110kV变电站二次回路讲义
- 格式:doc
- 大小:4.38 MB
- 文档页数:80
110kV变电站备自投原理及其二次回路探讨摘要:我国电力行业的快速发展推动我国整体经济建设发展迅速,为我国人们的生产生活奠定了非常坚实的基础。
随着经济的快速发展和用电负荷的不断增长,人们对电网的供电能力、供电可靠性有了更高的要求。
因此,备自投装置应在电网构架已确定的基础上,不断提高自身的供电可靠性。
当前中国的110kV变电站常配备备自投装置,备自投装置是否正确动作直接影响着电网的正常运行。
关键词:110kV变电站;备自投原理;其二次回路引言科学技术的快速发展使我国快速进入现代化发展阶段的同时,我国电力行业迎来新的发展机遇。
电力系统很多重要场合对供电可靠性要求很高,采用备用电源自动投入装置是提高供电可靠性的重要措施。
在电力系统中,备用电源自动投入装置简称备自投装置(AAT)。
1变电站备自投的原则变电站在日常运行当中,需要承受很多方面的压力,例如设备上的压力、运行上的压力、电力供需上的压力等等,当无法承受压力的时候,就会发生一系列的事故,此时,备自投就会自动运行,维护正常工作,给维护人员提供更多的抢修时间,尽量不耽误广大居民的正常用电。
经过大量的总结分析,文章认为,变电站备自投原则可以分为以下几个方面:第一,备自投装置属于应急装置,在投入工作时,必须是变电站失去工作电源、备用电源正常状态下投入。
倘若备用电源不满足相关电压条件,备自投装置不应该有任何动作,需要立即放电。
从以往的工作来看,这一条原则并没有被打破。
第二,工作电源的母线失压时,工作人员应该及时对电源进行相应的检查,主要是进行无电流的检查工作。
在符合标准的情况下,启用备自投。
此项原则主要是为了防止电压互感器,在二次电压断线的时候,造成不必要的失压情况,防止引起备自投误动。
第三,备自投装置在理论上,只允许动作一次。
倘若变电站的工作电源发生失压的情况,备自投装置在及时的动作以后,如果继电保护装置再一次发生动作,同时将备用电源断开,证明可能存在永久故障。
第一章变电站的二次回路第一节断路器的控制回路断路器控制回路的基本任务是:运行人员通过回路的控制开关发出操作命令,要求断路器分闸或合闸,然后经过中间环节将命令传送给断路器的操动机构,使断路器分闸或合闸,断路器完成操作后,由信号装置显示已完成操作。
为了实现对断路器的控制,必须有发出命令的控制开关、执行命令的操动机构、传送命令的中间机构(如继电器、接触器等)。
由这几部分连接构成的电路即为断路器的控制回路。
一、控制开关目前,变电所用的较多的是有两个固定位置的控制开关-LW2系列封闭式万能转换开关,其中主要有LW2-YZ型及LW2-2型两种,这两种的区别仅在于LW2-YZ型的手柄上带有指示灯。
控制开关有六个位置,按操作顺序先后分为:“跳闸后”、“预备合闸”、“合闸”、“合闸后”、“预备跳闸”和“跳闸”。
其中“跳闸后”和“合闸后”为两个固定位置。
“预备合闸”和“预备分闸”为两个预备位置,虽然手柄也处在垂直或水平位置上,但在操作过程中有一个是过渡位置,手柄并不长久停在该位置上。
“合闸”和“跳闸”为两个自动复归位置。
二、具有弹簧式操动机构的断路器控制回路图12-2是具有弹簧式操动机构的断路器控制回路。
35~220kV少油断路器采用的是具有弹簧操动机构的控制回路。
该控制回路是利用储能电动机M使弹簧压缩储能,合闸时弹簧释放,使断路器合闸。
弹簧未储能时,操动机构辅助动断(常闭)触点S14和S15是接通的,储能电动机M使弹簧压缩储能,储能后S14和S15断开,辅助动合触点Sll闭合,为断路器合闸做好准备。
手动合闸时,控制开关SA的触点5-8闭合,合闸线圈Yl带电,断路器合闸。
断路器合闸时,仅是合闸线圈吸引衔铁,解除已储能弹簧的锁扣,需用的功率不大,所以可用控制开关直接控制合闸线圈,不需经过接触器。
弹簧未储能时,Sll是断开的,断路器不能合闸f手动分闸时,SA的触点6-7闭合,使分闸回路带电,断路器分闸。
图12-2具有弹簧式操动机构的断路器控制回路三、具有液压式操动机构的断路器控制回路具有液压式操动机构的断路器控制回路是利用液压储能使断路器分、合闸,并靠液压使断路器保持在合闸位置的。
110kV变电站典型二次回路图解作者:蒋剑2008-12-01前言一目前,在针对电力系统职工和电力专业学生的培训教材中,关于二次接线的内容仍然主要以电磁式继电器回路为讲解示例。
在微机保护已经普遍应用的今天,这种模式在很大程度上已经脱离了电力生产的实际情况,造成了理论与实践的脱节,尤其不利于基层技术人员的培养。
