台山电厂220KV主变中性点隔直装置使用及维护介绍ppt课件

1、台山电厂台山电厂220KV220KV主变中性点主变中性点隔直安装运用引见隔直安装运用引见彭彭 桥桥设备部电气一次设备部电气一次2019.1.62019.1.6工程背景引见主变偏励磁研讨主变中性点隔直安装调研主变中性点隔直安装可行性研讨报告主变中性点隔直安装工程立项主变中性点隔直安装工程实施隔直安装运用阐明书 主变中性点隔直安装运用引见主变中性点隔直安装运用引见广东电网的广东电网的500 k V高肇、三鹅、兴保和天广直流线路输电高肇、三鹅、兴保和天广直流线路输电在近年相继投产，单极大地运转方式是直流输电的运转方式在近年相继投产，单极大地运转方式是直流输电的运转方式之一。在这种运转方式下，直流接地

2、极作为直流任务电流的前之一。在这种运转方式下，直流接地极作为直流任务电流的前往通道，是直流输电系统的重要组成部分，将会影响接地极周往通道，是直流输电系统的重要组成部分，将会影响接地极周围变电站接地网地电位的变化。围变电站接地网地电位的变化。国华台电国华台电1、2号主变从号主变从2019年初开场，不时出现变压器噪年初开场，不时出现变压器噪声增大事例，其中绝大多数情况与南方电网直流输电单极大地声增大事例，其中绝大多数情况与南方电网直流输电单极大地回路运转有关。据不完全统计，自回路运转有关。据不完全统计，自2019年年7月至月至2019年年8月之间月之间就发生的变压器直流偏磁事件就发生的变压器直流偏

3、磁事件44起，其中变压器中性点电流超起，其中变压器中性点电流超越越15A的事件的事件30起，单台变压器最大中性点电流达起，单台变压器最大中性点电流达58A。 表表1为台山电厂自为台山电厂自2019年年3月至月至2019年年8月发生的几次较为严月发生的几次较为严重的直流偏磁事件的主要数据，其中中性点电流仅记录数值，重的直流偏磁事件的主要数据，其中中性点电流仅记录数值，未记录方向。未记录方向。 主变中性点隔直工程背景1/3 主变中性点隔直工程背景(2/3)表1：主变中性点直流记录变压器允许多大的直流电流在很大程度上取决于变压器设计，即与变压器构造、铁心资料、磁通密度取值等要素有关。我公司1、2号主

4、变为三相五柱式，按国家发改委发布的DL/T5224-2019，中性点允许流过的直流电流为17620.58.81A。对于已投运的变压器，如流过变压器中性点接地极直流电流大于允许值，应采取适宜的限流或隔直安装。 主变中性点隔直工程背景(3/3)国华台电高度注重主变直流偏磁问题，自国华台电高度注重主变直流偏磁问题，自2019就开场搜集就开场搜集相关直流偏磁资料，开展对主变偏励磁的研讨任务。相关直流偏磁资料，开展对主变偏励磁的研讨任务。2019年年8月编制了工程月编制了工程并上并上报国华公司，同年该工程批复赞同实施，并列入了报国华公司，同年该工程批复赞同实施，并列入了2019年度年度国华公司科技创新攻

5、关工程。国华公司科技创新攻关工程。为了进一步做好主变偏励磁的研讨任务，为了进一步做好主变偏励磁的研讨任务，2019年国华台年国华台电与广东省电机工程学会共同协作，结合开展主变偏励磁的电与广东省电机工程学会共同协作，结合开展主变偏励磁的研讨，并于研讨，并于2019年年8月完成了月完成了的研讨报告。的研讨报告。2019年年4月月“中性点直流分量对主变压器噪音及振动影响中性点直流分量对主变压器噪音及振动影响研讨研讨 工程经过了国华公司组织的专家验收会。工程经过了国华公司组织的专家验收会。研讨阐明，国华台电主变压器受直流偏磁影响严重，需研讨阐明，国华台电主变压器受直流偏磁影响严重，需求尽快采取措施确保

