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2000年国家电力公司发布了《避免电力生产重年夜事故的二十五项重点要求》，其中20.1条划定：“完善枢纽变电所的1、二次装备建设”。及20.1.4条划定：“为提高继电庇护的靠得住性，对重要的线路和装备必需坚持设立两套相互自力主庇护的原则，而且两套庇护为分歧原理和分歧厂家的产物。对重要元件应充实斟酌后备庇护的设置”。一般情况下，新疆电网新建及带电运行的220kV变电站年夜多采用三相三卷有载调压降压型变压器，电压品级为220/110/35kV，220kV及110kV母线终采用双母线带旁路母线接线方式，设专用母联断路器距离和专用旁路断路器距离。35kV母线终采用单母线单元式接线方式或单母线分段接线方式。220kV侧按中性点直接接地设计；110kV侧按中性点直接接地设计；35kV侧按中性点不接地设计。今朝新疆电力公司主电网高电压品级为220kV，凭据枢纽变电站均为220kV的具体情况于2003年3月发布了《二十五项反事故措施实施细则》。我院在新建变电站及已运行变电站中对主变庇护方面实施了两重化设置装备摆设的设计及改造，近两年来凭据二十五项反措的指导要求在工程设计、工程建设实施中现实遇到的技术问题，本文作以下的探讨和分析。主变两重化庇护整套装配的主要功能2.1凭据二十五项反措要求，新疆地域主电网220kV装备的主变庇护两重化设置装备摆设是避免因主变庇护装配拒动而致使系统事故的有用措施,同时又可年夜年夜削减由于庇护装配异常、检修等缘由酿成的一次装备停运现象,由于主变庇护的两重化设置装备摆设也增加了庇护误动的机率，是以,在斟酌庇护两重化设置装备摆设时,应选用平安性高的继电庇护装配。2.1.1采用32位机DSP硬件平台；14~16AD转换。以具有自力性、完整性、成套性。被庇护装备包括主变压器本体及其引出线。在成套装配内应具有被庇护装备所必需的庇护功能。设置装备摆设的庇护装配之间不应有任何电气联系。2.1.2装配的庇护模块两重化设置装备摆设应合理。当装配泛起单一硬件故障退出运行时，被庇护装备应能允许继续运行。要充实斟酌到运行和检修时的平安性，当运行中的一套庇护因异常需要退出或需要检修时，应不影响另外一套庇护正常运行。2.1.3装配庇护功能应能够用软压板进行投进或退出的操作，所有庇护跳闸出口均应具有软压板和硬压板的两重出口。非电量庇护可经装配触点转换出口或经装配延时后出口，装配应反映其旌旗灯号。2.1.4将输进直流电源正负极性颠倒，装配应无损坏，并在恢复极性后能正常工作。装配中分歧类型的庇护，应设有利便的控制字投退功能。2.1.5装配应具有需要的参数监视功能。具有可在远方进行在线理睬呼唤和修改庇护整定定值,具有事务顺序记实(SOE)功能。2.1.6装配应具有需要的自动检测功能。当装配自检出元器件损坏时，应能发出装配异常旌旗灯号，而装配不应误动。2.1.7装配应具有自复位功能，当软件工作不正常时应能经由过程自复位电路自动恢复正常工作。2.1.8装配突然加上电源、突然断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降，装配均不应误动作和误发旌旗灯号。装配各庇护软件在任何情况下都不得相互影响；应具有能够在装配面板处容易且平安地带电运行时改变整定值。2.1.9装配每个自力逆变稳压电源的输进应具有自力的保险功能，并设有失电报警。2.1.10装配应具有完善的故障录波和分析功能。2.1.11庇护屏柜端子不允许与装配弱电系统（指CPU的电源系统）有直接电气上的联系。所有输出接点必需是无压常开接点以便与其它装备相连。针对分歧回路，应划分采用光电耦合、继电器转接、带屏障的变压器磁耦合等隔离措施、隔离电压年夜于2000V。