杜成峰——电厂倒送电期间保护带负荷校验方案探讨

1、20122012年年1010月月 浙江三门核电AP1000 机组是全球首个非能动核反应堆，工程意义非常重大。一期工程220kV升压站配置如下图：1、由于一期工程#1机组安装时至对侧220kV变电站线路为单回线路，无法像双回线路可以通过改变系统运行方式，从而达到校验保护的目的。2、由于电厂处于安装调试阶段，现场无法提供足够大的负荷校验如下保护：辅助变差动辅助变差动保护保护线路光纤差动保护距离保护对侧变电站线路间隔母差保护 而这些保护能否正确动作关系到电网的安全运行。方案一、无负荷情况下校验 方案二、根据厂内提供的负荷校验方案三、提供临时负荷校验可行性分析三、保护校验方案三、保护校验方案策划策划1

2、.1 220kV升压站母差保护 以其中一个间隔为基准，通过三相大电流发生器一次通流的方式校验。方案一（无负荷情况下校验）1.2辅助变差动保护 两台辅助变压器并列运行，利用有载分接开关改变其中一台变压器的抽头，让两台变压器低压侧之间产生差压，从而在两台变压器之间人为造成一个环流，进行差动保护校验。需要注意的是两台变压器需要注意的是两台变压器之间的环流大小必须在变压器运行特性允许范围内，环流过大将对变之间的环流大小必须在变压器运行特性允许范围内，环流过大将对变压器本体造成损伤。压器本体造成损伤。1.3 对侧变电站线路间隔的母差保护 由对侧改变运行方式，空出一条母线，以对侧母联CT为基准进行一次通流

3、方式校验。1.4 对侧变电站线路间隔的距离保护 架空线路型号LGJ-400/35，导线水平排列，相间距离为4M，线路长度为27kM。根据以往的经验，线路空充时容性电流约有10A（可根据线路参数进行计算），对侧线路CT变比为1600/5，以此计算对侧线路保护CT二次电流为31mA，从原理上来说满足校核距离保护要求。方案一（无负荷情况下校验）1.3 对侧变电站线路间隔的母差保护 由对侧改变运行方式，空出一条母线，以对侧母联CT为基准进行一次通流方式校验。1.4 对侧变电站线路间隔的距离保护 架空线路型号LGJ-400/35，导线水平排列，相间距离为4M，线路长度为27kM。根据以往的经验，线路空充

4、时容性电流约有10A（可根据线路参数进行计算），对侧线路CT变比为1600/5，以此计算对侧线路保护CT二次电流为31mA，从原理上来说满足校核距离保护要求。方案一（无负荷情况下校验）1.5 线路光纤差动 由于现场无法提供足够大的校验电流，保护装置不能正确显示采样值、差流和制动电流，光纤差动保护无法进行校验。方案一（无负荷情况下校验）方案二（厂内提供的负荷校验） 根据当时厂内能提供的施工、生活负荷总计约3000kVA，进行保护校验。2.1 220kV升压站母差保护 可通过三相大电流发生器一次通流的方式校验，如方案一。2.2 辅助变差动保护 根据负荷S3000kVA，可计算出辅助变低压测二次电流

5、约为54.9mA；辅助变高压侧二次电流约为6.3mA，此时可以用相位表确认辅助变差动的相位及极性，但保护装置差流及制动电流显示不明显。方案二（厂内提供的负荷校验）2.3 对侧变电站线路间隔的母差保护及距离保护 根据负荷S=3000kVA，可计算出线路上的一次电流大约为7.8A，对侧母差CT及线路CT变比为1600/5，二次电流约为24mA，满足对侧母差保护及距离保护校验条件。2.4 线路光纤差动 由于本侧线路CT变比为2000/1，线路上的一次电流大约为7.8A时，二次电流约为3.9mA，因此现场提供的负荷无法校验线路光纤差动正确性。方案二（厂内提供的负荷校验） 通过临时接入高压电抗器组（或电

