站用380V交流電源系統(tǒng)各級開關(guān)保護(hù)選擇性問題的研究20140121要點(diǎn)

1、中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目申請書及可行性研究報(bào)告 項(xiàng)目名稱： 站用380V交流電源系統(tǒng)各級開關(guān)保護(hù)選擇性問題的研究申請單位： 起止時(shí)間： 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 聯(lián)系電話： 通信地址： 申請日期： 填 寫 說 明一、請嚴(yán)格按照要求填寫各項(xiàng)。二、專業(yè)類別根據(jù)項(xiàng)目所屬專業(yè)種類從發(fā)電（能源）、輸電、變電一次、配電一次、電力建設(shè)、系統(tǒng)運(yùn)行、繼保自動化、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)、通信及信息技術(shù)、計(jì)量營銷、智能電網(wǎng)新技術(shù)、綜合研究共12類技術(shù)中選擇。三、項(xiàng)目摘要應(yīng)簡要說明項(xiàng)目研究內(nèi)容和預(yù)期成果，字?jǐn)?shù)要求500字以內(nèi)。四、項(xiàng)目申請單位指提出項(xiàng)目建議與申請的單位或部門，如總部各部門、直屬機(jī)構(gòu)、各分子公司及其所屬基層單位等

2、。五、項(xiàng)目分工應(yīng)主要描述項(xiàng)目申請單位與協(xié)作單位的任務(wù)劃分，項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度安排應(yīng)按時(shí)間段列出研究推進(jìn)計(jì)劃，并明確各階段交付物及標(biāo)志性里程。六、科技經(jīng)費(fèi)預(yù)算支出科目具體解釋見附件1。項(xiàng) 目 簡 表項(xiàng)目名稱站用380V交流電源系統(tǒng)各級開關(guān)保護(hù)選擇性問題的研究項(xiàng) 目負(fù)責(zé)人姓名工作單位性別年齡職稱項(xiàng)目分類1、發(fā)電（能源） 2、輸電 3、變電一次 4、配電一次 5、電力建設(shè) 6、系統(tǒng)運(yùn)行 7、繼保自動化 8、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù) 9、通信及信息技術(shù) 10、計(jì)量營銷 11、智能電網(wǎng)新技術(shù) 12、綜合研究 項(xiàng)目起止時(shí)間申請經(jīng)費(fèi)總額155萬項(xiàng)目摘要(500字以內(nèi))：在變電站中不時(shí)發(fā)生因站用380V交流電源饋線開關(guān)、進(jìn)

3、線開關(guān)和變壓器高壓開關(guān)之間保護(hù)級差配合不當(dāng)，導(dǎo)致饋線回路故障不能隔離引起變壓器高壓開關(guān)跳閘的事故發(fā)生；而無人值守變電站特別是偏遠(yuǎn)變電站因開關(guān)跳閘無法及時(shí)排除故障恢復(fù)供電，導(dǎo)致電池耗盡造成全站失電的事故。因此提高站用電源的可靠性就必須解決各級開關(guān)級差配合問題和故障排除快速恢復(fù)供電問題。本項(xiàng)目主要研究解決站用380V交流電源饋線開關(guān)、進(jìn)線開關(guān)和變壓器高壓開關(guān)之間的級差配合保護(hù)問題（考慮消防泵啟動和相不平衡電流等影響）；解決終端負(fù)載小電流短路故障隔離以及故障停電快速恢復(fù)供電問題。主要研究內(nèi)容 ：1. 調(diào)研1 變電站站用交流負(fù)荷，按照負(fù)荷類型進(jìn)行分類均勻配置，減少站用變?nèi)嚯娫床黄胶狻?. 研制1 研

4、制有保護(hù)功能并能進(jìn)行保護(hù)級差配合的微機(jī)備自投裝置和饋線監(jiān)控裝置。2 研究各級開關(guān)之間的極差保護(hù)配合整定值。3. 優(yōu)化設(shè)計(jì)配置1 進(jìn)線開關(guān)使用電子式三段保護(hù)框架斷路器，定值和脫扣時(shí)間都可以整定與高壓開關(guān)配合。2 站用變所有控制電源全部由逆變電源輸出供電，提高控制電源可靠性。3 零序電流使用三相電流矢量合成，電流互感器使用保護(hù)型。4 所有饋線開關(guān)使用帶電動操作機(jī)構(gòu)的塑殼開關(guān)，由饋線監(jiān)控裝置保護(hù)和分合控制。當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路故障時(shí)，跳饋線開關(guān)防止故障擴(kuò)大化。如果越級跳進(jìn)線開關(guān)，也可以遠(yuǎn)程隔離故障回路快速恢復(fù)供電。申請單位意見： （公章） 年 月 日總部部門、直屬機(jī)構(gòu)、分子公司意見： （公章） 年 月 日

