500KV變電站設(shè)備、接線特點及保護配置原則

500KV變電站仿真培訓(xùn)總結(jié)9月1日至9月14日，在華東電力培訓(xùn)中心進行了500KV變電站仿真培訓(xùn)取證，期間主要對500KV變電站設(shè)備的接線特點及保護配置原則；線路、開關(guān)保護；遠動自動化；秦山500KV開關(guān)站典型操作及保護運行方式；500KV系統(tǒng)避雷器及運行操作過電壓；母線保護；發(fā)變組保護；電網(wǎng)安全分析等進行了學(xué)習(xí)，現(xiàn)將學(xué)習(xí)情況總結(jié)如下：一、500KV變電站設(shè)備、接線特點及保護配置原則1、500KV1個半斷路器接線的主要特點：目前華東電網(wǎng)的主網(wǎng)架由電廠500KV升壓站、獨立500KV變電站通過架空輸電線組成。這些500KV升壓站、變電站的開關(guān)主要采用1個半斷路器的接線方式，但主要還是通過傳統(tǒng)的敞開式接線方式，這種方式占地面積較大。采用GIS的接線方式可以大幅度減少占地面積，減少維護量。一個半斷路器的接線方式優(yōu)點：*供電穩(wěn)定可靠。每一串由三臺斷路器加二條公用母線及一條進線和一條出線組成一個完整串，正常合環(huán)運行，當(dāng)發(fā)生一條母線甚至二條母線故障或開關(guān)故障都不會導(dǎo)致線路停電，這種接線方式體現(xiàn)出線路比母線更重要。特別是加裝線路、變壓器閘刀使線路和變壓器檢修時斷路器繼續(xù)合環(huán)運行，提高了供電可靠性。行調(diào)度靈活：正常運行時兩組母線和所有開關(guān)都投入運行，從而形成多環(huán)路的供電方式。一個半斷路器接線方式的主要缺點：火二次線復(fù)雜。在繼電保護中需要采用CT“和電流”的接線方式，線路保護采用線路的CVT，不采用母線的PT?；鹜顿Y較大。500KV斷路器是昂貴的設(shè)備。500KV聯(lián)合開關(guān)站主接線特點：火通過充油電纜直接與主變高壓側(cè)相連火三、四串采用交叉布置火預(yù)留兩串火二期是線變串、三期線線串火采用一個半斷路器接線方式（線路、主變閘刀斷開后，短線保護自投）火線路或主變保護用的是CT“和電流”火線路保護用電容式（三相）電壓互感器（CVT）,母線采用（單相）電壓互感器（CVT）,這種接線方式突出了線路比母線更重要。開關(guān)在檢修狀態(tài)下特別注意退CT流變端子的操作順序若需要將500KV改到檢修狀態(tài)并對相應(yīng)CT進行檢修，則為了防止保護誤動，在進行流變端子退出操作時一定要按先退流變端子后短按操作順序進行操作，因為一個半接線方式引入繼電保護的是采用“和電流”方式，若先短接后退流變端子會導(dǎo)致保護誤動作，這一操作原則同樣適用于發(fā)變組保護中。這一操作在我們廠由維修繼電保護人員完成，運行人員要現(xiàn)場確認(rèn)。斷路器的主要保護配置：500KV斷路器保護屏內(nèi)主要裝設(shè)以下保護：火CBL：重合閘、失靈、短引線；火CBM：重合閘、失靈；火CBT：失靈、短引線；線路主保護屏內(nèi)保護配置有：高頻距離保護；方向高頻；分相電流差動保護（三期）；遠方跳閘就地判別裝置。高頻距離保護：正常運行時收發(fā)訊機啟動，向各自對側(cè)發(fā)監(jiān)頻信號（音頻），故障時各側(cè)保護的方向元件感受到故障點為正方向，則啟動通訊裝置中的移頻器，將監(jiān)頻信號移為跳頻信號向?qū)?cè)發(fā)信；分相電流差動：收發(fā)訊為電流信號（三期）；高頻方向距離保護。