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【智能站系列】继电保护装置 110kV变压器双套主后一体化保护装置

时间:2020-10-9 11:23:04   作者:网友投稿   来源:jidian.lexiangww.com   阅读:2720   评论:0
内容摘要:一、变压器保护配置(1)电量保护220kV及以上变压器电量保护按双重化配置,每套保护包含完整的主、后备保护功能;变压器各侧及公共绕组的合并单元均按双重化配置,中性点电流、间隙电流并入相应侧合并单元。110kV变压器电量保护宜按双套配置,双套配置时应采用主、后备保护一体化配置,图5为110kV电压等级变压器保护配置示意图...
一、 变压器保护配置

(1)电量保护

220kV及以上变压器电量保护按双重化配置,每套保护包含完整的主、后备保护功能;变压器各侧及公共绕组的合并单元均按双重化配置,中性点电流、间隙电流并入相应侧合并单元。

110kV变压器电量保护宜按双套配置,双套配置时应采用主、后备保护一体化配置,图5为110kV电压等级变压器保护配置示意图;若主、后备保护分开配置,后备保护宜与测控装置一体化。变压器各侧合并单元按双套配置。中性点电流、间隙电流并入相应侧合并单元。

变压器保护直接采样,直接跳各侧断路器;变压器保护跳母联、分段断路器及闭锁备用电源自动投入、启动失灵等可采用GOOSE网络传输。变压器保护可通过GOOSE网络接收失灵保护跳闸命令,并实现失灵跳变压器各侧断路器。

(2)非电量保护

变压器非电量保护应就地直接电缆跳闸,非电量动作报文、调档及接地开关等信息通过本体智能终端上送至过程层GOOSE网。用于三相变压器的非电量保护装置的输入量不少于14路。作用于跳闸的非电量保护,启动功率应大于5W,动作电压在额定直流电源电压的55%~70%范围内,额定直流电源电压下动作时间为10~35ms,应有抗220V工频干扰电压的能力。

图5 110kV变压器双套主后一体化保护装置配置图(单套)

二、 变压器保护同步机制

变压器保护直接采样,点对点方式下采样值报文到达时间具有确定性,因此可以根据报文额定延时、报文到达时间戳与插值点三者之间的时间对应关系,通过插值算法计算出插值点的采样值,实现采样值同步。

三、变压器保护压板

智能变电站中保护硬压板只有检修状态硬压板和远方操作硬压板,软压板包括SV接收软压板、GOOSE接收软压板和GOOSE出口软压板。GOOSE出口软压板代替的是常规站保护屏柜上跳合闸出口硬压板,当GOOSE出口软压板退出后,保护动作信号数据集相应的数据位为0。

四、 变压器保护异常及处理分析

(1)合并单元异常

1)差动相关的电流通道异常应闭锁相应的差动保护和该侧的后备保护。

2)中性点零序电流、间隙电流异常时,闭锁该侧后备保护中对应使用该电流通道的零序保护、间隙保护。

3)相电压异常时,保护逻辑按照该侧PT断线处理,若该侧零序电压采用自产电压,则闭锁该侧的间隙保护和零序过电压保护。

4)零序电压异常时,闭锁该侧的间隙保护和零序过电压保护。

(2)GOOSE异常

当主变压器保护GOOSE通信中断时,首先应根据保护装置显示通信中断情况检查GOOSE交换机上对应的端口物理连接是否正常,即指示灯是否闪烁。若指示灯正常,表明光缆连接正常,反之,则可能是光缆发生断链或是光缆的接口接触不良。如果物理连接正常,接着就需要通过数字化测试仪或抓包软件分别在保护侧和保护显示与之中断的智能设备侧进行抓包分析,最终定位造成通信中断的原因。

五、母线保护

5.1 母线保护配置

220kV及以上电压等级母线按双重化配置母线保护,110kV及以下电压等级母线配置单套母线保护,图6为220kV电压等级母线保护配置示意图。母线保护直接采样、直接跳闸,当接入组件较多时,可采用分布式母线保护。分布式母线保护由主单元和若干个子单元组成,主单元实现保护功能,子单元执行采样、跳闸功能。各间隔合并单元、智能终端以点对点方式接入对应子单元。母线保护与其他保护之间的失灵启动、母联(分段)保护启动失灵、主变保护动作解除电压闭锁等联闭锁信号采用GOOSE网络传输。

图6 220kV母线保护装置配置图(单套)

六、母线保护同步机制

(1)点对点采样方式

在智能变电站母差保护采用点对点连接时,由于单元数过多,主机无法全部接入,需要配置子机实现。采用点对点时,母差保护采样值是基于插值同步,子机的作用是将收到的SV报文转发给主机,主机将本身采集的采样值和通过子机发送的采样值综合插值后送给保护CPU处理,子机报文转发均基于FPGA处理,延时小于5μs,所以在点对点情况下主机和子机之间不设置特殊的同步机制。