2.1.12装配应有自力的内部GPS时钟，其误差每24h不应跨越±5s，宜提供外部时钟同步接口。2.2差动庇护采用两种分歧原理的差动庇护作为主庇护，以庇护变压器绕组及其引出线的相间短路故障。二套庇护交流回路完全自力，每套的庇护装配交流电流引进为主后合一，其庇护范围应交叉重迭，避免死区。2.3相间短路后备庇护作为变压器主庇护相间短路故障和相邻元件的两种不异原理的后备庇护，在高压侧和中压侧可装设阻抗庇护装配和复合电压闭锁过流庇护装配，在低压侧装设电流速断和复合电压闭锁过流庇护装配等。2.4单相接地庇护在变压器的高压侧和中压侧均装设有单相接地庇护装配，以庇护变压器高压绕组和中压绕组的单相接地故障，装设二套相互自力的零序电流、零序电压和间隙零序电流等庇护装配。变压器中性点过电压庇护采用棒间隙庇护方式,对110kV变压器中性点尽缘的冲击耐受电压<185kV时，在棒间隙旁并联复合外衣氧化锌避雷器。2.5过激磁庇护主变庇护两重化设置装备摆设过激磁庇护，即当频率下降和电压升高时，引发铁芯的工作磁通密渡过高而过热使尽缘老化的庇护装配。变压器过励磁庇护的启动元件、反时限和按时限应能划分整定并要求其返回系数不低于0.96,同时应凭据变压器的过励磁特征曲线进行整定计较。要求变压器制造厂提供变压器励磁特征曲线,庇护厂家必需依据该曲线设计合适特征要求的庇护功能。2.6主变庇护两重化断路器失灵庇护当庇护装配出口动作发出跳闸脉冲而断路器拒动时，以较短的时限断开相邻元件的断路器，和相邻元件的断路器失灵时，变压器各侧断路器的庇护装配。为解决主变庇护两重化变压器断路器失灵庇护因庇护活络度不足的问题,对变压器的断路器失灵庇护接纳以下措施:①采用“零序或负序电流”动作,配合“庇护动作”和“断路器合闸位置”三个条件组成的与逻辑,经时限往消除断路器失灵庇护的复合电压闭锁回路。②同时再采用“相电流”、“零序或负序电流”动作,配合“断路器合闸位置”两个条件组成的与逻辑经第二时限往启动断路器失灵庇护并发出“启动断路器失灵庇护”中央旌旗灯号。③采用主变庇护中由主变各侧“复合电压闭锁元件”(或逻辑)动作消除断路器失灵庇护的复合电压闭锁元件,当采用微机变压器庇护时,应具有主变“各侧复合电压闭锁动作”旌旗灯号输出的空接点。2.7断路器非全相庇护当发生非全相合闸或跳闸时，由于造成三相负荷不服衡，庇护变压器铁芯不致发烧损坏的庇护装配。2.8PT断线庇护PT断线庇护经由过程定值设定控制字选择在PT断线时装设退出庇护标的目的元件及复合电压闭锁过流电压元件,闭锁阻抗庇护,保留相电流及零序电流庇护。2.9变压器本体庇护变压器本体内部的瓦斯、温度和冷却系统故障等，均应设有旌旗灯号和庇护装配。变压器的瓦斯庇护要求防水、防油渗漏、密封性好。气体继电器由中心端子箱的引出电缆应直接接进庇护柜。主变两重化庇护设置装备摆设3.1参照《二十五项反事故措施实施细则》及《电力系统微机继电庇护技术导则》，采用具有自力性、完整性、成套性的双主，双后设置装备摆设。双主为两种分歧原理的差动庇护（差动速断庇护和二次谐波闭锁的比率制动差动庇护；差动速断庇护和波行对称原理的比率制动差动庇护）；双套后备庇护采用的是不异设置装备摆设；一套本体非电量庇护及一套失灵庇护装配。3.2主变庇护两重化设置装备摆设的庇护装配之间不应有任何电气联系。两重化设置装备摆设的庇护装配的庇护投退及限跳出口都可经由过程控制字选择。二套完整的电气量庇护和一套非电量庇护的跳闸回路应同时作用于220kV侧断路器的两个跳闸线圈．二套庇护装配的交流电压划分取各自的220kV及110kV电压切换箱、二套庇护装配的交流电流应划分取自电流互感器相互自力的绕组。220kV操作直流控制设置自力的直流电源引进。