6、主变压器的平安运转。求尽快采取措施确保主变压器的平安运转。主变偏励磁研讨主变偏励磁研讨主变偏励磁研讨任务分析了台山电厂因高肇直流缺点引起主变偏励磁研讨任务分析了台山电厂因高肇直流缺点引起的严重直流偏磁事件的严重直流偏磁事件 ，同时也提出了四种处置方案：变压器，同时也提出了四种处置方案：变压器中性点加装小电阻、加装电容隔直安装、注入反向直流安装中性点加装小电阻、加装电容隔直安装、注入反向直流安装及电位补偿安装。及电位补偿安装。根据这四种方案在实践中的运用情况，国华台电于根据这四种方案在实践中的运用情况，国华台电于2019年年4月分别到阳江、清远、惠州三个地点进展了专项调研任务，月分别到阳江、清远

7、、惠州三个地点进展了专项调研任务，并构成调研报告。并构成调研报告。阳江春城变阳江春城变220KV变压器中性点串联一个小电阻来抑制变压器中性点串联一个小电阻来抑制中性点的直流电流。中性点的直流电流。惠州义和变反向注入反向电流方案广东省电科院研制惠州义和变反向注入反向电流方案广东省电科院研制产品，在变压器中性点注入反向直流电流，抵消变压器中产品，在变压器中性点注入反向直流电流，抵消变压器中性点由于直流单极输电呵斥的直流电流，消除直流偏磁。性点由于直流单极输电呵斥的直流电流，消除直流偏磁。 清远潖江变电站采用电容法隔直技术方案。利用电容器清远潖江变电站采用电容法隔直技术方案。利用电容器隔直通交的技术

8、特点，在变压器中性点串联一个电容器可完隔直通交的技术特点，在变压器中性点串联一个电容器可完全抑制变压器中性点的直流电流。全抑制变压器中性点的直流电流。 主变中性点隔直安装调研主变中性点隔直安装调研经过对三种方案的对比，并结合台山电厂实践情况，构成如经过对三种方案的对比，并结合台山电厂实践情况，构成如下调研结论：下调研结论：台山电厂有两台台山电厂有两台220kV220kV主变、三台主变、三台500kV500kV主变，因只需一个地网主变，因只需一个地网而只能运用一套中性点注入反向电流法安装，注入反向电流而只能运用一套中性点注入反向电流法安装，注入反向电流法因难以同时对台山电厂法因难以同时对台山电厂

9、220kV220kV和和500kV500kV主变良好补偿而被首主变良好补偿而被首先放弃。先放弃。由于小电阻安装构造简单，无监控手段，只能人为手动干涉，由于小电阻安装构造简单，无监控手段，只能人为手动干涉，而且电网运转方式改动，电阻值需求重新核算。同时小电阻而且电网运转方式改动，电阻值需求重新核算。同时小电阻也没有投运，真正效果，只能停留在实际形状。也不予思索。也没有投运，真正效果，只能停留在实际形状。也不予思索。建议运用电容隔直方案，在实践运转中可经过建议运用电容隔直方案，在实践运转中可经过2 2台主变共用一台主变共用一套隔直装置，实现套隔直装置，实现1 1、2 2号主变中性点隔直安装功能。随

10、号主变中性点隔直安装功能。随着任务开展，再对着任务开展，再对500KV500KV主变压器改造。主变压器改造。调研结论调研结论2019年4月，国华台电根据调研情况，结合本厂实践完成了12号机组主变加装隔直安装改造可行性报告 。我厂1、2号主变接入220KV系统，运转情况来看，普通采用单中性点接地运转方式。这样可以在两台主变之间适宜位置安装一台隔直安装。两台主变各利用一个接地刀经过隔直安装接地。这样当1主变接地时，将1主变隔直接地刀处于闭合形状；2主变隔直接地刀处于断开形状。反之当2主变接地时，经过简单的接地刀切换实现两台主变接地方案的转换。如图1所示。主变中性点隔直可行性报告主变中性点隔直可行性