5、項(xiàng)目分工與計(jì)劃進(jìn)度安排1、項(xiàng)目相關(guān)單位及具體分工單 位具 體 分 工項(xiàng)目申請單位協(xié)作單位1協(xié)作單位2協(xié)作單位32、 計(jì)劃進(jìn)度安排任務(wù)名稱開始時(shí)間完成時(shí)間主要內(nèi)容及交付項(xiàng)編寫要求：1. 列出分時(shí)間段計(jì)劃研究內(nèi)容；2. 分時(shí)間段提供成果的內(nèi)容和形式，要求具有可檢查性。項(xiàng)目組成人員情況序號姓 名年齡職稱、職務(wù)工 作 單 位任 務(wù) 分 工456789101112一、 目的和意義1 變電站站用電源是給整個(gè)變電站設(shè)備供電的系統(tǒng)，然而現(xiàn)有保護(hù)不能對小電流故障進(jìn)行有效準(zhǔn)確隔離造成開關(guān)越級跳閘導(dǎo)致站用交流電源失電；電池組現(xiàn)有技術(shù)也不能保證100%支撐負(fù)荷運(yùn)行以及電池供電時(shí)間有限，所以有造成全站失電的危險(xiǎn)。2 本

6、項(xiàng)目主要的是研究解決站用380V交流系統(tǒng)電源饋線開關(guān)、進(jìn)線開關(guān)和變壓器高壓開關(guān)之間的級差配合保護(hù)問題；解決終端負(fù)載小電流短路故障準(zhǔn)確隔離問題以及故障停電快速恢復(fù)供電問題?？梢詼p小站用電源故障停電范圍，保證變電站的可靠運(yùn)行，遠(yuǎn)程快速恢復(fù)供電，減少故障維護(hù)成本，可以在南網(wǎng)改造和新建的變電站中廣泛推廣應(yīng)用。二、 項(xiàng)目研究的背景1 國內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢站用380v交流電源系統(tǒng)因各級開關(guān)保護(hù)選擇性失配，發(fā)生小電流故障引起全站站用交流電源系統(tǒng)失電時(shí)有發(fā)生。案例：今年某220KV變電站發(fā)生了戶外照明燈發(fā)生短路，終端開關(guān)箱微斷開關(guān)、電源屏饋線開關(guān)和進(jìn)線開關(guān)都沒有跳閘，最后變壓器高壓開關(guān)零序過流保護(hù)跳

7、閘，然而高壓開關(guān)零序跳閘失電后沒有能閉鎖低壓電源屏備自投，切換到另一臺站用變電源，因戶外照明燈的故障尚未排除，所以導(dǎo)致另一臺站用變也跳閘失電，最終引起全站失電的事故。經(jīng)過分析，以上故障是因?yàn)榻K端戶外照明燈線路短路故障電流比較小只有200A，而電源屏饋線開關(guān)為C65N/3P C63A，該開關(guān)為反時(shí)限特性，只有過流達(dá)到5-10倍的開關(guān)額定值時(shí)才會啟動瞬時(shí)脫扣，而故障電流為200A時(shí)需要5-30秒才能脫扣，進(jìn)線開關(guān)的瞬時(shí)脫扣電流和脫扣值比饋線開關(guān)更大，此時(shí)零序保護(hù)早已啟動跳閘變壓器高壓開關(guān)，另一臺站用變也是同樣原因跳閘。由于開關(guān)的固有特性，各級開關(guān)無法實(shí)現(xiàn)級差配合保護(hù)引起事故擴(kuò)大化的情況時(shí)有發(fā)生。因

