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500kV串补保护及运行介绍 继电保护科 主要内容 一 串补保护配置和功能二 串补保护定值整定原则三 串补保护调度运行事项 一 串补保护配置和功能 1 串补站简况500kV串补变电站位于 海拔高度 双回线路上各装有一套固定串补装置 补偿度50 2 主要一次设备 1 串补平台内设备 串联电容器组 接线方式为H型 桥差接线 接线 每相共336只电容器 28并12串 组成 336台单元串联电容器又分成4个接线臂 每个接线臂上有84台单元串联电容器 接线为14并6串 先并后串 一 串补保护配置和功能 一 串补保护配置和功能 2 主要一次设备 2 串补平台内设备金属氧化物限压器 MOV 为电容器提供过电压保护 强制触发放电间隙 GAP 为MOV提供保护 电感 MOV电阻型阻尼装置 抑制高频高能放电电流 保护和测量用CT 7只双绕组 用于保护和测控 测量取能CT 1只双绕组 为测量CT光电转换提电源 间隙取能CT 2只双绕组 为强制触发GAP提供能量 2 主要一次设备 2 串补平台外设备旁路断路器 用于旁路和投入电容器组 使被强制击穿的放电间隙熄弧 旁路隔离开关和平台隔离开关 用于进行投退和隔离串补电容的操作 一 串补保护配置和功能 2 主要一次设备图 一 串补保护配置和功能 3 串补控制保护的配置 1 串补装置的控制保护测量系统组成串补FSC控制保护屏A 串补FSC控制保护屏B串补FSC监控串补激光电源屏远跳接口屏控制保护屏A和屏B是两套完全独立的系统 正常工作时 两套均处于工作状态 两套同时对数据进行处理 同时对一次设备发出指令 一 串补保护配置和功能 3 串补控制保护的配置 2 串补装置保护分类和出口方式电容器保护单元 一 串补保护配置和功能 3 串补控制保护的配置 2 串补装置保护分类和出口方式MOV保护单元 一 串补保护配置和功能 3 串补控制保护的配置 2 串补装置保护分类和出口方式平台保护单元 一 串补保护配置和功能 3 串补控制保护的配置 2 串补装置保护分类和出口方式联动保护 串补旁路开关合闸失灵跳线路线路跳闸联动串补保护 一 串补保护配置和功能 联动保护通道图1 失灵联跳 一 串补保护配置和功能 联动保护通道图2 线路保护联动 一 串补保护配置和功能 二 串补保护定值整定原则 1 电容器保护单元 1 电容器不平衡告警定值 400 A A电容器不平衡告警延时 2000ms整定原则 根据电容器生产厂家提供的不平衡保护相关参数整定 电容器生产厂家提供的电容器不平衡保护相关参数为 报警值为1 2A 所以定值整定为 1 2 106 3000 400 A A 二 串补保护定值整定原则 1 电容器保护单元 2 电容器不平衡低值保护定值 567 A A电容器不平衡低值保护延时 30min整定原则 电容器生产厂家提供的电容器不平衡保护相关参数延迟跳闸值为1 7A 最大延时30min 所以低值保护定值整定为 1 7 106 3000 567 A A 3 电容器不平衡高值保护定值 2 1A电容器不平衡高值保护延时 100ms整定原则 电容器生产厂家提供的电容器不平衡保护相关参数为 跳闸值为2 1A 最大延时0 5s 4 电容器不平衡保护启动值 300A整定原则 一般取电容器组额定电流的10 不平衡高值保护不经此启动值闭锁 二 串补保护定值整定原则 1 电容器保护单元 5 电容器过负荷电容器过负荷告警延时 10s电容器过负荷保护重投复位时间 60min电容器过负荷保护重投串补时间 15min电容器过负荷保护允许重投次数 3次电容器组额定电流 3000A整定原则 根据技术规范中对电容器过电流能力的要求及工程经验整定 过负荷保护为反时限曲线 二 串补保护定值整定原则 1 电容器保护单元 5 电容器过负荷 二 串补保护定值整定原则 1 电容器保护单元 6 SSR保护 仅投入告警功能 