【《某智能变电站继电保护配置基本要求及方案分析》3700字】

III某智能变电站继电保护配置基本要求及方案分析目录TOC\o"1-3"\h\u6286某智能变电站继电保护配置基本要求及方案分析 180141.1智能变电站继电保护配置基本要求 1274261.1.1继电保护配置整体要求 1322231.1.2线路保护基本要求 2244971.1.3变压器保护配置要求 2138371.1.4母线保护配置要求 386251.2智能变电站继电保护装置配置方案 4112771.1.1110kV及以下电压等级线路保护配置方案 463511.1.2主变保护配置方案 551161.1.3母线保护配置方案 71.1智能变电站继电保护配置基本要求1.1.1继电保护配置整体要求继电保护系统必须满足智能变电站的保护要求稳定性要求和整个网络系统的设计要求。同时，设备的配置选择还需要满足合理性，使其运行简单、可靠、安全。具体要求如下：（1）根据电压等级的要求，需要设置既合适又稳定的保护装置。智能变电站可以将继电保护系统接入系统，实时采集数据，监测被保护对象的运行状况，根据信息评估故障率。（2）根据电力系统的电压等级，设置合适的继电保护装置。变电站的不同设备有不同的保护等级和设置。在高电压等级的变电站中，继电器电路必须能够从快速系统中排除故障，以保证系统的暂态稳定性，并且保护必须精准。在110kV以上变电站功率等级，继电器回路必须配备两套保护设备，主保护和后备保护设备。如果此时器件发生故障，而自身安装的保护装置又不能正常工作时，则可以利用相邻保护装置实现延时排除故障。（3）为保证变电站安全可靠运行，继电保护系统的重要核心为继电保护和二次系统设计，所以应尽可能的简化保护二次回路。在继电保护系统中二次回路虽然不是主要的组成部分，但是保证安全运行的重要组成部分。如果第二回路过于复杂化，继电器操作员可能无法实时准确检测开关的工作状态，或者可能无法正常工作，因此尽可能简化二次回路。（4）相邻保护的死区问题。在距离保护中，方向阻抗继电器的死区问题是所有保护继电器中比较严重的，消除死区最主要的办法是采用记忆回路消除死区。图SEQ图\*ARABIC1记忆回路原理图另外其余消除的办法还有引入非故障相电压，带通有源滤波器，改变动作特性，采用辅助电流速断等。1.1.2线路保护基本要求输电线路在山区和河流中的环境恶劣会引发输电线路跳闸的问题和现象。雷击、鸟类、动物等自然原因引起的输电线路故障可分为单相接地故障、两相短路故障、两相接地故障、组合故障和三相故障以及故障，其中三相短路故障最为严重，由于输电线路所在变电站电压大小等级不同，继电保护装置也必然会存在一些差异。在35kV及以下系统，输电线路主要为不接地系统，线路保护主要采用分为三段式的过流保护保护，其中一二段为主保护，三段为后备保护。110kV及以上电压等级线路智能保护必须配置接地距离保护和相间过电流保护和各种零序分量保护。1.1.3变压器保护配置要求变压器是能源系统的基础设备。如果失败，整个能源系统就会陷入瘫痪，带来不可逆的安全问题和经济问题。为了保证变压器的正常运行，需要根据变压器出现的故障类型配置变压器保护设备，但要满足安全和稳定性的要求，响应速度快，质量好。通常变压器的主要故障可分为两种，包括油箱内的一些故障和油箱外的一些故障。油箱内故障的相间故障、匝间故障、接地故障以及铁芯过热烧毁等是主要故障，内部故障可能会导致绝缘物质发生气化，引起爆炸。油箱外部的故障主要是套管和引出线上发生的故障。变压器的异常运行状态主要是外部故障引起过电流，过负荷，漏油，大容量变压器的过励磁，冷却能力下降等。根据继电保护和变压器当前的故障情况，变压器必须根据故障情况配备主保护和后备保护。图SEQ图\*ARABIC2变压器保护基本配置1.1.4母线保护配置要求作为变电站的基本组成部分，必须布置保护继电器等关键元件。设备使用的时间越久，母线及其绝缘体会相继出现绝缘老化的问题，进而造成污染加剧导致重大安全事故发生。通常，利用相邻元件的保护就可以切除，在出现一些故障时，母线保护一般不专门采用。图3母线保护基本配置1.2智能变电站继电保护装置配置方案1.1.1110kV及以下电压等级线路保护配置方案因为110kV电已经是高电压等级，变电站需要采用两种保护才可以保证系统稳定运行，所以主保护和后备保护来进行保护是最好的选择。但两个主变压器开关的连接必须使用单独的系统。系统应采样电压以满足线路保护需要。采样信号可以对这个区间的母线电压进行积分，在区间保护下将电压和电流区间结合起来，并防止区间单元内的网络区间延迟。