主保護、母差、短引線、發(fā)變組來的跳閘信號等電氣量保護信號一方面直接進跳閘信號送到500KV的接口屏，另一方面即送到這個開關(guān)失靈重跳及失靈回路。在這個回路中一方面瞬時再次發(fā)出跳閘信號，即重跳信號，只有線路主保護才可能發(fā)出單相重跳信號，其它的保護全部是三相重跳信號。一般只有CBM和CBL這兩個與線路相關(guān)的開關(guān)才可能接受到由線路主保護過來的單跳信號，CBM和CBT接受的來自發(fā)變組的保護只有三跳信號。其中線路故障重合閘時，都由對側(cè)邊開關(guān)先合閘，我廠在檢測到線路有電壓時，邊開關(guān)和中開關(guān)同時合閘。失靈啟動符合二個條件：1.保護動作不返回，2.故障點仍然存在。自動重合閘:一般認(rèn)為線路是瞬時性故障，采取配置重合閘有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定，而開關(guān)、母線、主變故障時都是永久性故障所以不配置重合閘。重合閘只有線路保護中的距離一段和高頻保護動作（而且不是相間保護動作）時才會啟動重合閘，母差保護、短引線保護、距離二段、距離三段、高頻零序（這個保護會延時100ms動作）、失靈保護動作、發(fā)變組的保護動作都會閉鎖重合閘。線路保護動作后動作信號不會自保持，否則無法實現(xiàn)自動重合閘，而元件保護動作一般不需要自動重合閘，因此一般的原件保護都會實現(xiàn)自保持，只有復(fù)位動作信號后才能使系統(tǒng)恢復(fù)。母差保護、發(fā)變主保護都會動作信號自保持，動作后需要復(fù)歸?？紤]到華東電網(wǎng)目前網(wǎng)架的穩(wěn)定只采取單相一次重合閘方式，即只有在單項跳閘時才會啟動重合閘，此時由于剩余的兩項仍然在電氣連接狀態(tài)，單相重合對系統(tǒng)穩(wěn)定影響較小。有兩項以上的開關(guān)斷開時不再重合，全部三跳，此時重合對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行將影響較大。短線保護:在線路停運時，線路主保護的PT失電，主保護對于“T”節(jié)點處的接線無法實現(xiàn)保護，此時需要投入短引線保護，我們的短引線保護與線路閘刀連鎖，閘刀拉開時短引線保護自動投入，閘刀合上時短引線保護自動退出。斷路器操作順序：先拉開CBM，再拉開CBL，這樣CBM動作時拉開的電流很小，產(chǎn)生失靈的可能性較小，CBL失能產(chǎn)生的后果較小。每串開關(guān)的合上操作順序：先合上CBL,再合上CBM,原因同上。500kv線路的電容效應(yīng)引起空載時末端電壓比首端電壓升高二、500KV線路、開關(guān)保護及圖紙1、500KV聯(lián)合開關(guān)站每串CT配置有6組，線路PT為三相，而母線PT為單相；線路保護線路保護配置由三部分組成：縱聯(lián)保護（高頻全線速動）；相間和接地故障的三段式距離保護；高電阻接地故障的零序過流保護。其中，縱聯(lián)保護和距離一段為主保護，其余為后備保護。距離二、三段為延時動作，距離一段為瞬時動作，零序過流保護有定時限高頻零序動作和反時限零序動作兩種方式。定時限方式為電流到達某一值時才動作，反時限方式為電流越大動作趕快，電流越小動作越慢。.線路保護中采用通道的保護有：高頻距離一段、二段保護；高頻零序保護.線路保護跳閘順序為：主保護瞬時動作；0.25S后失靈保護動作；0.5S后備保護啟動；2S后反時限零序保護和距離三段動作。.線路保護中的首合故障保護是利用過流判斷元件判斷是否合于故障。當(dāng)合閘成功后，過流判斷元件自動退出，防止無方向性的誤動。.線路保護動作后，由三個單相繼電器出口，分別跳三相斷路器。線路單相故障，跳單相，線路相間故障跳三相。.