3.3主变庇护两重化变压器故障及异常庇护差动庇护：差动庇护I：庇护动作跳开变压器各侧断路器并发旌旗灯号。差动庇护II：庇护动作跳开变压器各侧断路器并发旌旗灯号。3.4主变庇护两重化220kV侧后备庇护：3.4.1220kV阻抗庇护：采用带偏移特征的阻抗庇护，庇护正标的目的指向变压器，凭据其庇护范围分歧，庇护为两个方案：方案一：①庇护只庇护到本侧线路出口和变压器部门绕组，不伸到变压器另侧母线；②庇护为一段式一个时限，庇护动作延时跳开变压器各侧断路器；方案二：①庇护的正标的目的指向变压器，并对110kV母线故障有活络系数；②庇护为一段式二个时限，时限跳开220kV侧母联和分段断路器，第二时限跳开变压器各侧断路器。要避免变压器低阻抗庇护在电压二次回路失压、断线闭锁和切换进程交流和直流失压等异常情况下的误动。3.4.2主变庇护两重化220kV复合电压闭锁过流庇护：方案一：庇护为二段式，段带标的目的，标的目的指向220kV母线，设两个时限，时限跳开220kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。第二段不带标的目的，庇护动作跳开变压器各侧断路器。方案二：庇护为二段式，段带标的目的，标的目的指向变压器，设两个时限，时限跳开110kV母联断路器，第二时限跳开110kV断路器。第二段不带标的目的，庇护动作跳开变压器各侧断路器。为消除母线发生三相短路故障时相间标的目的元件的死区：变压器220KV侧相间标的目的元件的电压取110KV侧电压。复合电压取自35KV侧.3.4.3220kV零序过流庇护：庇护为二段式，段带标的目的，标的目的指向220kV母线，设两个时限，时限跳开220kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。第二段不带标的目的，庇护动作跳开变压器各侧断路器。3.4.4220kV中性点间隙零序电流庇护：延时跳开变压器各侧断路器。3.4.5220kV中性点零序电压庇护：延时跳开变压器各侧断路器。3.4.6220kV非全相庇护：电流判别元件接于三相CT组成的零序(或负序)回路中，庇护动作延时跳开220kV断路器。3.4.7220KV过负荷庇护：庇护为单相式延时动作于旌旗灯号,闭锁有载调压，起动风机。3.4.8公共绕组过负荷庇护：庇护为单相式延时动作于旌旗灯号。3.4.9失灵庇护：失灵庇护电流判别--启动元件为三相式电流元件，闭锁元件为故障庇护出口接点和断路器辅助接点。失灵起动接点与电流判断过流接点串联，经硬压板组成失灵起动回路。在220kV主变开关代路时失灵起动回路斟酌到旁路开关母线刀闸的接进情况，以保证代路运行方式时失灵庇护正常投退。要求斟酌设置有完善的经硬压板或切换把手组成切换失灵起动回路。3.5主变庇护两重化110kV侧后备庇护：3.5.1110kV阻抗庇护：采用带偏移特征的阻抗庇护，庇护正标的目的指向变压器，凭据其庇护范围分歧，庇护为两个方案：方案一：①庇护只庇护到本侧线路出口和变压器部门绕组，不伸到变压器另侧母线。②庇护为一段式两个时限，时限跳开110kV母联和分段断路器，第二时限跳开变压器各侧断路器。方案二：①庇护正标的目的指向变压器，并对220kV母线故障有活络系数。②庇护为一段式两个时限，时限跳开220kV侧断路器，第二时限跳开变压器各侧断路器。3.5.2110kV复合电压闭锁过流庇护：方案一：庇护为二段式，段带标的目的，标的目的指向110kV母线，设两个时限，时限跳开110kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。第二段不带标的目的，庇护动作跳开变压器各侧断路器。方案二：庇护为二段式，段带标的目的，标的目的指向变压器，设两个时限，时限跳开220kV母联断路器，第二时限跳开220kV侧断路器。