然而，线路保护时间越长，对总母线的I/O约束就越大。此外，电压信号通过SV系统采集，显著降低了系统时延，维护了系统中的电源，满足了保护的要求。本方案采用特定方式设置线路保护，通过采集设置在线路和第一单元主干中的电子式零序电流互感器和电子式零序电压互感器来获取电流和电压。详细110kV线路电路图在图3所示。图4110kV线路保护配置方案综合保护测控单元用于对35kV及以下电压等级的线路实施间隔保护。如果主设备采用机架安装方式，请将设备放置在机柜中。常用的保护测控一体化单元由常规35kV变压器和线路保护配置组成，如图4所示。图5SEQ图\*ARABIC435kV线路保护配置方案1.1.2主变保护配置方案因电压等级不同，变压器保护配置也要有所不同。本文中的主变保护系统为单配置和双配置。GOOSE可用于保护母线开关、启动故障、分段开关和自动锁定开关。变压器可以通过GOOSE网络接收到关闭故障保护的命令，有两种解决方案：（1）简易主变保护配置集因为变压器保护的可靠性比较高，响应速度相对快，安全稳定性突出，所以采用光纤保护和纵差保护作为主保护，如果是330kv以上变压器，电压等级相对较高，则采用双差动保护，光纤与各电路侧的智能终端和MU连接，各变压器具有各级别的智能终端传送控制单元，成为各电路侧的传送控制单元。由于主变所使用的继电保护必须具有采样同步特性和高响应率，因此采用光模网络方式进行设备采样关断，采用直接采样关断方式。图2-3是一组简单的主变保护配置图。图中智能终端通过固定线与交换机相连，MU采用一次性配置接入。由2-3所示可见，因为后备保护主要被作用在母线和分段开关上，所以在变电站主变压器的后备保护也应设置在低压侧。为达到后备保护的目的，保护单元必须安装在母线接头和分段开关上。直接采样和直接触发方法可能几乎没有硬件冗余。在低压侧，GOOSE网络用于传输有关设备保护状态的信息。使网络冗余大，使母线耦合器和分段开关可采用市电关断方式让主变压器后备进行动作。在变压器主保护中，动作指令的输送主要由GOOSE接收，然而中压侧动作和低压侧的分段母线分别主要采用光纤连接。图6单套主变保护配置方案（2）双重化主变保护配置双主变保护的配置方法通常采用两条母线的接线形式。此时，智能终端和合并单元必须在电压等级的每一侧使用双接头。非电气保护通过电缆直接释放在现场实现，非电气保护也用于非电气延时。采用两种标准配置的变压器，意味着每台机组都有主保护和后备保护；电平每一侧的配置也接受双标准，双主变保护配置表如图2-4所示。使用开关采用直采直走法来保护本系统主要变压器；一般使用GOOSE去连接网络中的智能变电站，并快速进行故障脱扣指令，将断路器中各非电气回路连接到主变压器，进行故障触发动作：智能终端用于收集停机指令，GOOSE网络用于将停机指令传送到过程层。主变保护方式主要为主机和从机提供分布式保护。在该配置方案中，主变保护配置都需要采用分布式保护来实现动作。一般情况下，智能终端和非电气保护变压器的主变测控单元按照一定的规则集成在室外变电站内。固定接法用于外保护，光纤连接法在过程级实现测控信息，间隔层之间的信息传递，具体形状如图2-5所示。图7双重化主变保护配置方案图8主变智能终端、非电量保护及主变本体测控整合方案1.1.3母线保护配置方案在智能电网配置的初始设计中，通常使用标准IEC61850-9-2进行配置。在变电站的第二个系统中，开关用于确定网络隔层系统的配置。此外，还有一个骨干网与NetworkSwitch进程的骨干网相连。变更过程的主要功能是相关信号、GOOSE替换命令，每个错误都会发起变更状态信息的输入和传输，这就要求变更被使用的过程具有很高的可靠性和实时性。虽然交换机将满足实时可靠性和性能要求，但在网络效率高时会出现以下问题：（1）在系统中，数据传输不稳定，速度很慢，对保护动作的反应速度影响较大。（2）骨干网交换机级流程的配置，使得骨干交换机的配置高度依赖于交换机，无法发挥交换机的功能。这就是为什么如果开关发生故障，使得整个母线保护不能及时排除故障。（3）电压电平侧的同步信号必须同步于电平侧的状态信息。如果同步信号出现时故障，信号状态信息就会无法进行同步匹配或同步失败，并会在保护中产生逆流，导致保护装置的无法正常运行。当认识到上面的三个问题时，并按照国家电网发布的《智能变电站继电保护技术规范》中的主要说明：用光纤作为主要配置的方式。直接取样电缆直接连接的保护结构图，和直接连接母线保护结构图如图3-6所示。这个配置表单是一组简单的配置。光纤接收采集的电流信号和主开关的信息