二次回路典型设计PPT课件

二次回路典型设计 南京南瑞继保电气有限公司二 九年九月 工程设计中心何其伟 目录 一 NR常用组屏附件的介绍二 RCS 900系统保护典型配置介绍三 操作箱及CJX继电器箱的介绍四 同期回路五 直跳回路六 串 并联防跳回路 一 NR常用组屏附件的介绍 常用继电器1 中间继电器 ST2系列与DSP2系列继电器均为NASI 日本松下 进口全密封电压型继电器 除动作时间的差异外 还有在断流能力与通流能力存在差异 前者更强 一 NR常用组屏附件的介绍 中间继电器一接线原理图 说明 该继电器常用于辅助接点的重动 一 NR常用组屏附件的介绍 中间继电器二接线原理图 说明 该继电器常用于电压切换回路的重动扩展 一 NR常用组屏附件的介绍 ST4L2继电器应用于电压切换回路的原理图 一 NR常用组屏附件的介绍 2 大功率继电器 NR0520能满足启动功率大于5W 但不防交流AC220串入 NR0521能满足启动功率大于5W 且可防交流AC220串入 一 NR常用组屏附件的介绍 大功率继电器原理接线图 一 NR常用组屏附件的介绍 空气开关1 ABB空开 直流空开 S250S DC系列B特性微型断路器交流空开 S250S系列B特性微型断路器 型号说明 S25S DC 直流 交流时不标注 额定电流特性极数型号 常用型号举例 直流空开 S252S B04 DC常用于保护装置的直流电源空开交流空开 S253S B02常用于三相PT的二次电压空开 一 NR常用组屏附件的介绍 空气开关2 其它常见品牌空开西门子空开该品牌空开为下进线施耐德空开 即梅兰日兰空开 北京人民电器空开我公司电度表柜使用 计量回路专用电压空开采用该品牌 上海良信空开我公司合作供应商之一 从节约成本考虑 在厂矿系统及国际工程中逐步推广使用 一 NR常用组屏附件的介绍 端子PHOENIXCONTACT 菲尼克斯公司产品 俗称凤凰端子公司屏柜常用端子 默认普通接线端子型号 UK5N技术参数刚性导线 0 2 6mm2柔性导线 0 2 4mm2最大额定工作电流 41A颜色 BG 灰褐色 一 NR常用组屏附件的介绍 默认电流电压接线端子型号 URTK S技术参数刚性导线 0 5 10mm2柔性导线 0 5 6mm2最大额定工作电流 57A 一 NR常用组屏附件的介绍 双进双出接线端子型号 UDK4技术参数刚性导线 0 2 4mm2柔性导线 0 2 2 5mm2最大额定工作电流 32A 一 NR常用组屏附件的介绍 常用接地接线端子型号 USLKG5技术参数刚性导线 0 2 4mm2柔性导线 0 2 4mm2注意 该端子直接与G型导柜连接接地 目录 一 NR常用组屏附件的介绍二 RCS 900系统保护典型配置介绍三 操作箱及CJX继电器箱的介绍四 同期回路五 直跳回路六 串 并联防跳回路 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 最新颁布的国网公司 标准化设计规范 的 总则 提出二次回路设计的 双优 原则应优先通过继电保护装置自身实现相关保护功能 尽可能减少外部输入量 以降低对相关回路和设备的依赖 应优化回路设计 在确保可靠实现继电保护功能的前提下 尽可能减少屏 柜 内装置间以及屏 柜 间的连线 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 最新颁布的国网公司 标准化设计规范 的 保护配置及二次回路的通用要求 对保护配置及组屏 柜 的要求 中明确 应遵循 强化主保护 简化后备保护和二次回路 的原则进行保护配置 选型与整定 优先采用主 后备保护一体化的微机型继电保护装置 保护应能反映被保护设备的各种故障及异常状态 双重化配置的继电保护装置 两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应 非电量保护应同时作用于断路器的两个跳闸线圈 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 保护装置的基本要素交流电流TA回路除了要严防开路之外 还需要交流电流回路一点接地 规程 6 2 3 1电流互感器的二次回路必须有且只能有一点接地 