形成这种局面的原因是多方面的。
首先,在教学中,继电器回路它具有接线简明、原理清晰、易于理解的优点,便于学生理解,而微机保护装置由于采用了微型计算机作为核心,许多功能都由芯片运算完成,在保护原理的算法和实现上进行了很大的改进,对高等数学及计算机等专业知识水平要求较高,不利于讲解和普及。
其次,电磁式继电器保护装置的定型化程度很高,各项技术条件在电力系统内得到了高度的认同。
微机保护则是由不同厂商根据继电保护的基本原理独立开发的,各套产品之间在配置原则、保护算法等方面存在较大差异,尽管经过一定时间的运行实践,我们总结出了一定的经验,但是仍然很难确定地将某一种产品作为范例进行推广,这也导致了在教学中对微机保护二次接线提及较少。
在微机型继电保护和自动装置的二次接线方面,由于实际工作情况的不同,各供电公司的相关部门目前采用最多的仍然是“师傅—徒弟”言传身教和班组学习的模式。
这种各自为战的模式不利于技术的交流与推广,也不利于电力系统人才的培养。
鉴于此,针对110kV变电站主要继电保护和自动装置的二次回路接线,笔者结合本单位的生产实践编制了本文。
本文以国内各大微机保护厂商设备为例,结合图纸讲解二次回路的工作方式,较少涉及继电保护原理,主要面对电力系统中刚参加工作的大中专学生编写,力求浅显易懂又不失专业性,使他们能尽快完成理论与实践的结合,投入工作中去。
前言二我一直有一个想法,那就是二次接线必须与继电保护作为两个专业分开。
虽然两者有着千丝万缕的联系,但是我认为——至少在教学上——应该予以更大程度的独立化,就如同我制作此文的目的:进行二次接线的学习,或者说尽快的学会看二次图纸,不涉及较深的继电保护原理。
57智能电网誓NO.152020智能城市INTELLIGENT CITY 110kV智能变电站二次回路设计要点分析邱慧(国网扬州供电公司,江苏扬州225000)摘要:智能变电站的二次回路系统主要涵盖智能组件、防护装置、监控系统等,构建物理连接、逻辑衔接与保护回路,可以实时化监测并掌控一次系统的运行情况,保障电力供应的安全稳定性。
在实施二次回路设计与安装施工的阶段之中,要细致化分析系统设计标准,严格依照有关标准规范,将设备选型与线路连接工作做好,并调试系统,保障二次回路的计量、控制与保护等功能得以发挥出来。
鉴于此,文章主要分析110kV智能变电站二次回路设计要点。
关键词:110kV智能变电站;二次回路;设计要进一步规范智能变电站二次回路设计方式,首先就要分析智能变电站二次回路特征,将二次回路设计之中值得注意的问题予以明确,保障设计的科学合理性。
并在此基础之上,以规范二次回路设计方式,来严控物理回路与虚回路运行,从根本上将变电站二次回路功能优势发挥出来,保障监测与防护的有效性,最终确保电力运行的安全稳定性。
1智能变电站二次回路特点智能变电站如二次回路涵盖电缆与光纤回路,在这之中电缆回路和常规化变电站二次回路大致相同,光纤回路则主要是用来支撑智能变电站之中各类智能二次设备之间的数据交流与通信,当然这也是二次设备的关键信息交互路径。
在智能变电站二次回路设计与施工过程中,通信网络运用的是IEC61850系列标准,建立在GOOSE通信传输机制与SMV采样传输机制的基础上,来进行二次设备之间的联动。
在智能变电站二次回路建设阶段中,一次设备的测试与保护电缆已经慢慢地被光纤所替代,可以缓解电缆敷设与安装工作。
和常规电路相比,运用光缆可以很好地解决长时间影响二次回路保护装置的CT开路与PT短路方面的问题,另外也不必考虑多点接地与电磁干扰因素的影响,从根本上来提升系统运行的安全稳定性。
然而在具体设计与施工的时候,因为运用智能通信网络取代传统二次回路,设备之间也不会出现显著的物理断开点,所以在设备检修的时候,也难以进行物理隔离。
图5-2
图5-3
1
2
3
4
图5-4-1
图5-4-2
对任何一个微机操作箱,我们都可以用“4个点”、“6个点”、“8个点”、“9个点”这四种方法来分析,以完成接线,并搞清楚回路走向。
4个点:1(正电源,空开下端)、2(负电源,空开下端)、7(操作箱合闸回路出口端)、7(操作箱跳闸回路出口端); 6个点:在4个点的基础上,增加3(手动合闸输入端)、33(手动跳闸输入端); 8个点:在6个点的基础上,增加6(红灯)、36(绿灯); 9个点:在8个点的基础上,增加R133(外部保护跳闸输入端)。
这一点留待后文再详细讲解。
我们可以随便找一套110kV 线路保护或者变压器保护的二次图纸,看一下操作回路相关的原理图和端子排图,找一找从微机保护屏外引的是不是这8个点,这8个点中是否1、3、33、6、36与微机测控屏相联系,1、2、7、37与断路器机构箱相联系。