故障點在離喬司側(cè)較近超出了秦山側(cè)85%的范圍，則一般正常情況下喬司側(cè)距離一段保護動作，瞬時跳開喬司側(cè)的開關(guān)，同時發(fā)出允許信號到秦山二廠側(cè)，由于此時秦山二廠側(cè)距離二段保護已動作，兩個信號疊加后加速動作，發(fā)出瞬時動作出口信號。在特殊情況下喬司變的電源很弱。.距離二段和距離三段可以保護線路全長，并延伸到線路的下一段，距離二段的正常啟動時間為0.8S，特殊情況下通過選擇開關(guān)可以切換到0.4S（當(dāng)對方母差停用或高頻通道停用）。斷路器保護斷路器保護配置有：失靈保護；重合閘裝置；短引線保護。.失靈保護動作條件為：故障點依然存在；保護不返回。動作過程為：瞬時重跳本開關(guān)故障相；小延時再跳本開關(guān)三相；長延時跳相鄰開關(guān)，發(fā)遠跳信號。啟動失靈的保護：線路保護（啟動故障相單跳）；母線保護（啟動3跳）；短線保護（啟動3跳）；重合閘繼電器故障/重合閘動作合于故障（啟動3跳）。.重合閘重合閘為單次、單相重合方式。啟動條件：距離一段保護自動重合閘；高頻加上距離二段保護自動重合閘；閉鎖重合閘的保護：遠方跳閘信號；主保護的RCL閉鎖信號；手合；短線保護信號；母差保護信號；發(fā)變組保護信號（對于CBM）線路開關(guān)失靈保護動作后閉鎖線路重合閘。.短引線保護短引線保護為速動過流保護，其整定值較小，靈敏度高；投入方式：即在出線或進線閘刀開時自動投入；手動強制投入；啟動條件：短引線保護已投入；故障電流大于整定值。.三期短線（REL561）保護配置：差動；三段式距離；零序方向過流。差動為主保護，三段式距離和零序方向過流為后備保護。.三菱圖約代號說明TT1： 電流間隔插板（MDT—F、WYP-01）TT2： 電壓間隔插板（MDT-F）TT3： 電壓間隔插板（WYP—01）43PLC： 主保護通道隔離開關(guān)一MASHINE43CA： 主保護通道投退開關(guān)43RECT： 單跳、三跳選擇方式開關(guān)Z2T： 距離二段跳閘中間繼電器Z3T： 距離三段跳閘中間繼電器PSB： 振蕩閉鎖VTF： VT斷線RY： 繼電器故障

MM：人機(MAN—MASHINE)接口板故障RCL：閉鎖重合閘PSF：電源故障DG：方向接地故障動作SDF：合于故障保護動作CR1X/2X/3X/4X:收信接點CS1X/2X/3X/4X:發(fā)信接點80X1：直流監(jiān)視8D1/8D2：直流供電開關(guān)50：過流保護21：距離79：重合閘51：帶時限過流87：差動86/94:跳閘中間繼電器46：負序50S1/S2STUB:STUB短引線保護BF：失靈89a/b：隔離刀輔助接點^:常開，b:常閉)52a/b：斷路器輔助接點^:常開，b:常閉)BB1/BB2：母線差動保護MP1/MP2：線路主保護

IFP：接口屏LAPR1：斷路器空氣壓力LCMR1/2：手合/手跳RTL：遠方跳閘邏輯RCM：重合閘加速63AR：壓空壓力正常CB：斷路器CBL：線路斷路器CBM：中間斷路器CBT：主變側(cè)斷路器3PH：三相瞬時重跳1PHXA/XB/XC:分相瞬時重跳1PHT：失靈保護延時動作出口壓板50BFX1/X2/X3:A、B、C失靈動作PSFX：RGCB3-1直流變換器監(jiān)視1PHY：最終跳閘CL1：短引線帶/不帶時限切換開關(guān)TimeLAG:延時INST：瞬時RYAlarm:繼電器故障報警三、遠動RTU/SCADA原理及光通訊系統(tǒng)電廠調(diào)度自動化分為廠站自動化部分、通信傳輸部分、調(diào)度端主站部分。.廠站自動化形式三種：監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、RTU、電能量計量系統(tǒng).