一般在端子箱经端子排接地 但对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置 如母差保护 各种双断路器主接线的保护等 则应在保护屏上经端子排接地 交流电压TV回路除了要严防短路之外 还需要交流电压回路一点接地 规程 6 2 3 2电压互感器的二次回路只允许有一点接地 接地点宜设在控制室内 独立的 与其它互感器无电联系的电压互感器也可在开关场实现一点接地 为保证接地可靠 各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 保护装置的基本要素直流电源独立的直流电源 双重化配置的保护要求直流电源来自不同的直流段 开入压板的开入 24V 辅助接点的开入 打印复归开入 空接点对时开入 分脉冲或秒脉冲 以及其它接点的开入开出跳闸输出 信号输出及其它接点输出通信IEC60870 5 103规约 LFP规约 MODBUS规约 IEC61850规约对时RS 485差分IRIG B码 可以称之为RS 485直流B码 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 如何理解 双重化 概念 GB T14285 2006继电保护和安全自动装置技术规程 中 220kV及以上线路保护 应按下列原则实现主保护双重化 1 设置两套完整 独立的全线速动主保护 2 两套全线速动保护的交流电流 电压回路 直流电源互相独立 对双母线接线 两套保护可合用交流电压回路 3 每一套全线速动保护对全线路内发生的各种类型故障 均能快速动作切除故障 4 对要求实现单相重合闸的线路 两套全线速动保护应有选相功能 线路正常运行中发生接地电阻为4 7 3条c中规定数值的单相接地故障时 保护应有尽可能强的选相能力 并能正确动作跳闸 5 每套全线速动保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈 6 每套全线速动保护应分别使用互相独立的远方信号传输设备 7 具有全线速动保护的线路 其主保护的整组动作时间应为 对近端故障 20ms对远端故障 30ms 不包括通道传输时间 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 500kV系统保护1 500kV线路保护主接线型式多为3 2断路器 应配置置两套完整 独立的全线速动主保护 应配置后备保护 后备保护应能反应线路的各种类型故障 必要时配置独立后备保护 可按客户需求 从RCS 901 RCS 902 RCS 931中选择对应型号 重合闸在断路器保护配置 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 2 500kV断路器保护 RCS 921A 对于3 2断路器接线 每个完整串配置三个断路器单套配置完成本断路器的重合闸 断路器失灵保护功能3 短引线保护 RCS 922A B 在断路器保护柜配置 多见于边断路器柜配置 检修线路 停保护 同时检修保护 此时不停开关 此时蓝圈内无保护 故设短引线保护 检修线路时 允许停运开关 则不需设短引线保护 例如 无出线刀闸 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 4 过电压保护及远跳 RCS 925A 由于500kV长线和分布电容的特点 可能产生过电压 需要远跳对侧开关 电抗器内部故障 瓦斯动作 开关失灵 母线故障都需要远跳对侧开关 为了增加远跳的安全性 通道需要二取二及就地判据等措施 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 500kV线路保护 双重化 典型配置 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 500kV断路器保护典型配置 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 CZX 22R2操作箱与线路主保护 后备保护 远跳配合 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 