第二段不带标的目的，庇护动作跳开变压器各侧断路器。为消除母线发生三相短路故障时相间标的目的元件的死区：变压器11OKV侧相间标的目的元件的电压取220KV侧电压。复合电压取自本侧.3.5.3110kV零序过流庇护：庇护为二段式，段带标的目的，标的目的指向110kV母线，设两个时限，时限跳开110kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。第二段不带标的目的，庇护动作跳开变压器各侧断路器。3.5.4110kV中性点间隙零序电流庇护：延时跳开变压器各侧断路器。3.5.5110kV中性点零序电压庇护：延时跳开变压器各侧断路器。3.5.6过负荷庇护：庇护为单相式延时动作于旌旗灯号。3.6主变庇护两重化35kV侧后备庇护:3.6.135kV时限速断过流庇护：设两个时限，经短延时跳开35kV分段断路器，第二时限跳本侧断路器。3.6.235kV复合电压闭锁过流庇护：设三个时限，时限跳开35kV分段断路器，第二时限跳开本侧断路器，第三时限跳开变压器各侧断路器。3.6.3过负荷庇护：庇护为单相式延时动作于旌旗灯号。3.7主变庇护两重化非电量庇护：应设置自力的电源回路；按变压器厂的要求，跳闸型非电量瞬时或延时跳闸，旌旗灯号型非电量瞬时发旌旗灯号。全数旌旗灯号继电器均为磁连结，直流失落电时，有关信息不会丢失。本体庇护庇护出口跳闸回路均配响应硬压板。3.8主变庇护两重化庇护出口设置装备摆设及毗连片设置装备摆设:主变庇护两重化的庇护出口设置装备摆设及毗连片在庇护屏安装位置应相对自力且有秩序排列。每套电气庇护及非电量庇护凭据反措要求应同时驱动主变220kV侧及220kV母联兼旁路(专用旁路)断路器的两组跳闸线圈。（主变110kV侧及110kV母联兼旁路(专用旁路)断路器均为一组跳闸线圈；主变35kV侧及35kV分段断路器均为一组跳闸线圈）。3.9主变庇护两重化庇护柜设置的庇护出口设置装备摆设：3.9.1跳各侧断路器：220kV侧（主变、母联、旁路）两组跳闸线圈、110kV及35kV侧一组跳闸线圈。3.9.2母线解列：在每套庇护装配的出口回路应设置有相对自力庇护投、退的毗连片。3.10主变庇护两重化庇护信息数目及输出方式:两重化的旌旗灯号传送分成两种情况,一是采用无源接点型式,二是采用通讯接口方式。采用后者时庇护动作讯息经由过程该通讯口授送至站内监控计较机供事故事务记实及远动之用。此外,该庇护还应带有打印机,以供就地讯息打印之用。为了利便于本工程以后改造上当地监控系统，要求斟酌每套庇护装配能够顺应于以后监控系统的要求，四串口通讯（其中三个为光电隔离）。即：一个RS422/485/232便于与上位机通讯；一个RS422/485便于与LCD通讯；一个RS232便于与打印机通讯；一个RS232便于与模拟终端通讯（非电隔离）。①整套220kV变压器庇护装配，可设立专用的经管机，所有庇护旌旗灯号可经由过程经管机的RS485串行口与微机监控（监测）系统进行通讯。②每套庇护装配输出的三付旌旗灯号接点，其中一付启动故障录波器，第二付送至光字牌（磁连结）。第三付可其他用途。③庇护装配具有GPS对时功能，用串行口接收GPS发出的时钟，并接收GPS按时发出的硬同步对时脉冲，刷新CPU系统的秒时钟，对时误差<1mS。3.11主变庇护两重化CPU设置装备摆设原则：3.11.1每一个CPU系统可以完成1～2个主庇护和2～5个后备庇护的功能；庇护输进模拟量不跨越15路，输进开关量不跨越4路，庇护输出出口回路不跨越8路，旌旗灯号回路不跨越16路。①CPU庇护系统各自自力，并具有自己零丁的电源和自动开关。②主庇护应安插在分歧的CPU系统内，统一元件的主庇护和后备庇护也尽量安插在分歧的CPU系统内。