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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:2716
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

浅谈 500kV变电站继电保护标准化设计在运行实践中的应用

2020-07-20 16:59:19 产业经济 李恒,1,张琦,2
资料简介

摘要: 作为电力系统中的重要设备, 500kV 智能变电站继电保护是健康运行关键, 按照国家电网公司《线路保护及辅助装置标准化设计规范》、《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》和《华北电网二次系统设备配置原则与系统设计技术规范》等文件要求,开展继电保护标准化设计工作。随着 500kV 变电站投产, 500kV 变电站主变保护、 220kV 线路保护、 220kV 母差保护设计与过去设计的保护配置及保护回路发生了一些变化,总体上回路设计相比以往要少,而且真正实现了保护双重化,有效保障了 500kV 变电站安全、可靠运行。但在运行变电站扩建工程中及主变反向失灵二次改造工作中,产生了新、旧设计不同引起的二次回路改造问题。

浅谈 500kV变电站继电保护标准化设计在运行实践中的应用

李恒 1 张琦 2

1. 国网山东省电力公司检修公司 山东济南 250000

2.国网山东省电力公司检修公司 山东济南 250000

摘要:作为电力系统中的重要设备,500kV智能变电站继电保护是健康运行关键,按照国家电网公司《线路保护及辅助装置标准化设计规范》、《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》和《华北电网二次系统设备配置原则与系统设计技术规范》等文件要求,开展继电保护标准化设计工作。随着500kV变电站投产,500kV 变电站主变保护、220kV线路保护、220kV母差保护设计与过去设计的保护配置及保护回路发生了一些变化,总体上回路设计相比以往要少,而且真正实现了保护双重化,有效保障了500kV变电站安全、可靠运行。但在运行变电站扩建工程中及主变反向失灵二次改造工作中,产生了新、旧设计不同引起的二次回路改造问题。

关键词:保护设计;保护配置;对比

1、500kV智能变电站特征 1.1变电站结构特征 传统的变电站所具备的网络结构,特征并不明显。系统内部的一次和二次设备,都使用电缆的硬接点以及后台通信方式进行连接。新型的500kV智能变电站,将各部分的设备,都融合到网络结构当中。通过此种方式,能够实现系统内部信息数据共享,为全网的智能化奠定基础。 1.2保护接口特征 传统变电站保护工作,仅支持传统的100V或者5A类模拟量接口,与之相比,新型的500kV智能变电站保护接口,不仅可以实现点对点模式,同时还满足GOOSE模式下的SV与GOOSE接口。新型的500kV智能变电站,对于接口的保护效率更高,系统的稳定性也能得到提升。 1.3二次设备布置特征 传统的管理模式当中,变电站微机保护主要是将交流输入组件、A/D转换组件以及开入/开出等设备组件,进行系统连接。新型500kV智能变电站对一次设备和二次设备的功能,进行了重新定位。将原本的保护装置交流输入组件和A/D转换组件进行了结合。通过此种方式,形成了新的合并单元,减少了电缆和电缆沟有关工作的设计难度与占地面积。

2、保护设计情况简述

500kV变电站主变保护采用四面屏设计,两面主、后一体的变压器保护屏。一面变压器分差保护屏,一面由非电量保护与中压侧断路器失灵非全相保护组成的保护屏,在两面主、后一体的变压器保护中,差动与后备电流回路取自不同的电流互感器,差动电流回路取自变压器三侧断路器电流互感器TPY级二次绕组,后备保护电流取自变压器三侧套管5P级二次绕组。220kV线路保护设计采用三面屏,两面线路保护屏再配一面断路器辅助保护屏,两面线路保护屏设计重合闸互启回路,辅助保护屏配置一套断路器操作箱、切换箱与断路器失灵非全相保护,220kV断路器失灵保护电流判别在断路器失灵非全相保护中实现。500kV某变电站每面线路保护屏配置各自的电压切换箱,两面线路保护仍共用一个操作箱,操作箱配在断路器辅助保护中。220kV母线保护设计双套母线保护,两套母线保护都具备失灵功能。但实际失灵只用其中一套,另一套的失灵保护功能不用。母线差动保护动作时跳变压器中压侧断路器。