补记:这其实也是看二次图纸的一个好方法,首先确定这个回路涉及到哪几个设备,原理图中这些设备之间的联系必然通过控制电缆完成,那么端子排的接线也就明了了。
7.2.4.2隔离开关电动机构控制回路
图7-7中下半部分就是CSI-200E 中针对隔离开关电动机构的控
制接点。
就控制回路整体而言,隔离开关与断路器的最大区别就是:隔离开关的控制回路没有操作箱。
5
7-
图
I1I3I2I4I5I4I3
图8-2
I2I1
图8-10
①图
8-12
②
图9-1
①②③④
图9-2-2。
第 11章外桥与内桥二次接线的比较桥形接线是在变电站只有两条线路和两台主变时经常采用的主接线形式,分为内桥和外桥两种,都是由三台断路器(进线断路器 DL1和 DL2、桥断路器 DL3组成的。
外桥和内桥两种接线形式具体如图 11-1所示。
内桥接线时,桥断路器 DL3在DL1、 DL2和两台主变之间;外桥接线时,桥断路器 DL3在 DL1、 DL2和两条110kV 线路之间。
我们在城区最常见到 110kV 桥形接线变电站多为内桥, 这种变电站一般作为110kV 电压等级的终端变电站使用,以 10kV 电压等级向城区用户输出电能。
两条110kV 线路互为备用,无 110kV 穿越功率, 不配置 110kV 线路保护, 按照进线备自投方式配置高压侧备自投。
外桥变电站多作为 110kV 电压等级环网中的联络变电站使用, 在外桥断路器处配置双向线路保护,站内不配置高压侧备自投。
11.1 两种桥型接线的特点关于内桥和外桥的优缺点以及适用原则 , 事实上各种说法并没有统一,我们仅根据图 11-2做一些表面现象的分析。
图 11-2-①:内桥,无 110kV 穿越功率。
控制 DL3即可控制 #2主变的投退 , 对 #1主变没有影响 ; #2主变保护跳闸不会影响 #1主变运行。
停运 #1主变会造成 #2主变失压; #1主变保护跳闸会造成 #2主变失压。
图 11-2-②:内桥,有 110kV 穿越功率。
内桥接线时并不是绝对不能考虑功率送出,在这种运行状态下 , 控制 DL2即可控制是否通过 #2线路对外输出电能,不影响 #2主变的运行 , 适用于 110kV 线路需要经常操作的情况 ; #2线路故障导致的 DL2跳闸不会影响 #2主变的运行。
停运 #1或 #2主变时都会造成无法通过 #2线路输出电能, 即联络线中断; #1或 #2主变保护跳闸都会造成联络线中断。
图 11-2-③:外桥,无 110kV 穿越功率。
两台主变运行而外桥断路器不投入的情况 , 其实就是两套线路变压器组接线,两台主变相互之间没有任何影响。
图5-2
图5-3
1
2
3
4
图5-4-1
图5-4-2
对任何一个微机操作箱,我们都可以用“4个点”、“6个点”、“8个点”、“9个点”这四种方法来分析,以完成接线,并搞清楚回路走向。
4个点:1(正电源,空开下端)、2(负电源,空开下端)、7(操作箱合闸回路出口端)、7(操作箱跳闸回路出口端); 6个点:在4个点的基础上,增加3(手动合闸输入端)、33(手动跳闸输入端); 8个点:在6个点的基础上,增加6(红灯)、36(绿灯); 9个点:在8个点的基础上,增加R133(外部保护跳闸输入端)。
这一点留待后文再详细讲解。
我们可以随便找一套110kV 线路保护或者变压器保护的二次图纸,看一下操作回路相关的原理图和端子排图,找一找从微机保护屏外引的是不是这8个点,这8个点中是否1、3、33、6、36与微机测控屏相联系,1、2、7、37与断路器机构箱相联系。
补记:这其实也是看二次图纸的一个好方法,首先确定这个回路涉及到哪几个设备,原理图中这些设备之间的联系必然通过控制电缆完成,那么端子排的接线也就明了了。
7.2.4.2隔离开关电动机构控制回路
图7-7中下半部分就是CSI-200E 中针对隔离开关电动机构的控
制接点。
就控制回路整体而言,隔离开关与断路器的最大区别就是:隔离开关的控制回路没有操作箱。
5
7-
图
I1I3I2I4I5I4I3
图8-2
I2I1
图8-10
①图
8-12
②
图9-1
①②③④
图9-2-2。
110kV主变压器的二次回路110kV主变压器的二次回路包括:变压器各侧断路器的操作箱及控制回路;双母线电压切换装置回路;变压器的测控装置回路;变压器主保护回路;变压器后备保护回路;变压器非电量保护回路;变压器有载调压与分接头位置回路等。
目前,各生产厂家生产的保护装置及测控装置不同,它们的配置方式也不同。