通信傳輸方式：微波、光纖RTU結(jié)構(gòu)：AI：遙測（模擬量輸入）DI：遙信（開關(guān)量輸入）AO：遙調(diào)（模擬量輸出）DO：遙控（開關(guān)量輸出）本廠使用的RTU，主要取兩個量，即遙測和遙信，我廠的電量計量也通過RTU傳遞，脈沖信號累加。我廠RTU的modem出口有8個通道，其中兩個用于與網(wǎng)通信（一主一備），兩個用于省調(diào)（一主一備）我廠遠動用的光纖通信全部通過架空地線（避雷線）中的光纖部分傳輸，在物理通道上是與通訊及保護分開的。.RTU布置：一號屏：正面 20?28號板：DI板背面 29~37號板：DI板19號板：網(wǎng)絡(luò)電源二號屏：正面 38?41號板：DI板42-43號板：脈沖電度44-47號板：AI板反面48~50號板：AI板10~16號板：電源板三號屏：正面1號板：TG5700（主CPU）2號板：遠動測試儀3-5號板：主備監(jiān)測板6號板：故障切換7號板：MODEM電網(wǎng)現(xiàn)在正在建設(shè)“調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)”即SPDNet。我廠的自動化通訊方式將根據(jù)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢改用網(wǎng)絡(luò)通訊方式，即取消MODEM板，以網(wǎng)絡(luò)板+網(wǎng)絡(luò)路由器替代，通過光纖通道方式與電網(wǎng)聯(lián)接，規(guī)約也將從目前使用的〃4F以為104規(guī)約。我廠應(yīng)該加入電網(wǎng)現(xiàn)有的兩種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，以便進行實時的生產(chǎn)調(diào)度和及時獲取電網(wǎng)的生產(chǎn)和技術(shù)信息：SPTNet 電力信息網(wǎng)SPDNet――調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)四、500KV電網(wǎng)介紹及運行特點.電網(wǎng)介紹：500KV網(wǎng)架已經(jīng)形成；供電可靠性不斷加強（變壓器容量增大，數(shù)量增加；增加雙回線；增加外電網(wǎng)連接）；短路容量的問題開始出現(xiàn)；大力推動省市分區(qū)運行（220KV分網(wǎng)）。.華東電網(wǎng)的運行特點：受到區(qū)外來電的約束（今夏區(qū)外來電減少，供電可靠性降低）；受長江的阻隔，輸電通道受到影響；水電容量比例減少；長三角地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅猛。.事故分析和特點：直流設(shè)備對系統(tǒng)的影響；雷擊對輸電設(shè)備的影響；大霧對電力系統(tǒng)的影響；臺風(fēng)對電力系統(tǒng)的影響。五、500KVGIS、避雷器及其操作過電壓問題一、斷路器作用：導(dǎo)通、隔離（正常情況下開斷正常工作電流，非正常下切除故障電流）開關(guān)定義：分閘時間：固有時間（延時延時加動作時間）與燃弧時間之和火心臟部件一滅弧室*介質(zhì)：SF6（絕緣和滅弧功能）火電?。焊邿崮芎碗娔?，介質(zhì)處于等離子態(tài)火滅弧:利用動觸頭動作帶動活塞壓縮SF6氣體壓力上升并通過湍流罩對電弧進行吹掃冷卻以及利用交流電流過零點進行滅弧。