主变两重化庇护电流回路设计4.1凭据二十五项反措要求主变两重化两套庇护交流电流回路完全自力，庇护范围交叉重迭,避免死区。二次庇护电流回路设计采用固定接进式，即：主变高中压侧套主庇护及后备庇护接于断路器侧自力CT和主变套管CT上组成纵差；高中压侧第二套主庇护及后备庇护接于主变套管CT和断路器侧自力CT上组成第二纵差。两套庇护交叉接进断路器及变压器套管CT，以减小纵差庇护死区。主变中性点CT两套庇护接于分歧绕组，对改造工程如主变中性点CT绕组不足，则套庇护接于主变中性点CT；第二套庇护接于主变套管或断路器CT自产的零序电流。主变中性点间隙CT两套庇护接于分歧绕组。低压侧电流取自一套CT的分歧二次绕组。4.2主变两重化两套主庇护及后备庇护高中压代路时,不斟酌接于断路器CT的庇护切换至变压器套管CT。主变两重化庇护电压回路设计5.1凭据新疆电网现实情况,主变两重化的两套庇护电压回路今朝使用了PT的统一绕组。为适于220kV及110kV双母线接线方式主变高中压侧均采用了自力的电压切换箱，设置装备摆设切换回路由两组双位置重动继电器组成。在220kV及110kV主变开关代路时此时设有专用电压切换开关将旁路开关所在母线电压切至主变庇护装配，使该侧复合电压闭锁过流庇护仍有主变庇护来完成。切换电压回路庇护和计量为二部门，而且互不影响，相互自力，靠得住，并装设在两套各自的庇护屏上。5.2设置装备摆设两重化变压器庇护装配的220kV分相操作箱为断路器双跳闸线圈、分相机构、三相操作、不设重合闸，两套庇护及操作取自分歧的直流系统。两套电气庇护及非电量庇护同时驱动主变22OKV侧断路器两组跳闸线圈。操作箱可以引进断路器操作机构压力下降制止跳闸，压力下降制止合闸，压力异常制止操作接点。设有断路器跳闸位置监视回路，两组跳闸线圈的跳闸回路各设一组合闸位置监视回路。合闸回路设有A、B、C相分相合闸回路、手动合闸回路。跳闸回路设有A、B、C相分相跳闸回路、手动跳闸回路、庇护跳闸回路、防跳回路。设置旌旗灯号回路，机箱面板上经由过程LED显示庇护分相跳闸旌旗灯号。为与庇护两重化设置装备摆设相顺应,220千伏变压器高压侧选用具有双跳闸线圈机构的断路器。5.3设置装备摆设两重化变压器庇护装配的110kV及35kV断路器操作箱可引进断路器操作机构压力下降制止跳闸，压力下降制止重合闸，压力下降制止合闸，压力异常制止操作接点。110kV、35kV侧断路器设计不要求采用具有双跳闸线圈的断路器。5.4设置装备摆设两重化变压器庇护装配的主变压器非电量庇护设置自力的电源回路(包括直流空气小开关及其直流电源监视回路)和出口跳闸回路,且与电气量庇护完全分隔,在庇护柜上的安装位置也相对自力。主变庇护两重化交直流电源设计6.1庇护柜应引接二路220V直流电源；6.2庇护柜的进线电源可不装设自动开关，直接供电给各CPU系统和非电量系统的用电。6.3每一个CPU系统电源和非电量系统电源划分自力设有小型直流自动开关。6.4经管机和打印机电源采用～220VUPS电源，另设有小型交流自动开关及插头和插座。6.5除庇护柜内设打印机的电源外，各自动开关均应自力设有监视，并可发出断电旌旗灯号。工程中的实践总结近两年来我院凭据二十五项反措的指导要求在工程设计、工程建设实施中对新建及已运行220kV变电站主变庇护实施了两重化设置装备摆设的设计，经由过程主变庇护两重化设置装备摆设的设计及实施避免了因主变庇护装配拒动而致使系统事故,同时又可年夜年夜削减由于庇护装配异常、检修等缘由酿成的一次装备停运现象。主变庇护两重化设置装备摆设很好地保证了新疆地域主电网的平安运行。
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