8、此為了保證穩(wěn)定的電源供應(yīng)急需解決各級開關(guān)級差配合以及故障快速隔離恢復(fù)故障問題。2 介紹國外研究機(jī)構(gòu)對本項(xiàng)目的研究情況。未見相關(guān)報(bào)道。3 介紹國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)對本項(xiàng)目的研究情況。現(xiàn)在運(yùn)行變電站站用380V交流系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案未充分考慮閉鎖備自投裝置，各級開關(guān)級差配合保護(hù)、變壓器三相負(fù)荷不平衡、故障隔離快速恢復(fù)供電等問題。因存在的問題為尚未得到根本性解決，所以對直流系統(tǒng)的要求越來越高，然而電池組現(xiàn)有技術(shù)也不能保證其100%的可靠性，所以只能反過來要求站用交流系統(tǒng)的高其可靠性。4 項(xiàng)目研究的技術(shù)關(guān)鍵與難點(diǎn)。主要技術(shù)難點(diǎn)在于微機(jī)備自投裝置的開發(fā)，饋線監(jiān)控裝置的開發(fā)，饋線開關(guān)、進(jìn)線開關(guān)和站用變高壓開關(guān)之間的級差

9、配合整定。三、 項(xiàng)目申請單位具備的研究基礎(chǔ)和條件該項(xiàng)目的協(xié)作廠家為深圳市泰昂能源科技股份有限公司，該公司一直專注于變電站站用電源領(lǐng)域開發(fā)和配套，有10多年的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)開發(fā)和研發(fā)團(tuán)隊(duì)，具有軟件、硬件綜合開發(fā)能力。其交直流一體化電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、智能模塊化精密配電系統(tǒng)等相關(guān)產(chǎn)品已獲得國家發(fā)明專3項(xiàng)、實(shí)用新型專利35項(xiàng)，17項(xiàng)發(fā)明專利進(jìn)入實(shí)審階段。泰昂第一個(gè)提出站用電源交直流一體化設(shè)計(jì)方案思路，并且參與制定站用電源交直流一體化系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，交直流一體化已經(jīng)成為國家電網(wǎng)集中招標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)方案，他們生產(chǎn)的站用電源交直流一體化系統(tǒng)已經(jīng)在南網(wǎng)和國網(wǎng)中有廣泛應(yīng)用。其微機(jī)備自投裝置I

10、PC-03是專門解決站用電源發(fā)生的事故而研發(fā)的，它有意識地將零序保護(hù)、過流保護(hù)等功能集成于備自投裝置內(nèi)，不僅具有備自投邏輯控制功能，電量監(jiān)測功能，同時(shí)具備保護(hù)功能，且提供六種工作模式：固定電源1、固定電源2、自動電源1、自動電源2、自動切換、停止供電。該裝置的部分設(shè)計(jì)要求已經(jīng)成為南網(wǎng)站用電源備自投招標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)要求。四、 項(xiàng)目研究內(nèi)容、技術(shù)路線與實(shí)施方案1、項(xiàng)目研究內(nèi)容的詳細(xì)說明主要研究內(nèi)容1、 主要技術(shù)內(nèi)容：1 調(diào)研1) 調(diào)研變電站站用交流負(fù)荷，按照負(fù)荷類型進(jìn)行分類均勻配置，減少站用變?nèi)嚯娫床黄胶?。2 研制1) 微機(jī)備自投裝置：具有兩段過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、電壓異常告警、失壓跳進(jìn)線、閉鎖備

11、自投、電量監(jiān)測等功能。且過流保護(hù)和零序過流保護(hù)定值和時(shí)間可以與站用變高壓開關(guān)實(shí)現(xiàn)級差配合保護(hù)，當(dāng)過流時(shí)閉鎖微機(jī)備自投，防止故障引起另一臺站用變跳閘失電。微機(jī)備自投裝置在失壓跳進(jìn)線時(shí)，需要避開高壓線路重合閘的整定時(shí)間。因?yàn)楦邏壕€路有時(shí)候會因短時(shí)暫態(tài)故障跳閘，延時(shí)后又重合閘，如果線路不再有故障則又繼續(xù)保證供電。2) 饋線監(jiān)控裝置：具有對饋線開關(guān)進(jìn)行保護(hù)、控制和通訊功能3 優(yōu)化設(shè)計(jì)配置1) 進(jìn)線開關(guān)使用帶電子式三段保護(hù)的框架開關(guān)，開關(guān)之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械電氣雙閉鎖，開關(guān)通過微機(jī)備自投裝置進(jìn)行控制。2) 站用交流屏的所有控制回路全部采用逆變電源，提高控制電源的穩(wěn)定性。原方案控制電源是在進(jìn)線開關(guān)前端就地取電，當(dāng)