11、报告主变中性点隔直安装实施方案主变中性点隔直安装实施方案图1：1、2主变共用隔直安装接线原理图2019年5月国华台电向中国神华能源股份国华电力分公司报送了，引荐采用主变加装电容隔直安装抑制主变偏励磁影响。2019年6月国华台电委托广州兆能公司完成了。2019年7月1日台电12号主变加装隔直安装工程经过了由台电组织的，中调继保部、方式部、中试所、北京电科院参与的工程评审会。2019年7月国华电力分公司同意了台电12号主变加装隔直安装工程。2021年9月台电12号主变加装隔直安装正式立项。主变中性点隔直工程立项主变中性点隔直工程立项2019年9月25日完成12号主变隔直设备采购及调试立项 ；201

12、9年9月30日完成组织评标或议标，订货 ；2019年10月8日1、2号主变隔直工程施工立项 ； 2019年10月10日1、2号主变隔直工程第一次设计联络 会； 2019年11月26日第二次设计联络，设计单位出施工图 ； 2021年2月12日隔直安装大电流动作实验 及出厂验收； 2021年4月3日主变中性点隔直安装现场安装、调试终了，具备投运。主变中性点隔直工程实施主变中性点隔直工程实施主变中性点隔直安装引见主变中性点隔直安装引见主变中性点隔直安装构造主变中性点隔直安装根本原理框图主变中性点隔直安装两种运转形状主变中性点隔直安装原理及特点主变中性点隔直安装旁路过电压实验主变中性点隔直安装旁路过电

13、压动作大电流实验主变中性点隔直安装参数主变中性点隔直安装现场设备照片主变中性点隔直安装主要元件主变中性点隔直安装构造主变中性点隔直安装构造PAC-50K抑制变压器中性点直流电流安装由三个部分构成。PAC50KB第一部分是串联接入变压器中性点的PAC-50K安装本体。包括电容器、晶闸管、整流二极管、电感等一次设备及二次控制单元；第二部分是为变电站运转人员或设备检修维护人员提供的运转监控终端(简称HMI)，提供人机交互的接口；第三部分是安装输出的6个开关量信号和2个模拟量信号，供运转值班人员检测安装的形状。 主变中性点隔直安装构造主变中性点隔直安装构造图2PAC-50K安装及接入变压器中性点系统构

14、造图 主变中性点隔直安装根本原理框图主变中性点隔直安装根本原理框图隔直流电容形状转换开关换向整流桥晶闸管过电压触发单元脱扣电感图3安装内部一次系统原理图 主变中性点隔直安装的运转形状经过形状转换开关的断开与闭合，实现中性点的两种运转形状的转换。图图4 4电容接地运转形状电容接地运转形状 图图5 5直接接地运转形状直接接地运转形状 主变中性点隔直安装的运转方式运行状态与运行模式运行状态与运行模式自动运行模式自动运行模式 手动运行模式手动运行模式 直接接地运行状态 行为：监视中性点直流电流，过电流时自动进入电容接地运行状态。 行为：监视中性点直流电流，过电流时告警。 电容接地运行状态 行为1：监视

15、中性点电容两端电压，低电压时自动进入直接接地运行状态；行为2：监视中性点电容两端电压，超过过电压保护值时保护动作，快速进入直接接地状态。 行为1：监视中性点电容两端电压，低电压时发出安全进入直接接地状态提示信息；行为2：监视中性点电容两端电压，超过过电压保护值时保护动作，快速进入直接接地状态。 主变中性点隔直安装原理及特点主变中性点隔直安装原理及特点采用在变压器中性点串联隔直电容(图3中编号1)的处理方案，有效地隔离中性点直流电流；利用大容量开关(图3中编号2)实现中性点的直接金属性接地与串联电容器接地的形状转换；当串联电容器接地形状过电压时，利用晶闸管(图3中编号4)快速旁路，使形状转换开封