3、目前标准化保护设计情况简述

500kV变电站主变保护目前为三面屏设计,两面主、后一体的变压器保护再加一面非电量保护,每面屏同时配置变压器分差保护,差动回路与后备回路同取自变压器三侧断路器电流互感器TPY级二次绕组。220kV母线保护反向失灵与500kV断路器失灵保护设计双开出并接在两面主变保护电量双开入回路中,直跳主变三侧断路器。220kV线路保护目前为两面屏设计,每面线路保护配置各自独立的操作箱与切换箱。两套保护都具备重合闸功能,两面保护屏中不再设计重合闸互启回路。每面线路保护启动失灵回路、跳闸回路分别与两面220kV母线保护屏一一对应。失灵电流判别在母线保护中实现。220kV母线保护仍配置两面屏,每面母线保护屏中的失灵保护功能都采用,并且与母线上所有线路、主变保护的两面保护屏一一对应。母线保护不论母差保护还是失灵保护动作都要直跳主变三侧断路器。

4、目前保护设计与以往设计对比

4.1优点

4.1.1现在的设计真正实现了保护配置的双重化,当一面保护屏有问题退出运行进行检修时不会影响线路或变压器的正常运行。

4.1.2回路设计简单。变压器后备保护不再取变压器套管电流互感器,屏中的电流回路相对减少。220kV两面线路保护屏之间没有电缆联系,运行、维护方便。

4.1.3直跳回路设计为双开入,确保了直跳保护的安全、可靠性。避免过去设计单开入时,由于直流接地或误碰等原因造成保护误动。

4.1.4主变保护与220kV线路保护都减少一面屏,节约投资。并且保护小室屏位占用少,利于以后扩建。

4.2存在问题

4.2.1在运行变电站主变扩建工程及220kV母线保护反向失灵改造中,由于过去设计的220kV母线保护一面设计失灵,一面没有设计失灵。因此,按照目前标准化设计220kV母线保护反向失灵都要从设计失灵功能的母线保护屏中引出接点,造成母线保护提供不出足够的接点而无法实现直跳回路双开入。

4.2.2目前运行的部分变压器保护装置设计为单开入,没有直跳双开入功能。

4.2.3220kV母线保护动作时两台主变跳闸逻辑不一致。

5、继电保护标准化设计在运行实践中的应用

在负责维护和检修的12座变电站中,只有2个500kV变电站采用了标准化设计,其余各站采用的都是旧的保护设计。面对这种现状,在运行实践中存在两种情况。

5.1在过去为旧设计的运行变电站扩建主变工程中,主变保护具备双开入功能,因此只须退出接入失灵保护的220kV母线保护进行升级改造,增加接点。

5.2运行变电站进行220kV母线保护反向失灵保护改造中,由于部分变压器装置不具备双开入功能,必须提前进行核查,增加双路重动继电器。同时,退出接入失灵保护的220kV母线保护进行升级改造,增加接点。目前,已经成功改造了多个500kV变电站,今年计划在其他变电站继续进行改造。

结语:经过上述对比,目前新的标准化设计相对以往设计,对于电网的安全、可靠运行、检修及维护的便利确实有其很大的优点。随着以后500kV变电站的陆续建设,这种设计必然会普遍采用。但是对于运行变电站主变扩建工程及运行变电站220kV母线保护反向失灵保护改造工作中,旧的保护装置可能无法实现上述功能,要求继电保护人员认真核实,利用停电机会进行改造,真正实现新的设计思路,确保500kV电网安全、可靠运行。

参考文献:

[1]罗荣芳.浅谈继电保护的标准化设计与应用[J].科技致富向导,2013.

[2]丰涛.变电站标准设计及在陆斡变电站工程中应用(电气部分初步设计)[D].2019.

[3]陈爱景,蒋海阳,王小磊.浅谈电力系统继电保护运行要求及新技术的应用[J].数字化用户,2019,025(008):129.

[4]王一博.Analysis on Safe Operation of Relay Protection Device in 500 kV Intelligent Substation%500kV智能变电站继电保护装置安全运行问题分析[J].电工技术,2019,000(010):30-32.