主要的配置方式有:(1)差动保护装置、后备保护装置、非电量保护装置、测控装置、电压切换箱及各侧断路器的操作箱。
(2)差动保护、后备保护在一个保护装置中,另外配置非电量保护装置、测控装置电压切换箱及各侧断路器的操作箱。
(3)差动与非电量保护装置,各侧的后备保护与测控装置,其中包括厂各侧的后备保护、测量回路、控制与信号回路、电压切换回路等。
微机保护及测控装置都是模块化结构,一个模块完成一种功能,将某些模块组合在一个箱体内就是一个装置,不同的组合就形成了不同的装置。
不同的装置就有不同的二次回路。
但是,以各种功能(模块)来画二次回路,它们基本上是相同的。
以下就以不同的功能来叙述主变压器的二次回路。
3-.变压器差动保护装置的;次回路变压器的差动保护是利用比较变压器各侧电流差值构成的一种保护,主要用来反映变压器绕组及其套管、引出线上的相间短路,同时也可以反映变压器绕组匝间短路及中性点直接接地系统侧绕组、套管、引出线的单相接地短路。
一、变压器差动保护的基本原理及要考虑的特殊问题1.变压器差动保护的基本原理变压器差动保护的单线原理接线如图7—l所示。
变压器两侧装设有电流互感器TAl和TA2,其二次绕组按环流原则串联,差动继电器并接在差回路中。
变压器在正常运行或外部短路故障时,电流由电源侧I流向负荷侧Ⅱ,在图7—1(a)所示的接线图中,TAl、TA2的二次电流和会以相反方向流过继电器KD的线圈,KD中的电流等于二次电流I1和I2:之差,故该回路称为差回路,整个保护装置称为差动保护。
若电流互感器TAl和TA2变比选择比较理想,在忽略励磁电流的情况下,则I1=I2,继电器KD中电流I=O,即在正常运行及外部短路故障时,变压器两侧的二次电流大小相等、方向相反,在继电器中的电流等于零,因此差动保护不动作。
第四章110kV线路保护二次接线--综述标签:110kV线路分类:110kV变电站二次回路图解2007-07-15 16:211.综述在变电站综自系统中,针对110kV线路配置的有线路保护和线路测控两套装置。
关于110kV 线路保护的二次接线,我们选择的模型是RCS-941A(南瑞继保公司产品,数字式输电线路成套保护装置,含微机操作箱)+CSI-200E(四方继保公司产品,数字式综合测控装置)。
1.1RCS-941ARCS-941是南瑞继保公司生产的广泛用于110KV线路的微机保护组装置,是LFP-941A的替代产品,可作为110kV线路的主保护及后备保护。
RCS-941A包括完整的三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护和低周保护;配备三相一次重合闸、过负荷告警、频率跟踪采样功能;配备操作回路及交流电压切换回路。
1.2CSI-200ECSI-200E是四方继保公司生产的综合测控装置,按间隔设计,广泛应用于110kV及以上电压等级。
CSI-200E的功能主要包括:遥控(断路器及所有采用电动机构的刀闸)、遥信(状态量、告警、BCD码等)、交流量采集(交流电流、电压)、直流量采集(直流电压、主变温度)等。
根据工程的实际需要,可以对各种功能在CSI-200E中的配置量进行调整。
第四章110kV线路保护二次接线--RCS-941A标签:110kV线路RCS-941A分类:110kV变电站二次回路图解2007-07-15 16:312.RCS-941A2.1主要技术指标直流电源:220V或110V交流电压:100/√3(额定相电压)交流电流:5A或1A(额定电流)额定频率:50HZ或60HZ直流电源:保护装置的工作电源、操作箱的控制电源、电压切换回路的控制电源,变电站多采用220V电压等级,电厂采用110V较多。
交流电压:从电压互感器二次侧输入RCS-941A用于继电保护等功能的交流电压,数值为相电压值。
来源:豪迈电力继电保护操作回路是二次回路的基本回路,各类装置的跳合闸命令均需要通过操作回路来实现断路器的分合闸行为,熟悉操作回路是现场调试人员的基本要求。
110kV变电站操作回路构成该回路的基本结构,220kV变电站操作回路与此类似。
现以110kV变电站的操作回路(图1)为例,对操作回路进行简单介绍。
LD 绿灯,表示分闸状态 HD 红灯,表示合闸状态TWJ 跳闸位置继电器 HWJ合闸位置继电器HBJI 合闸保持继电器,电流线圈启动TBJI跳闸保持继电器,电流线圈启动 TBJV 跳闸保持继电器,电压线圈保持KK手动跳合闸把手开关 DL1 断路器辅助常开接点 DL2 断路器辅助常闭接点1)当开关运行时,DL1断开,DL2闭合。
