元件，可以用復(fù)合電壓閉鎖元件來配合，提高保護整體的可靠性。復(fù)合電壓閉鎖元件的動作表達式為：母差保護動作后果：跳與母線相連的所有開關(guān)4 母線保護介紹42 5 大江穩(wěn)控切機裝置、故障錄波裝置介紹43 大江穩(wěn)控切機裝置采用由南瑞集團生產(chǎn)的FWK-300分布式

16、穩(wěn)定控制裝置 裝置可用于區(qū)域性電網(wǎng)或大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制，既可適應(yīng)單個廠站的就地控制，又能構(gòu)成大型的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的需要。 裝置是一種分布式、模塊化、拼裝式結(jié)構(gòu)的通用性很強的穩(wěn)定控制裝置，能適應(yīng)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定控制、頻率穩(wěn)定與電壓穩(wěn)定控制、主變或線路過負荷控制等。穩(wěn)控裝置5 大江穩(wěn)控切機裝置、故障路波裝置介紹44葛洲壩大江電廠決策機與雙河變、葛洲壩大江電廠執(zhí)行機通過光纖通信組成穩(wěn)控系統(tǒng)。葛洲壩大江電廠決策機按雙套配置組成，雙柜并列運行。葛洲壩大江電廠執(zhí)行機按雙套配置組成，雙柜主輔運行葛洲壩大江電廠決策機穩(wěn)定控制裝置檢測葛雙雙回、葛玉線、葛宜雙回（備用）、備用元件1、備

17、用元件2的故障，查找策略表切除機組。接收雙河變發(fā)送的切機容量，切除機組。檢測500kV母線，高周切除機組。葛玉線故障時，將故障信息發(fā)送到雙河變。葛洲壩大江電廠執(zhí)行機穩(wěn)定控制裝置采集14臺機組電氣量，判斷機組跳閘。接收決策機發(fā)送的切機容量，切機臺數(shù)，切除機組。穩(wěn)控裝置的主要功能5 大江穩(wěn)控切機裝置、故障路波裝置介紹45通道聯(lián)系圖5 大江穩(wěn)控切機裝置、故障路波裝置介紹46 故障錄波裝置：系統(tǒng)正常運行時不錄波，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或振蕩時迅速啟動錄波，直接記錄下反映到故障錄波器安裝處的系統(tǒng)故障電氣量。 故障錄波裝置主要用來記錄電網(wǎng)中各種擾動發(fā)生的過程，為分析故障和檢測電網(wǎng)運行情況提供依據(jù)。故障錄波裝置5 大江穩(wěn)控切機裝置、故障路波裝置介紹47為分析事故原因，研究防止對策提供原始資料幫助查找故障點分析評價繼電保護及自動裝置、斷路器的動作情況了解電力系統(tǒng)情況，迅速處理事故實測系統(tǒng)參數(shù)，研究系統(tǒng)振蕩故障錄波裝置的作用5 大江穩(wěn)控切機裝置、故障路波裝置介紹48 500kV開關(guān)站的錄波裝置采用由武漢中元生產(chǎn)的ZH-2故障錄波裝置 錄波裝置有兩套 其主要功能有：不定長的動態(tài)錄波和故障測距，測距精度優(yōu)于2記錄系統(tǒng)發(fā)生大擾動時的時刻：精確到毫秒記錄系統(tǒng)發(fā)生大擾動前后各輸