16、锁合进入直接接地运转态；主变中性点隔直安装原理及特点主变中性点隔直安装原理及特点利用计算机远程终端经过光纤数据通讯实现对安装的远程监视、控制，一台远程监控终端可同时监控多个安装，当远程终端退出运转时不影响安装运转；当进入电容接地运转形状时，安装自动对晶闸管快速旁路回路进展一次过电压旁路实验，实验失败时闭锁进入电容接地形状；主变中性点隔直安装原理及特点主变中性点隔直安装原理及特点内嵌测控单元，根据不同的运转形状检测中性点电流或电压，实现自动或手动的运转形状转换。为主控制室提供6个安装运转形状指示和异常、缺点告警光字牌信号；在电容接地运转形状下，当中性点产生过电压时，快速旁路系统不需求外部供电即可

17、完成从电容接地到直接接地的形状转换。 控制原理引见直接接地形状 安装处于直接接地运转形状时，安装的测控单元时辰监视中性点电流的变化。当中性点电流大于安装设定的形状转换电流门限Io(8A,15S)时。在自动运转方式下，安装自动进入电容接地运转形状；在手动运转方式下，安装发出告警信号(光字牌及远程终端)，等待运转人员经过远程终端操作手动进入电容接地运转形状。 控制原理引见电容接地形状1 当进入电容接地运转形状时，对应直接接地形状下的形状转换电流门限I0的值，在隔直电容两端将产生与之对应的初始电压V0，此电压即为构成中性点直流电流的直流电势。 V0值为多少，根当时的直流负荷情况、电网构造、大地阻抗等

18、诸多要素有关。控制原理引见电容接地形状2 在电容接地运转形状下，安装内部设置了两个电压门限,即：VL：平安前往直接接地运转的低电压门限；8V，60minVH：过电压维护前往直接接地运转的高电压门限； 工程实施中，VL应远低于初始电压V0值，否那么能够产生频繁形状转换(振荡)。VH应高于因直流输电系统引起的最大电势的值。同时应低于安装及电网中任何电气设备的耐压容限；控制原理引见电容接地形状3 运转中安装的测控单元和快速旁路启动单元同时监视电容器两端电压。测控单元监视电压能否低于电压VL，快速旁路启动单元监视电压能否高于VH。 当电容两端电压低于VL时，安装以为中性点进入直接接地是平安的。此时当安

19、装处于自动运转方式时，测控单元闭合形状转换开关，进入直接接地运转形状；当安装处于手动运转方式时，发出直接接地平安提示信号(光字牌及远程终端)，等待运转人员手动经过远程终端操作进入直接接地运转形状。 当电容两端电压超越快速旁路启动门限VH时，快速旁路系统启动，安装进入直接接地形状。安装的过电压快速旁路维护动作实验l经过升压整流电源对电容器继续充电验证安装过电压快速旁路维护动作实验图6 过电压维护实验接线图安装的过电压快速旁路维护动作实验波形图图7 过电压维护实验波形图安装过电压快速旁路维护动作大电流实验l在确保安装可以过电压旁路维护动作的前提下，必需验证安装的大电流接受才干。SPIbIcUcUb

20、12kV系统注： Ub、Uc为电压录波测量点， 为电流录波测量点。IbIc图8 过电压快速旁路维护动作大电流实验原理图安装过电压快速旁路维护动作大电流实验波形图电流有效值电流有效值21kA,21kA,电流最大峰值电流最大峰值43kA43kA，继续时间，继续时间193ms193ms图9 过电压快速旁路维护动作大电流实验波形图大电流实验过程波形分析大电流实验过程波形分析l从实验波形可以看到，当实验电源接通后，Uc电压上升至安装快速旁路维护电压时，安装晶闸管旁路系统启动，Uc电压开场下降。Ic迅速上升，Ic峰值最大43kA。受晶闸管旁路系统内部阻抗的影响，Uc有小幅动摇。约18ms左右安装开关旁路系