CZX 22R2操作箱与断路器保护配合 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 5 500kV母线保护3 2断路器接线 按母线配置双套母线保护 RCS 915E RCS 915E适用500kV一个半断路器主接线方式 母线最多可连接9个元件 保护配置有母线差动保护和断路器失灵保护 RCS 915E的断路器失灵保护完成的是联跳功能 接收的是3 2断路器接线中的边断路器配置的断路器失灵保护动作接点 即RCS 921A 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 220kV线路保护配置原则220kV系统一般双母线或单母线接线220kV近后备原则 双母线接线失灵保护按母线装设 全线速动主保护双重化配置 RCS 901 RCS 902 RCS 931三取二 高 距 零 重一体化配置 本公司两套重合闸自适应配合 按线路开关装设分相式操作箱 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 220kV线路保护典型配置方案以华北地区标准化设计为例两面柜方案 双操作箱 PRC31AM 01 RCS 931AM CZX 11R2 打印机PRC31AM 01 RCS 931AM CZX 11R2 打印机三面柜方案 单操作箱 PRC31AM 03 RCS 931AM CJX 11 仅投电压切换 打印机PRC31AM 03 RCS 931AM CJX 11 仅投电压切换 打印机PRC 12R2 01 CZX 12R2 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 220kV线路保护设计特点两套完全独立的高 距 零 重一体化保护 两套自适应重合闸电流 电压 直流 输入 输出 按母线单元设置的失灵启动单套 双套双跳圈分相操作箱两组控制电源 一般取消两组直流电源自动切换 双母线电压切换与本线路两套保护重合闸的配合分相TWJ其它保护停信手合 手跳 TJR去闭重 压力闭重与失灵启动配合 或直送母线保护预留与双套配合的TJQ TJR接点 二 RCS 900系统保护典型配置介绍 220kV母线保护以双母线为例 配置双套母线保护 RCS 915AB RCS 915AB适用于单母线 单母分段 双母线等主接线方式 母线上最多可连接21个元件 包括母联 并可满足母联兼旁路或旁路兼母联的运行方式 保护配置有母线差动保护 母联充电保护 母联死区保护 母联失灵保护 母联过流保护 母联非全相保护和断路器失灵保护 目录 一 NR常用组屏附件的介绍二 RCS 900系统保护典型配置介绍三 操作箱及CJX继电器箱的介绍四 同期回路五 直跳回路六 串 并联防跳回路 三 操作箱及CJX继电器箱的介绍 公司常见操作箱的介绍CZX 12R2 用于双母线接线的断路器间隔 可提供一套电压切换 CZX 22R2 用于3 2断路器接线的断路器间隔 CJX 11 由两块操作回路插件 A 和两块电压切换插件 C或K 组成 可用于替代LFP 974BR操作箱 CJX 21 由一组 三块 带直流电源切换的双跳圈操作回路插件 G H I 和两块电压切换插件 C或K 组成 可用于替代LFP 974ER和LFP 974FR操作箱 三 操作箱及CJX继电器箱的介绍 CJX继电器箱的介绍CJX系列装置为4U全层封闭机箱 均有十四个插件位置 不同的CJX装置型号是以不同的插件组合配以不同的整体面板构成的 CJX 01最多可配四块操作回路插件 A 和四块电压切换插件 C或K CJX 02最多可配八块LOCKOUT插件 D或L CJX 03由电流保持插件 B 和重动继电器插件 E 组成 插件数目根据需要而定 CJX 04最多可配十块电压切换插件 C或K 和三块电压并列插件 J 三 操作箱及CJX继电器箱的介绍 LOCKOUT回路的介绍LOCKOUT继电器的适用范围 主要用于华东地区的500kV系统保护 包括线路保护 断路器保护 母线保护 以及单机容量600MW及以上大型机组保护 主要特点 跳闸出口带保持 带保持出口接点 LOCKOUT接点 