HD,HWJ,TBJI线圈,TQ构成回路,HD亮,HWJ动作,但是由于各个线圈有较大阻值,使得TQ上分的电压不至于让其动作,保护调闸出口时,TJ,TYJ,TBJI线圈,TQ直接勾通,TQ上分到较大电压而动作,同时TBJI接点动作自保持TBJI线圈一直将断路器断开才返回(即DL2断开)。
2)合闸回路原理与跳闸回路相同。
3)在合闸线圈上并联了TBJV线圈回路,这个回路是为了防止在跳闸过程中有合闸命令而损坏机构。
例如合闸后合闸接点HJ或者KK的5,8粘连,开关在跳闸过程中TBJI闭合,HJ,TBJV线圈,TBJI勾通,TBJV动作时TBJV线圈自保持,相当于将合圈短接了(同时TBJV闭接点断开,合闸线圈被隔离)。
这个回路叫防跳回路,意思是防止开关跳跃,简称防跳。
4)KKJ是合后继电器,通过D1、D2两个二极管的单相导通性能来保证只有手动合闸才能让其动作,手动跳闸才能让其复归,KKJ是磁保持继电器,动作后不自动返回,K KJ又称手合继电器,其接点可以用于“备自投”、“重合闸”,“不对应”等。
5)HYJ与TYJ是合闸和跳闸压力继电器,接入断路器机构的气压接点,在以SF6为灭弧绝缘介质的开关中,如果SF6气体有泄露,则当气体压力降至危及灭弧时该接点J1和J2导通,将操作回路断开,禁止操作。
110kV内桥接线变电站电压二次回路接线分析摘要:本文分析了内桥接线方式下,110kV三相电压互感器安装在110kV线路上,110kV备自投装置母线电压、线路电压,110kV主变保护装置高压侧母线电压,110kV线路保护装置母线电压、线路电压二次回路应如何接取,具有很好的实际工作意义。
关键词:内桥接线、电压二次回路、110kV备自投、110kV主变保护、110kV线路保护0 前言目前仍有部分变电站采取内桥接线方式,采取内桥接线方式下,一般将110 kV三相电压互感器安设在110 kV线路上,而取消母线电压互感器;在该方式下,探讨110kV备自投装置母线电压、线路电压,110kV主变保护装置高压侧电压,110kV线路装置保护母线电压、线路电压的二次接线具有很大的实际意义。
图1内桥接线变电站对于保护装置来说如果电压二次回路接入错误,将导致保护装置不正确动作。
对于该种接线方式,二次电压的选取,主要是探讨是取重动前电压,还是重动后电压。
1、110kV备自投装置电压二次回路内桥接线方式下,备自投方式有两种。
一种方式是进线备投方式,即两条线路互为备用,一条线路运行,内桥112断路器运行,另一条线路热备用;另一种方式是桥备投方式,该方式下一条进线供着一台主变,内桥112断路器在热备用状态。
对于备自投装置来说,需采集两段母线电压及两条进线电压,通过对母线电压及进线电压的有压、无压进行逻辑判断。
对于桥备投方式来说,桥备投充电条件之一就是工作电源和备用电源均正常,即I、II母母线电压应均有压。
桥备投方式下,110kV分列运行,161、162断路器运行,内桥112断路器热备用,如果母线电压选取重动前电压,当某一进线断路器偷跳时,由于对侧断路器未跳开,线路PT带电,取用重动前电压,此时该段母线仍会有电压,电压元件鉴定有电,将会导致备自投不启动,导致备自投不动作,扩大停电范围。
对于进线备投来说,进线备投充电条件之一就是工作电源和备用电源均正常,即I、II母母线电压应均有压。
三、原始资料1.主接线下图为某电力系统主接线。
该系统由某发电厂的三台发电机经三台升压变压器由 A 母线与单侧电源环形网络相连,其电能通过电网送至B、C、D 三个降压变电所给用户供电。
2.相关数据⑴电网中的四条110kV 线路的单位正序电抗均为0.4 Ω/kM;⑵所有变压器均为YN,d11 接线,发电厂的升压变压器变比为10.5/121,变电所的降压变压器变比为110/6.6;⑶发电厂的最大发电容量为 3 ×50 MW ,最小发电容量为 2 ×50 MW ,发电机、变压器的其余参数如图示;⑷系统的正常运行方式为发电厂发电容量最大,输电网络闭环运行;⑸系统允许的最大故障切除时间为0.85s;⑹线路 AB 、 BC 、 AD 、 CD 的最大负荷电流分别为 230A、150A、230A和 140 A,负荷自启动系数K551.5;⑺各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示,△t= 0.5s。
⑻系统中各 110kV 母线和变压器均设有纵差动保护作为主保护。
目录1 2 1 42 110KV53 110KV184 110225 110KV26303435摘要随着我国电力工业的迅速发展,各大电力系统的容量和电网区域不断扩大。
继电保护装置广泛应用于电力系统、农网和小型发电系统,是电网及电气设备安全可靠运行的保证。