(2)网络采样方式

母差保护若采用网采方式,需采用时标同步法对采样值进行同步。由于GPS时钟源统一对合并单元进行授时同步,这就导致了采样同步依赖于GPS时钟源,降低了保护的可靠性。

七、 母线保护压板

智能变电站母差保护一般配置有SV接收压板,启动失灵接收软压板、失灵联跳发送软压板,跳闸(兼远跳、闭锁重合闸)GOOSE发送软压板。

智能化母差保护装置失灵保护需要接收线路保护装置、主变压器保护装置、母联保护装置的失灵启动开入,为防止误开入,对应支路应配置失灵启动GOOSE接收软压板,只有软压板投入的情况下,失灵开入才计算入失灵逻辑,此法可提高保护的可靠性。

母差保护按间隔配置间隔SV接收软压板,并配置一个电压SV接收软压板。

5.4 母线保护异常及处理分析

(1)采样异常

母差保护运行时需要对母线所连的所有间隔的电流信息进行采样计算,所以当任一间隔的电流采样中断时,母差保护将闭锁差动保护。当母联电流采样中断时,应置母线互联状态。母线电压采样中断,母差保护开放复合电压闭锁。

(2)隔离开关辅助触点异常

双母线接线的母线保护,通过隔离开关辅助触点自动识别母线运行方式时,应对隔离开关辅助触点进行自检,且具有开入电源掉电记忆功能。当与实际位置不符时,发“隔离开关位置异常”告警信号,智能站通过“隔离开关强制软压板”校正隔离开关位置。当仅有一个支路隔离开关辅助触点异常,且该支路有电流时,保护装置仍具有选择故障母线的功能。

6 继电保护装置技术要求

智能变电站中继电保护装置的输入量来自于合并单元和智能终端,保护跳闸命令也发往智能终端。智能变电站继电保护装置在保护原理上与常规保护差别不大,其主要区别在于装置接口及插件配置方面,总的来说,智能变电站对保护装置的功能要求更高,具体技术要求如下:

(1)保护装置应不依赖于外部对时系统实现其保护功能;

(2)保护应直接采样,对于单间隔的保护应直接跳闸,涉及多间隔的保护(母线保护)宜直接跳闸。对于涉及多间隔的保护(母线保护),如确有必要采用其他跳闸方式,相关设备应满足保护对可靠性和快速性的要求;

(3)线路纵联保护、母线差动保护、变压器差动保护应适应常规、电子式互感器混合使用的情况;

(4)保护装置采样值采用点对点接入方式,采样同步应由保护装置实现,支持GB/T20840.8(IEC60044-8)或DL/T860.92(IEC61850-9-2)协议,在工程应用时应能灵活配置;

(5)保护装置应自动补偿电子式互感器的采样响应延迟,当响应延时发生变化时应闭锁采自不同MU且有采样同步要求的保护。保护装置的采样输入接口数据的采样频率宜为4000Hz;

(6)保护装置的交流量信息应具备自描述功能;

(7)保护装置应处理MU上送的数据品质位(无效、检修等),及时准备提供告警信息。在异常状态下,利用MU的信息合理地进行保护功能的退出和保留,瞬时闭锁可能误动的保护,延时告警,并在数据恢复正常之后尽快恢复被闭锁的保护功能,不闭锁与该异常采样数据无关的保护功能。接入两个及以上MU的保护装置应按MU设置“MU投入”软压板;

(8)当采用电子式互感器时,保护装置应针对电子式互感器特点优化保护算法、提高保护性能;

(9)保护装置应采取措施,防止输入的双A/D数据之一异常时误动作;

(10)除检修压板可采用硬压板外,保护装置应采用软压板,满足远方操作的要求。检修压板投入时,上送带品质位信息,保护装置应有明显显示(面板指示灯和界面显示)。参数、配置文件仅在检修压板投入时才可下装,下装时应闭锁保护;

(11)保护装置应同时支持GOOSE点对点和网络方式传输,传输协议遵循DL/T860.81(IEC61850-8-1);

(12)保护装置采样值接口和GOOSE接口数量应满足工程的需要,母线保护、变压器保护在接口数量较多时可采用分布式方案;

(13)保护装置应具备MMS接口与站控层设备通信。保护装置的交流电流、交流电压及保护设备参数的显示、打印、整定应能支持一次值,上送信息应采用一次值;

(14)保护装置内部MMS、GOOSE、SV接口应采用相互独立的数据接口控制器接入网络;

(15)保护装置应具备通信中断、异常等状态的检测和告警功能。

标签:智能 系列 保护 装置 变压 

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