12、取電相發(fā)生缺相或者電源發(fā)生故障時(shí)，控制電源受到影響不能準(zhǔn)確及時(shí)的控制設(shè)備運(yùn)行，因此為了保證控制電源絕對可靠需要從逆變電源引入可靠電源。3) 進(jìn)線開關(guān)、母聯(lián)開關(guān)的采集電流的互感器全部使用保護(hù)型10P10等級的互感器，使電流測量能夠具備10倍以上的過流測量能力，當(dāng)微機(jī)備自投裝置檢測到過流時(shí)應(yīng)先于高壓開關(guān)分閘，把故障范圍控制在交流進(jìn)線柜內(nèi)。零序電流采用三相電流互感器矢量和合成，反映真實(shí)的零序電流，但是定值設(shè)置時(shí)需要避開相不平衡電流。4) 站用變故障大多情況都發(fā)生在負(fù)載側(cè)，但是若非金屬短路故障或者故障電流達(dá)不到饋線開關(guān)的瞬動電流時(shí)，饋線開關(guān)有可能會慢于零序電流脫扣進(jìn)線開關(guān)或者零序電流脫扣高壓開關(guān)的時(shí)間

13、，導(dǎo)致越級跳閘故障范圍擴(kuò)大化。監(jiān)控系統(tǒng)無法判斷到底是哪個(gè)回路發(fā)生故障導(dǎo)致站用變失電，所以該項(xiàng)目在每一路饋線開關(guān)上都裝有電動操作機(jī)構(gòu)以及三相電流檢測回路。在負(fù)載發(fā)生短路故障時(shí)通過饋線監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)定時(shí)限過流保護(hù)跳閘，將故障隔離在故障點(diǎn)上；如果故障點(diǎn)因各種原因沒及時(shí)隔離，導(dǎo)致前端開關(guān)跳閘，則可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺將故障的饋線回路強(qiáng)行分閘，把故障點(diǎn)隔離后，快速恢復(fù)站用電源供電。該方法使無人值守的變電站出現(xiàn)故障時(shí)無需人員到達(dá)現(xiàn)場排除，在供電中心就可以實(shí)現(xiàn)對故障的快速排除，恢復(fù)供電，減少停電時(shí)間和維護(hù)成本。5) 消防水泵、噴淋泵因?yàn)楣β瘦^大，啟動時(shí)沖擊電流可能達(dá)到5-7倍額定電流，為了躲開此類負(fù)載的啟動電流

14、和時(shí)間，電機(jī)負(fù)載回路開關(guān)與進(jìn)線開關(guān)的極差配合保護(hù)整定值往往發(fā)生沖突，導(dǎo)致極差配合無法準(zhǔn)確設(shè)置。因此在消防水泵噴和淋泵等大功率的電機(jī)回路中配備軟啟動器，減小電機(jī)啟動電流對系統(tǒng)的沖擊，保護(hù)線路和電機(jī)安全。6) 一體化監(jiān)控系統(tǒng)，對站用電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。2、主要技術(shù)難點(diǎn)該項(xiàng)目主要難點(diǎn)在于微機(jī)備自投裝置的開發(fā)，饋線監(jiān)控裝置的開發(fā)，饋線開關(guān)、進(jìn)線開關(guān)和站用變高壓開關(guān)之間的級差配合整定。2、項(xiàng)目研究擬采用的技術(shù)路線的詳細(xì)說明項(xiàng)目在常規(guī)方案基礎(chǔ)上加裝全功能監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，對每路負(fù)載的精確監(jiān)控保護(hù)，使用與高壓微機(jī)繼電保護(hù)的方式對站用變交流電源系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)管理，保證站用交流電源系統(tǒng)的可靠性。項(xiàng)目選擇新建的110Kv