21、统闭合完成，Uc稳定在0V左右，Ic继续至实验终了。 主变中性点隔直现场设备 图10隔直安装本体图11 PAC-50K安装内部构造图 主变中性点隔直安装监控设备 图12后台监控屏图13后台机监控界面 主变中性点隔直NCS监控画面 图14 NCS监控界面 主变中性点隔直PI画面 图15 办公室可以看到的PI画面 主变中性点隔直安装参数设备型号：PAC50KB隔直电容容量：3150uF隔直电容容抗：1.01欧，50Hz旁路启动电压：800V旁路切换时间：100,000 小时；图16 隔直安装电容安装主要元件引见运转形状转换开关采用单相直流开关：电动机驱动开关分断，同时给闭合系统弹簧蓄能；分断时间2

22、00ms；电磁脱扣开封锁合时间40N;触点耐压4000V;机械寿命7500次；图17 形状转换开关安装主要元件引见快速旁路晶闸管回路l双晶闸管回路；l采用管芯直径88mm的大功率晶闸管；l导通时间3us;l单个晶闸管可接受40ms、40KA的浪涌冲击电流。图18 快速旁路晶闸管安装主要元件引见安装就地操作面板 在安装上经过“远方/就地和“跳/合两个旋钮提供安装的就地操作。可以在安装检修时实现电容接地/直接接地的就地形状转换。 当安装上的“远方/就地旋钮处于就地位置时，远程监控终端及测控单元不再对安装具有控制功能(只具有监视功能)，此时经过就地操作面板上的“合/跳“旋钮控制安装的运转形状。图21

23、 就地操作面板安装运转情况1 主变中性点隔直安装自主变中性点隔直安装自20212021年年5 5月月2727日投入运转至日投入运转至9 9月月5 5日三个月来，总体运日三个月来，总体运转情况良好，当发生高压直流输电线路单极对大地引起的变压器偏励磁时，隔转情况良好，当发生高压直流输电线路单极对大地引起的变压器偏励磁时，隔直安装均能及时准确动作，抑制直流分量对变压器的影响，累计动作百余次，直安装均能及时准确动作，抑制直流分量对变压器的影响，累计动作百余次，正确动作率达正确动作率达100%100%。隔直安装属于新技术、新设备的初次投运，受不同地域地。隔直安装属于新技术、新设备的初次投运，受不同地域地

24、网构造和阻抗不同的要素制约，隔直安装的部分定值需求经过试运来确定适当网构造和阻抗不同的要素制约，隔直安装的部分定值需求经过试运来确定适当的值。在安装的试运初期，由于无阅历值可参考，为了保证变压器的稳定运转的值。在安装的试运初期，由于无阅历值可参考，为了保证变压器的稳定运转，隔直安装的，隔直安装的“电压低门槛、电压低门槛、“电压低门槛延时取值相对保守，但实践中发电压低门槛延时取值相对保守，但实践中发现地网阻抗较小，直流分量在电容器两端构成的电压值相对较小，呵斥隔直安现地网阻抗较小，直流分量在电容器两端构成的电压值相对较小，呵斥隔直安装频繁动作的景象。装频繁动作的景象。安装运转情况安装运转情况2

25、2 为理处理隔直安装频繁动作的问题，电气专业组经过讨论为理处理隔直安装频繁动作的问题，电气专业组经过讨论采取了一些列的措施，主要有：采取了一些列的措施，主要有： 将隔直安装从自动控制方式转为手动控制方式，由运转人将隔直安装从自动控制方式转为手动控制方式，由运转人员进展操作，同时积累相关数据信息；员进展操作，同时积累相关数据信息； 将隔直安装从电容接地形状到直接接地形状的转换变位手将隔直安装从电容接地形状到直接接地形状的转换变位手动控制方式，同时积累相关数据信息；动控制方式，同时积累相关数据信息； 根据积累的数据将根据积累的数据将“电压低门槛值修正为电压低门槛值修正为8V8V，将，将“电压低电压低门槛延时修正为门槛延时修正为100s100s； 联络中国电科院修正程序文件，将联络中国电科院修正程序