SSR告警定值 6 SSR告警延时 5000ms整定原则 该定值仅依据中国电力科学研究院系统所仿真计算分析以及国外相关保护的定值而设置 由于目前国内外对SSR保护的应用并没有较成功的经验 因此在建水工程中厂家和南网推荐SSR保护退出 二 串补保护定值整定原则 2 MOV保护单元 1 MOV过电流保护1 MOV过电流保护定值 18300A整定原则 系统分析报告中给定 分析报告补充文件 500KV串补工程设备规范复核调整说明 中 表2 间隙旁路及旁路断路器闭合的MOV电流和能耗整定值 写明 MOV电流整定 kA peak 18 3 二 串补保护定值整定原则 2 MOV保护单元 2 MOV高能量保护MOV能量低值保护定值 62300KJMOV能量高值保护定值 76230KJ整定原则 电科院系统所分析报告补充文件中 间隙旁路及旁路断路器闭合的MOV电流和能耗整定值 MOV能耗整定值62 3 MJ 相 一般取区内故障时MOV的最大能量值的1 1 1 3倍 并应小于MOV允许能耗水平 建水串补设计MOV允许能耗水平96MJ 相 区内故障MOV最大能耗为69 3MJ 相 所以本定值整定为 69 3 1 1 76 23MJ 96MJ 二 串补保护定值整定原则 2 MOV保护单元 4 MOV温度保护MOV温度保护定值 126 MOV温度保护允许重投定值 70 整定原则 由MOV厂家直接给定 注 MOV温度保护不测量MOV的实际温度 而是采MOV电流 用温度数学模型计算出等效温升 5 MOV不平衡保护MOV不平衡保护定值 30 整定原则 根据工程经验 一般取30 二 串补保护定值整定原则 2 MOV保护单元 6 MOV保护重投MOV保护重投串补时间 600ms整定原则 选择的是先投入串补再重合线路的方式 此方式下MOV保护重投串补时间的整定主要考虑两个因素 GAP的去游离时间 以防止GAP重燃 断路器分闸失灵保护延时 以防止在串补投入异常状态下线路重合 在 串补设备技术规范中写明 间隙在承受保护动作电压下 通过的电流63kA 时间100ms后 去游离的时间400ms 即GAP去游离时间按最长500ms考虑 另断路器分闸失灵保护延时为200ms 综合考虑两个因素 MOV保护重投串补时间整定为600ms 二 串补保护定值整定原则 2 MOV保护单元 6 MOV保护重投MOV保护重投串补闭锁电流定值 5775A整定原则 按躲过区外故障时可能出现的最大线路摇摆电流整定 可靠系数一般取1 1倍 在建水串补设备技术规范 专用条款中写明 摇摆电流最大值 5 25kArms 在电科院系统所分析报告中写明 该值为串补额定电流的1 75倍 在上述条件下 MOV基本不吸收能耗 不影响串补间隙旁路的MOV整定值的选择 因此本定值整定为 5250A 1 1 5775A 二 串补保护定值整定原则 2 MOV保护单元 7 MOV保护旁路串补模式MOV保护旁路串补模式 1 单相 整定原则 与串补线路重合闸方式相配合 在建水串补设备技术规范 专用条款中写明 线路内部单相故障时允许重合闸 而多相故障时不允许重合 因此 MOV旁路模式整定为 1 单相 从而与串补线路保护保持一致 注 出口时受 MOV保护旁路串补模式0 三相 1 单相 定值控制的保护有 MOV过电流保护 线路联跳串补保护 MOV能量保护 GAP自触发保护 其它保护始终为三相出口 二 串补保护定值整定原则 2 MOV保护单元 8 GAP保护GAP自触发无触发 有流GAP拒触发有触发 90ms内无流GAP延迟触发有触发 20 90ms内有流定值说明 由厂家设定 不需现场整定 GAP保护使用的电流定值只有GAP有流值 取值固定为0 15InGAP保护使用的延时定值有20ms和90ms两个 不可整定 GAP自触发保护1小时内只允许重投1次 即1小时内第1次动作后允许串补自动重投 第2次动作后则永久闭锁串补重投 二 串补保护定值整定原则 3 平台保护单元 1 