为给 110KV 单电源环形电网进行继电保护设计,首先选择过电流保护,对电网进行短路电流计算,包括适中电流的正序、负序、零序电流的短路计算,整定电流保护的整定值。
在过电流保护不满足的情况下,相间故障选择距离保护,接地故障选择零序电流保护,同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算。
同时详细介绍了主设备差动保护的整定算法,电气主接线的设计、做出短路点的等效电路图,对设备保护进行了相应的选择与校验。
通过比较各个接线方式的优缺点,确定变电站的主接线方式。
继电保护的基本任务:(1)当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求,如保持电力系统的暂态稳定性等。
浅析110kV变电站主变压器二次保护回路摘要:主变压器是110kV变电站的核心设备,每天运行维护人员都要为它把脉问诊,本文将对其二次回路进行具体的简述,以提高对主变的运行维护水平。
关键词:主变压器继电保护二次回路Abstract:The main transformer is the core equipment of 110kV substation, daily operation and maintenance personnel must be examined for it, this paper will carry out a specific description of the second loop, in order to improve the level of transformer operation and maintenance.Keywords:main transformerrelay protectionsecondary circuit一、概述 110kV变电站中主变的二次回路相对来说比较繁杂,使运行人员看得眼花缭乱,为此特以110kV羊街变电站主变保护屏为例,以运行人员的身份理顺其二次回路,帮助更多的同仁理解和分析。
主变保护屏中主要包括四个装置:差动保护装置、非电量保护装置、高后备保护装置、中后备保护装置、低后备保护装置。
下面就各个装置的二次回路进行详细介绍。
二、差动保护装置回路(RCS-9671B)差动保护与重瓦斯保护构成主变的主保护,其中差动保护主要反应变压器内部绕组、引出线及套管处的相间短路。
其保护范围就是主变高中低三侧电流互感器与主变三绕组之间。
差动保护具体分为差动速断和比率差动,差动速断是无时限直接跳闸,而比率差动引入制动电流,防止正常运行时产生不平衡电流引起保护误动。
差动动作后跳主变三侧断路器。
1、差动保护CT交流电流回路及端子:图1差动保护CT回路原理图2 差动保护CT回路1D端子排从图1差动保护CT回路原理图和图2 差动保护CT回路端子中可以清楚的看出:①在1D端子排中1-4端子为A411-N411,是高压侧电流取自于高压侧(101间隔或是102间隔)电流互感器第一组1LH,变比为400/5,准确极为:10P,容量为25V A。
110kV变电站二次回路讲义年月日目录前言 (1)第一章微机保护的工作方式 (1)1.继电保护技术的发展 (1)2.微机保护的工作方式 (1)2.1开入 (1)2.2开出 (1)3.微机保护、测控与操作箱 (2)第二章电流互感器和电压互感器 (3)1.电流互感器1.1 5A还是1A? (3)1.2 10P10、0.5还是0.2S? (3)1.3 星形还是三角形? (3)1.4 A、C还是A、B、C? (3)1.5 接地还是不接地? (4)2.电压互感器 (4)2.1 V-V、星形还是开口三角? (4)2.2 开关场还是主控室? (5)2.3 重动还是并列? (6)第三章断路器的控制--综述 (8)2.110kV六氟化硫(SF6)断路器 (8)2.1操作机构 (8)2.2合闸回路 (10)2.3跳闸回路 (12)2.4辅助回路 (12)3.LFP-941A的操作箱 (12)3.1合闸回路 (14)3.2跳闸回路 (15)3.3“防跳”回路 (15)3.4断路器操作闭锁回路 (16)4.35kV真空/六氟化硫断路器 (17)4.1ZW30-40.5真空断路器 (17)第四章110kV线路保护二次接线--综述 (22)1.