6、容器组）作为临时负载，也是一种切实可行的方法之一。 以高压电抗器组为例，接入地点宜选择在#1辅助变低压侧10kV进线开关处，根据电抗器组的大小，考虑适合的安放地点（做好安全隔离措施）。电抗器组电压等级为10kV，考虑总容量为8000kVA，每台辅助变带载4000kVA。辅助变低压侧一次电流辅助变低压侧二次电流 方案三（加临时负荷校验）AI9 .2195 .10340002AIIm3 .7330009 .219300022辅助变高压侧一次电流 辅助变高压侧二次电流 本侧线路二次电流 对侧线路二次电流 辅助变差动高压侧二次电流约为8.7mA，辅助变低压侧二次电流约为73.3mA，本侧线路二次电流约

7、为10.5mA，对侧线路二次电流约为65.6mA，该电流满足倒送电期间相关保护校验要求。方案三（加临时负荷校验）AI5 .102205 .109 .2191AIIm7 . 812005 .10120011AIm5 .1020005 .102AIm5 .653205 .1021.风险较大，必须将两变压器 间的环流控制在一定范围内。2.对侧变电站线路间隔的母差 保护校验需改变运行方式。3.不能进行光纤差动保护校验。试验成本较低廉。1.厂内生活、施工负荷波动较大，且三相电流不平衡，电流中存在大量谐波分量，对保护校验带来一定困难。2.负荷容量不够，不能进行光纤差动保护校验。试验成本较低廉。需要提供额外

8、的电抗器组，其租赁费用较大。能够一次性校验倒送电期间相关保护。方案一：无负荷校验四、各方案优劣分析 方案二：厂内负荷校验 方案三：临时负荷校验 缺点优点五、选择实施方案五、选择实施方案 针对该电厂的实际情况 ，我们对这次倒送电工作的三种方案进行了可行性分析研究，确定采用方案三进行保护校验工作：两台辅助变各带一组电抗器，电抗器容量选择为6000kVA，电压10KV。 针对方案三，设备的参数及主要计算过程如下：辅助变保护 ：高压侧CT变比 1200/1A 低压侧CT变比 3000/1A辅助变参数 ：容量 88MVA 电压 23181.25%/10.5kV 线路: 本侧CT变比为2000/1 线路对

9、侧CT变比为1600/5六、实施方案每台辅助变临时负荷加载到每台辅助变临时负荷加载到4000kVA4000kVA时的时的电流电流计算值计算值变压器低压侧一次电流 变压器高压侧一次电流变压器低压侧二次电流 变压器高压侧二次电流线路本侧二次电流线路对侧二次电流 AI5 .101AIm7 . 81AIm5 .10AIm5 .65AI9 .2192AIm3 .732 结合工程实际及试验需求，将两台电抗器分别接至#1机辅助变4A低压侧ECS-3段和#1机辅助变4B低压侧ECS-4段（一图一）。电抗器放置于汽机平台，通过临时中压电缆与辅助变低压侧相连接。 2012年3月23日对#1机辅助变4A/4B进行了

10、临时负荷校验。辅助辅助变变高低压侧高低压侧相序相序一次值一次值二次值二次值相位关系相位关系辅助变A高压侧A10A8.6mAA：-37A-3a：177B10A8.2mAB：-156B-3b：178C10A8.4mAC：-277C-3c：177N0A0mAN/ /AN/ /A低压侧3a221A73.2mAA：-218N/ /A3b222A73.5mAB：-338N/ /A3c223A73.6mAC：-98N/ /A3n0A0mAN/ /AN/ /A辅助辅助变变高低压侧高低压侧相序相序一次值一次值二次值二次值相位关系相位关系辅助变B高压侧A10A8.5mAA：-36A-3a：177B10A8.3mA

11、B：-155B-3b：177C10A8.3mAC：-279C-3c：177N0A0mAN/ /AN/ /A低压侧3a221A72.5mAA：-218N/ /A3b222A72.8mAB：-337N/ /A3c221A72.9mAC：-98N/ /A3n0A0mAN/ /AN/ /A线路线路线路本侧线路本侧二次电压二次电压线路线路本侧本侧二次电流二次电流角度关系角度关系本侧一次本侧一次电流电流对侧一次对侧一次电流电流差流差流57.6V10.3mA216.820.7A20.9A0A通过上面的试验数据可以看出：1、辅助变4A/4B高、低压侧的电流数值与理论计算值相符，相位相差180，说明辅助变4A/4B的两组差动CT的极性是正确的，差动保护校验正确。2、线路两侧电流数值与理论计算值相符。通过实际带负荷校验，测得本侧线路二次电流为10.5mA，对