15、站進(jìn)行試點(diǎn)工作。3、需要多家單位共同承擔(dān)的項(xiàng)目，需要寫明各家的分工、職責(zé)和提供的成果；項(xiàng)目的組織方式；合作方式、知識產(chǎn)權(quán)和成果分享的初步方案廣州供電局變電管理二所對項(xiàng)目的市場調(diào)研、項(xiàng)目立項(xiàng)、方案討論驗(yàn)證、計(jì)劃周期、開發(fā)指導(dǎo)、生產(chǎn)指導(dǎo)、檢驗(yàn)監(jiān)督、驗(yàn)收試用以及應(yīng)用推廣負(fù)責(zé)，深圳市泰昂能源科技股份有限公司參與項(xiàng)目的全過程，并根據(jù)廣州供電局變電管理二所的要求開發(fā)出合格的產(chǎn)品、提供項(xiàng)目研究的整套站用電源交流屏及系統(tǒng)維護(hù)。項(xiàng)目成果由廣州供電局變電管理二所和深圳市泰昂能源科技股份有限公司共同所有，并在南網(wǎng)全面推廣。五、 預(yù)期目標(biāo)和成果形式1. 闡明項(xiàng)目研究預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；預(yù)期目標(biāo)及創(chuàng)新點(diǎn)該項(xiàng)目

16、解決站用380V交流系統(tǒng)站用電源饋線開關(guān)、進(jìn)線開關(guān)和變壓器高壓開關(guān)之間的級差配合保護(hù)問題；解決終端負(fù)載小電流短路故障的準(zhǔn)確隔離問題以及故障停電快速恢復(fù)供電問題；采用高壓繼電保護(hù)原理對站用電源進(jìn)行全部智能化監(jiān)控管理，減少維護(hù)成本，提高供電可靠性。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、提高供電可靠性。2、減少日常維護(hù)以及故障處理成本。2. 明確敘述提供研究成果的形式，包括理論研究報(bào)告、全套設(shè)計(jì)制造技術(shù)、實(shí)用裝置或軟件等；要求成果提供的形式能夠被其他研究人員掌握，使成果的使用權(quán)具有可轉(zhuǎn)移性。提供的最終成果（含最終成果形式及成果驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）最終成果形式:建設(shè)一座真正意義的智能化變電站，實(shí)現(xiàn)智能化管理，解決現(xiàn)在站用380V

17、交流系統(tǒng)存在的問題，提高供電可靠性。1 成果(級別、數(shù)量) 2 項(xiàng)目最終形成的標(biāo)準(zhǔn)（級別、數(shù)量）標(biāo)準(zhǔn)化智能變電站3 項(xiàng)目形成的論文（級別、數(shù)量、時(shí)間） 論文1篇4 項(xiàng)目形成的專利（級別、數(shù)量、時(shí)間）發(fā)明專利1份5 項(xiàng)目建設(shè)過程中的人才培養(yǎng)說明：6成果驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)六、 配套科技應(yīng)用示范項(xiàng)目落實(shí)情況無。七、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算 單位：萬元合計(jì)2014年 2015年20××年研發(fā)費(fèi)用15510550資本性支出項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)15510550預(yù)算支出科目金額（萬元）備注一、研發(fā)費(fèi)用總計(jì)55研發(fā)費(fèi)用1、人工費(fèi)152、設(shè)備費(fèi)10僅限于研發(fā)階段產(chǎn)生的設(shè)備、軟件費(fèi)用，單價(jià)不得超過30萬。(1) 購置設(shè)備費(fèi)(

18、2) 試制設(shè)備費(fèi)(3) 現(xiàn)有儀器設(shè)備使用費(fèi)(4) 軟件購置費(fèi)3、材料費(fèi)4、測試化驗(yàn)加工費(fèi)5、燃料動力費(fèi)6、差旅費(fèi)4按每次2人，每人5000元，共4次計(jì)算7、會議費(fèi)6開題、中間驗(yàn)收2次，每次1.5萬元共計(jì)3萬；鑒定費(fèi)3萬8、國際合作與交流費(fèi)9、出版印刷/文獻(xiàn)/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)510、技術(shù)培訓(xùn)費(fèi)4主辦2期大規(guī)模試運(yùn)行培訓(xùn),每次2萬元,共計(jì)411、勞務(wù)費(fèi)12、專家咨詢費(fèi)3開題、中期評審、試運(yùn)行期間召開3次會議,每次5人,每人2000元計(jì)算13、管理費(fèi)8管理費(fèi)及考慮價(jià)格因素等不可預(yù)見的相關(guān)費(fèi)用二、資本性支出總計(jì)資本性支出1、設(shè)備購置費(fèi)附表12、安裝工程費(fèi)3、其它費(fèi)用總計(jì)155其中外委費(fèi)100外協(xié)單位負(fù)責(zé)產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用40萬站用交流