直接连接机构跳圈 目录 一 NR常用组屏附件的介绍二 RCS 900系统保护典型配置介绍三 操作箱及CJX继电器箱的介绍四 同期回路五 直跳回路六 串 并联防跳回路 同期的概念两个独立的电源并列运行 必须具备下列条件 1 电压 大小 相等 2 频率相同 3 电压的相位角差不超过允许值 否则 可能产生巨大的冲击电流 引起电力系统电压严重下降 可能使电力系统发生振荡以至于瓦解 而巨大的冲击电流将产生强大的电动力 可能对电气设备造成严重的损坏 系统振荡并失去稳定 造成严重后果 四 同期回路 同期的分类同期并列的方法分自同期并列和准同期并列两种 1 自同期并列自同期并列 是将待并发电机转速升至接近同期转速 正常并列时转差率S等于 1 2 事故并列时允许转差率为 5 甚至更大些 时 就把待并发电机投入系统 然后再给发电机加励磁 使发电机自行拉入同期 自同期并列的特点是并列过程迅速 操作简单 减少了误操作的可能性 易于实现操作过程自动化 但是 并列时冲击电流较大 会引起电力系统电压暂时降低 因此 有关规程规定 对于单机容量在100MW以下的汽轮发电机 当最大冲击电流周期分量I不超过额定电流的0 74 倍时 才允许采用自同期并列 对于各种容量的水轮发电机和同期调相机 可采用自同期并列 对两个系统之间的并列则不能采用自同期并列 四 同期回路 2 准同期并列准同期并列操作是将待并发电机转速升至接近同期转速后加励磁 当发电机 或待并系统 频率 电压相角 电压大小分别与运行系统 以下简称系统 频率 电压相角 电压大小接近相同时 把待并发电机 或待并系统 投入系统 即合上相应的断路器 准同期并列的特点是并列时间较长 还可能由于操作人员失误 发生误操作 而造成非同期并列 但是由于并列时冲击电流较小 不会引起系统电压降低 从而获得了广泛的应用 准同期并列不仅适用于发电机并入系统 而且也适用于两个系统之间的并列 所以变电站都采用准同期并列 四 同期回路 同期电压的引入110kV及以上电压的中性点直接接地系统同步电压取得方式该系统通常采用的电压互感有两个二次绕组 其中主二次绕组的相电压为 辅助二次绕组的相电压为100V 因为中性点直接接地系统的距离零序方向保护要求电压互感器主二次绕组采用N相接地较优越 故建议主二次统组采用N相接地方式 同步系统则接入辅助二次绕组 四 同期回路 中性点不接地或经高电阻接地系统同步点电压取得方式该系统通常采用的电压互感器有两种 一种有两个二次绕组 其中主二次绕组相电压为57 7V 辅助二次绕组相电压为 另一种只有一个二次绕组 其电压为 因为中性点非直接接地系统 一般不装设距离保护和零序方向保护 B相接地对保护的影响较小 又因本系统接地时 中性点会产生位移 所以同步系统不能用相电压 必须用线电压 为简化二次回路 一般电压互感器主二次绕组采用B相接地方式 同步系统接入主二次绕组的线电压 100V 四 同期回路 主变压器高 低压侧同步电压的取得方式因主变压器多为Y D 11接线 高压侧比低压侧同相电压越前别30 为使两侧同步电压的相位和数值相同 要求高压侧接入同步系统的二次电压为电压互感器的辅助绕组的电压UC 低压侧则接电压互感器上主二次绕组的线电压Ubc 四 同期回路 四 同期回路 RCS 9659同期与RCS 9700测控装置检同期的不同 1 RCS 9700测控装置检同期是一个被动检测的过程 即捕捉同期点2 RCS 9659同期是同期操作 是一个主动的过程 如果检测到待并侧电压与系统侧电压有差别时 分别送出接点去相应的调节系统 对待并侧电压进行调节 以满足与系统并列条件 输出增速 减速接点去发电机电调系统 DEH 去调节发电机的转速来改变待并侧的频率 输出增压 减压接点去发电励磁系统去调节发电机的励磁电流来改变待并侧的电压幅值 四 同期回路 RCS 9659功能 自动准同期 半自动准同期 手动同期 10个独立的同期点 每个同期点单独进行调压和调速 四 同期回路 RCS 9659同期需要注意的几个问题 如果只使用装置的自动准同期功能 因装置自身可以调节输入电压的幅值和角度 外部回路无需考虑 如果要使用装置的半自动准同期和手动准同期功能 需外挂同期表 频率表及同步检查继电器 自动时也需要加装 考虑可靠性 且需考虑外部输入电压的幅值和角度带来的问题 