综述 (22)1.1RCS-941A (22)1.2CSI-200E (22)2.RCS-941A (22)2.2电源回路 (22)2.3电流回路 (23)2.4电压回路 (23)2.6出口回路 (24)2.7操作回路 (26)3.CSI-200E (26)3.2主要技术指标 (26)3.3电流电压回路 (26)3.4控制回路 (27)第五章110kV主变保护二次接线--综述 (29)2.RCS-9671 (29)2.2电流回路 (30)2.3出口回路 (31)3.RCS-9681&RCS-9682 (32)3.2电流回路 (32)3.3出口回路 (33)3.3出口回路 (34)4.RCS-9661 (35)4.2非电量保护起动回路 (35)第六章备自投装置二次接线 (37)1.综述 (37)2.CSB-21A (37)2.2输入与输出 (37)2.3动作分析 (39)第七章110kV外桥的保护配置 (41)1.综述 (41)2.系统接线 (42)3.保护配置 (43)4.110kV外桥线路保护 (43)第八章10kV开关柜专题--10kV出线柜 (49)1、综述 (49)2、10kV电缆出线中置柜的二次接线 (49)2.1继电器室 (50)2.2断路器室 (50)2.3 RCS-9611A (53)2.4 KZN1-12-04开关柜 (55)3、XGN开关柜的二次接线 (60)第九章电气联锁回路 (61)1、联锁的概念 (61)2、10kV分段断路器与主变10kV进线断路器的联锁 (61)3、GIS电动机构的联锁 (62)4、闭锁的概念 (64)第十章220kV线路保护二次回路--综述 (66)1.分相操作: (66)2.两个跳闸回路: (66)3.操作回路分析 (67)第十一章插补3--备自投装置二次接线 (70)1、概述 (70)2、PT重动 (70)3、电压并列 (71)4、内桥接线的备自投 (72)4.1进线备自投 (72)4.2桥备自投 (72)5、电压接线出现的问题 (73)第十二章插补4---TWJ接线对“控制信号回路断线”的影响 (76)前言目前,在针对电力系统电力专业的培训教材中,关于二次接线的内容仍然主要以电磁式继电器回路为讲解示例。
在微机保护已经普遍应用的今天,这种模式在很大程度上已经脱离了电力生产的实际情况,造成了理论与实践的脱节,尤其不利于基层技术人员的培养。
形成这种局面的原因是多方面的。
首先,在教学中,继电器回路它具有接线简明、原理清晰、易于理解的优点,便于学生理解,而微机保护装置由于采用了微型计算机作为核心,许多功能都由芯片运算完成,在保护原理的算法和实现上进行了很大的改进,对高等数学及计算机等专业知识水平要求较高,不利于讲解和普及。
其次,电磁式继电器保护装置的定型化程度很高,各项技术条件在电力系统内得到了高度的认同。
微机保护则是由不同厂商根据继电保护的基本原理独立开发的,各套产品之间在配置原则、保护算法等方面存在较大差异,尽管经过一定时间的运行实践,我们总结出了一定的经验,但是仍然很难确定地将某一种产品作为范例进行推广,这也导致了在教学中对微机保护二次接线提及较少。
在微机型继电保护和自动装置的二次接线方面,各供电公司的相关部门目前采用最多的仍然是“师傅—徒弟”言传身教和班组学习的模式。
这种各自为战的模式不利于技术的交流与推广,也不利于电力系统人才的培养。
鉴于此,我们针对110kV变电站主要继电保护和自动装置的二次回路接线,以国内各大微机保护厂商设备为例,结合图纸讲解二次回路的工作方式,较少涉及继电保护原理,主要面对电力系统中刚参加工作的大中专学生编写,力求浅显易懂又不失专业性,使他们能尽快完成理论与实践的结合,投入工作中去。
第一章微机保护的工作方式1.继电保护技术的发展继电保护技术是电力系统安全、稳定运行的重要保障,它伴随着电力技术的发展也在不断改进。
纵观继电保护技术的发展,主要经历了四个阶段:电磁继电器保护、晶体管保护、集成电路保护和微机保护。
我国从70年代末开始微机型继电保护装置(以下简称微机保护)的研发,高等院校和科研院所起着先导的作用。
1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。
此后,不同原理、不同种类的微机保护相继研制生产,取得了引人注目的成果,到90年代,我国继电保护技术已完全进入微机保护时代。
2.微机保护的工作方式不同的电力设备配置的微机保护是不同的,但各种微机保护的工作方式是类似的。
微机保护将电流量、电压量及相关状态量采集进来,按照不同的算法实现对电力设备的继电保护。
在微机保护时代,供电公司的一般技术人员已经很少参与保护装置的研发工作,所以,对于微机保护在继电保护原理方面的工作方式,我们不需要进行太深入的学习。
2.1开入微机保护对电力设备信息的采集一般称为“开入”,开入量分为两种:模拟量和数字量。