歷史：1831年英國發(fā)明交流電；1898年發(fā)明10KV開關(guān)；1930年，出現(xiàn)以空氣為介質(zhì)的空氣開關(guān)；1950年，出現(xiàn)SF6開關(guān)和真空開關(guān)火真空斷路器滅弧過程:分閘指令一一壓力解除一一面接觸倒點接觸一一發(fā)熱一一溫度上升一一鋸齒熔化一一形成金屬小橋 金屬氣化 開距存在 電弧 錐形弧柱一一導(dǎo)弧一一屏蔽罩吸塵進行吹弧一一電流過零點熄弧火真空與SF6斷路器的優(yōu)缺點：真空斷路器優(yōu)點：壽命長，接近免維護。缺點：容量小，只能用在中低電壓。SF6斷路器優(yōu)點：最新型的介質(zhì)，用在高電壓，容量大。缺點：壽命短，經(jīng)常維護。二、GIS設(shè)備*優(yōu)缺點：體積小，少維護；造價高，操作過電壓火故障率低：0.53次/串間隔年SF6密度：空氣5倍SF6分解后的后果：窒息、呼吸痙攣、對眼睛刺激；對設(shè)備的化學(xué)腐蝕（水反應(yīng)后）；絕緣變差三.操作過電壓火開關(guān)動作后，回路中的電感（L）、電容（C）,電阻（R）發(fā)生變化，引起回路中的電磁振蕩，造成電壓和電流的波動，產(chǎn)生操作過電壓，這種現(xiàn)象產(chǎn)生在用斷路器投切線路或變壓器，用避雷器可以保護火VFTO（快速暫態(tài)過電壓，也電壓），產(chǎn)生于用閘刀投切設(shè)備（如主變、母線等），比如帶母線側(cè)閘刀分開時，電弧會出現(xiàn)數(shù)百次的通斷變化，電流在母線上反復(fù)反射形成VFTO。――VFTO的特點是電壓波的上升段（坡頭）在納秒數(shù)量級，幫電壓上升速度非?？歙D―這種快速變化的電壓分量無法被避雷器消除――因為是感性設(shè)備，VFTO在變壓器繞組內(nèi)產(chǎn)生電壓的非均勻分布，使繞組匝間產(chǎn)生電壓差，破壞匝間絕緣――在操作上采取措施以避免VFTO,比如在分開母線側(cè)閘刀時先將母線停電措施：串聯(lián)一個合閘電阻（輸電線路100KM以上）；氧化鋅避雷器。正常運行期間倒閘操作時盡量避免用閘刀投切線路、母線、主變防止產(chǎn)生過電壓。六、500KV母線保護及圖紙我廠母差保護采用的是比列制動式差動保護，型號為MBP-C,兩套保護分別放在兩個柜上，每面柜主要包括：母差測量單元，型號BDP31-R4S；母線保護輸入單元3只，可接入6個回路，型號BD16T1-R2S；低電壓繼電器，型號FUV3C1-R6S；邏輯單元BPL以及電源單元。其中有幾點需要注意的：保護設(shè)置的原則：元件保護動作是有自保持的，要復(fù)位，線路保護沒有。因為線路保護種考慮到重合閘，不能帶自保持。低電壓選擇帶工頭43-27B1應(yīng)先在IN位，閉鎖27BB1,只要母差動作87BB1閉合就可以直接使87B1帶電，通過94B24\25\26\27發(fā)信號、跳閘。在失靈啟動時要注意，保護動作完后，要手動復(fù)位30—21（RESET）按鈕，因為這個回路有自保持（94B21/22/22）如果CT發(fā)生斷線，95B1TX1延時5秒閉鎖母差。為了防止區(qū)外故障使CT飽和保護誤動采用比列制動。對于線路距離保護1/2段要注意是有振蕩閉鎖的，而距離保護3段是不閉鎖的。保護標(biāo)準(zhǔn)命令有：投跳、無通道、投信號、停用等幾個命令。目前原則上不用停用命令，原因是由于保護是由微機控制的，除非是對保護裝置進行工作?！斑h方跳閘”和“通道”可以通過不能的CC進行投切。為了防止手合到故障上去，采用過電流保護，合閘成功后，過電流保護自動退出。FS?？炫c微機保護分離，可以提高安全性，防止微機故障或測量元件失效使保護誤動。高頻零序（PG1）和高頻距