根据需要外部要加装隔离变压器和转角变压器 由于MZ 10同期表的接入 带来了设计上需要注意的一些问题 MZ 10同期表在内部接线上实际上已将待并侧和系统侧电压的接地点短接 详见原理图 对于变压器 Y 高压侧开关与系统同期 高压侧取开口三角的C N相电压 100V N接地 低压侧取C B相间电压 N接地 通过同期表将低压侧B相与高压侧N相短接 造成B相接地 此时低压侧需加装隔离变压器 四 同期回路 MZ 10原理接线图 四 同期回路 在3 2断路器接线的每一完整串有三台断路器 连接着四个可能分开的电源系统 即两条母线和两回线路 在每回线路和每条母线上都装有电压互感器 当任何一台断路器断开时 其触头两端电压都有可能是非同期的 所以 一般说来 在每台短路器合闸时 都应考虑同期 在实际工程中 同期电压选择装置RCS 9664的同期电压的取法采用 近区电压优先原则 如下图所示 四 同期回路 四 同期回路 同期电压的选取1DL 2DL 3DL 断路器三相合位接点串联11G 12G 线路侧主刀三相合位接点串联按照近区优先原则 各断路器两侧同期电压为 U11 UM1U12 UX1 11G 1 UX2 11G 0 2DL 1 12G 1 UM2 11G 0 2DL 1 12G 0 3DL 1 U21 UX1 11G 1 UM1 11G 0 1DL 1 U22 UX2 12G 1 UM2 12G 0 3DL 1 U32 UX2 12G 1 UX1 12G 0 2DL 1 11G 1 UM1 12G 0 2DL 1 11G 0 1DL 1 U31 UM2 四 同期回路 问题 在这种主接线方式下 RCS 921A同期电压如何选取 一般针对3 2主接线方式 母线为单相TV 出线侧为三相TV RCS 921A三相电压取出线侧电压 同期电压取母线电压 而且针对500kV系统只会要求配置单相重合闸 因单相重合闸是不检同期的 故无需切换 四 同期回路 PT二次绕组B相接地回路的介绍与现场处理电压互感器二次侧采用B相接地 在同期回路中取消了转角变 发电机侧同期电压取Ucb相电压 主变高压侧取UC相电压即可 它们相位相同 但是现在采用微机型同期装置 已不存在这样的问题了 老电厂改造仍旧存在B相接地 B相接地电压回路的处理 规程 规定 为保证接地可靠 各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等 B相接地时 三相空开的B相上下桩头需短接 作为接地点的B相不应有断点 四 同期回路 目录 一 NR常用组屏附件的介绍二 RCS 900系统保护典型配置介绍三 操作箱及CJX继电器箱的介绍四 同期回路五 直跳回路六 串 并联防跳回路 非电量跳闸及其它直跳回路的中间出口继电器启动功率的要求国电调2005年11月颁布的十八项反措 重点要求 中规定 5 7变压器本体的气体 压力释放 压力突变 温度和冷却器全停等非电量保护 需跳闸时宜采用就地跳闸方式 即通过安装在开关场的 启动功率不小于5W的中间继电器的两付接点 分别直接接入变压器各侧断路器的跳闸回路 并将动作信号接至控制室 6 7所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55 70 范围以内的中间继电器 并要求其动作功率不低于5W 五 直跳回路 国家电网生技 2005 400号 国家电网公司十八项电网重大反事故措施 要求14 2 5变压器 电抗器宜配置单套本体保护 应同时作用于断路器的两个跳闸线圈 未采用就地跳闸方式的变压器本体保护应设置独立的电源回路 包括直流空气小开关及其直流电源监视回路 和出口跳闸回路 且必须与电气量保护完全分开 非电量保护中开关场部分的中间继电器 必须由强电直流起动且应采用起动功率较大的中间继电器 其动作速度不宜小于10ms 14 7 5对经长电缆跳闸的回路 应采取防止长电缆分布电容影响和防止出口继电器误动的措施 五 直跳回路 数字式继电保护装置和快速出口继电器的广泛使用大大提高了保护装置的动作速度 但由于电厂的复杂工况 也同时带来了因外部干扰源干扰跳闸回路引起保护误动 几种常见跳闸回路的干扰源 直流电源的中断与恢复 直流系统的接地 高压电缆与控制电缆并行