开入是微机保护进行工作的基础。
微机保护内部元件的工作电压很低(一般为几伏、十几伏),属于弱电系统,而需要开入的信号使用的电源则属于强电系统(220V或110V),为避免强电系统对弱电系统造成电磁干扰,影响微机保护的正常工作,在开入系统中采取了一些隔离措施。
2.1.1模拟量的开入微机保护需要采集电流和电压两种模拟量进行运算,以判断其保护对象是否发生故障。
变电站配电装置中的大电流和高电压必须分别经电流互感器和电压互感器变换成小电流、低电压,才能供微机型保护装置使用。
2.1.2数字量的开入微机保护对数字量的采集主要包括隔离开关位置、断路器机构信号等,我们通常称为开关量。
开关量由各种辅助接点通过“开/闭”转换提供,只有两种状态,也称为硬接点开入,以区别于通过网络通信接口传输的信号。
开关量的信号源一般在距离主控室较远的地方,为了减少电信号在传输过程中的损失,通常采用强电系统进行传输。
同时,为了避免强电系统对弱点系统形成干扰,在进入微机运算单元前,需要使用光耦单元对强电信号进行隔离、转变。
2.2开出开出指的是微机保护根据自身采集的信息,加以运算后对被保护设备目前状况作出的判断,主要包括操作指令、信号输出等反馈行为。
2.2.1操作指令主要包括:对断路器、电动刀闸以及其它自动设备的“开/合”、“开/停”操作。
如“线路故障”时跳开线路断路器、主变温度高启动风机等。
2.2.2信号输出主要包括:设备状态信号、保护动作信号等,这些信号将通过网络传输给变电站值班人员或进入远动系统向上一级控制中心传送。
信号是对微机保护系统工作状态的一种直观描述,是我们对变电站设备状态作出判断的重要依据。
3.微机保护、测控与操作箱对一个设备间隔的保护测控需要三个独立部分来完成:微机保护、微机测控、操作箱。
微机保护采集设备电流与电压,进行继电保护功能的运算,根据运算结果作出判断是否采取某种措施(跳闸、合闸、闭锁某些功能等),同时报出相应信号;微机测控的主要功能是对模拟量与开关量进行采集、监测,参与对断路器的控制,完成对电动隔离开关的控制;操作箱用于执行微机保护发出的针对断路器的操作指令。
对110kV电压等级的设备,这三个部分以前一般是三个独立的装置,现在许多厂家开始将微机保护与操作箱合为一体。
以110kV线路保护为例,各公司设备配置如下表所示。
110kV线路间隔(主保护为距离保护)公司微机测控微机保护操作箱原许继四方CSI200E CSL163B ZSZ-11S许继FCK-801 WXH-811南瑞继保RCS-9607 RCS-941A对110kV以下电压等级的设备,这三个部分一般会整合成一个装置。
例如,对10kV线路间隔,许继公司的配置是WXH-821,南瑞公司的配置是RCS-9611,它们都是包括保护、测控和操作一体化的装置。
第二章电流互感器和电压互感器1.电流互感器1.1 5A还是1A?电流互感器的作用是将一次设备的大电流转换成二次设备使用的小电流,其工作原理相当于一个阻抗很小的变压器。
其一次绕组与一次主电路串联,二次绕组接负荷。
电流互感器的变比一般为X:5A(X不小于该设备可能出现的最大长期负荷电流),如此即可保证电流互感器二次侧电流不大于5A。
在超高压电厂和变电站中,如果高压配电装置远离控制室,为了增加电流互感器的二次允许负荷,减小连接电缆的导线界面及提高精确等级,多选用二次额定电流为1A的电流互感器。
相应的,微机保护装置也应选用交流电流输入为1A的产品。
根据目前新建110kV变电站的规模及布局,绝大多数都是选用二次侧电流为5A的电流互感器。
1.2 10P10、0.5还是0.2S?在变电站中,电流互感器用于三种回路:微机保护、测量和计量,而这三种回路对电流互感器的准确级要求是不同的。
根据准确级的不同可将电流互感器的绕组划分为10P10(保护)、0.5(测量)和0.2S(计量)。
用于测量和计量的绕组着重于精度,用于保护的绕组着重于容量,以避免铁芯饱和影响实际变比。
1.3 星形还是三角形?电流互感器二次绕组的接线常用的有三种,完全星形接线、不完全星形接线和三角形接线,如图2-1所示。
图2-1完全星形接线:可以反映单相接地故障、相间短路及三相短路故障。
目前,110kV线路、变压器、10kV电容器等设备配置的电流互感器均采用此接线方式。
不完全星形接线:反映相间短路及A、C相接地故障。
目前,35kV及10kV架空线路在不考虑“小电流接地选线”功能(以后简称“选线”)的情况下多采用此接线方式,以节省一组电流互感器;否则,必须配置三组电流互感器,以获得零序电流实现“选线”功能。