平台闪络保护平台闪络保护定值 450A整定原则 根据工程经验 一般取平台电流CT额定值的15 平台闪络保护延时 200ms整定原则 根据工程经验 一般取200ms 二 串补保护定值整定原则 3 平台保护单元 2 断路器失灵保护断路器合闸失灵保护延时 200ms断路器分闸失灵保护延时 200ms整定原则 根据工程经验 一般取200ms 采用 保护合闸令 断路器辅助接点 电容器 GAP 有流 判据旁路断路器实际操作过程中 正常情况下辅助节点 即分 合状态 可靠的反馈时间可达到约70ms 考虑到系统非全相运行对系统稳定性的影响 保护判断时间也不宜过长 故一般将旁路断路器失灵保护延时整定为200ms 二 串补保护定值整定原则 3 平台保护单元 3 三相不一致保护断路器三相不一致保护延时 2000ms整定原则 本延时应大于MOV保护重投串补延时与断路器合闸失灵保护延时之和 并应增加至少200ms的可靠裕度 本工程中MOV保护重投串补时间为600ms 断路器合闸失灵保护延时为200ms 满足整定原则 刀闸三相不一致告警延时 30000ms整定原则 根据工程经验 一般取30000ms 500KV电压等级刀闸实际操作过程中 正常情况下辅助节点 即分 合状态 可靠的反馈时间约为25s 综合考虑告警动作的快速性和正确性要求后 将隔离开关及接地开关三相不一致延时时间整定为30000ms 二 串补保护定值整定原则 3 平台保护单元 4 线路电流监视告警保护线路电流监视告警定值 5775A整定原则和整定值与 MOV重投串补闭锁电流定值 完全相同 线路电流监视告警延时 200ms整定原则 根据工程经验 一般取200ms 动作发告警信号并闭锁串补重投 二 串补保护定值整定原则 三 串补保护调度运行事项 1 串补保护告警信息 1 电容器过负荷告警当任一相线路电流大于告警定值 1 05 3000A 经延时发告警信息 处理 因1 1倍过负荷可8h 现场确认后 调整线路潮流 2 SSR告警当任一相线路电流中次同步分量大于告警比例定值 0 06I 经延时发告警信息 处理 询问附近火电厂是否有异常情况 三 串补保护调度运行事项 1 串补保护告警信息 3 线路电流监视告警当串补重投时 如果线路的电流很高则应闭锁重投 当任一相线路电流大于告警定值 5775A 经延时发告警信息并闭锁串补重投 三 串补保护调度运行事项 1 串补保护告警信息 4 断路器SF6压力闭锁告警本告警监测旁路断路器的三相SF6压力闭锁信号的状态 若某相压力闭锁信号有效 合位 则立即发告警信息 SF6压力闭锁告警发生后将闭锁保护分合旁路断路器操作和旁路断路器的分合遥控操作 并启动永久闭锁 三 串补保护调度运行事项 1 串补保护告警信息 5 断路器SF6压力低告警本告警监测旁路断路器的三相SF6压力低信号的状态 若某相压力低信号有效 合位 则立即发告警信息 三 串补保护调度运行事项 1 串补保护告警信息 6 控制回路断线告警本告警监测旁路断路器的三相分位继和合位继位置状态 若某相发生分位继和合位继位置状态同时有效或无效 则经延时发告警信息 控制回路断线告警发生后将闭锁断路器三相不一致保护 保护分旁路断路器操作 旁路断路器的分合遥控操作 弹簧未储能报警信号有如下可能 弹簧未储能引起的 断路器在进行分合闸时 该信号会短时发 如长时间不复归 应对电机储回路进行检查 三 串补保护调度运行事项 1 串补保护告警信息 7 断路器位置不明确告警本告警监测旁路断路器的三相分 合闸位置状态 若某相发生分闸和合闸位置状态同时有效或无效 则经延时发告警信息 断路器位置不明确告警启动后闭锁断路器三相不一致保护 8 刀闸三相不一致告警本告警监测每个隔离刀闸和接地刀闸的位置状态 若发生三相不一致 则经延时发告警信息 三 串补保护调度运行事项 2 串补保护压板情况 1 保护的投入均使用软压板 三 串补保护调度运行事项 控制保护装置中保护软压板投切定义表 2 串补保护压