葛洲壩電廠保護及安全自動裝置介紹

1、葛洲壩電廠維護及平安自動安裝引見葛洲壩電廠維護分部.目錄1 根本概念2 主接線圖簡介3 大江廠房維護安裝4 500KV開關(guān)站維護安裝5 平安自動安裝6維護相關(guān)二次回路.一、根本概念 1 繼電維護安裝的定義 當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件如發(fā)電機、線路等或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了缺點或危及其平安運轉(zhuǎn)的事件時，發(fā)出告警信號或跳閘命令，以終止這些事件開展的成套硬件設(shè)備。維護電力元件的稱繼電維護安裝；維護電力系統(tǒng)的稱平安自動安裝。 為了維護電力運轉(zhuǎn)設(shè)備及電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，任何時候任何設(shè)備都不允許無維護形狀運轉(zhuǎn)。 2 繼電維護安裝的義務(wù) 將缺點的電力設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，使其損壞程度減少到最小，保證無缺點電力設(shè)備繼

2、續(xù)正常運轉(zhuǎn)。 反響不正常運轉(zhuǎn)形狀，發(fā)信號，在無人值班的變電所，維護可作用于減負荷或延時跳閘。 .3 對繼電維護安裝的根本要求： 選擇性：維護安裝選擇缺點元件的才干。即只切除缺點設(shè)備或線路，以保證無缺點部分正常運轉(zhuǎn)。 快速性：快速切除缺點設(shè)備或線路，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。 靈敏性：對其維護范圍內(nèi)發(fā)生缺點和不正常形狀的反響才干。 可靠性：包括平安性即不拒動和可信任性即不誤動。平安性是指應(yīng)該動作的缺點不應(yīng)拒動；可信任性是指不應(yīng)該動作的缺點不應(yīng)誤動。.二 、 主接線圖簡介 1 大江電廠主接線圖簡介 葛洲壩電廠共裝機21臺，大江電廠安裝 14臺機組，二江電廠安裝7臺機組，總?cè)萘?71.5萬千瓦，年均發(fā)電量15

3、7億千瓦時。 大江電廠為擴展單元接線方式，共4個擴展單元14臺機組。500KV開關(guān)站采用3/2接線方式，六條進線六條出線，其中4條進線由大江廠房引入，2條進線經(jīng)過聯(lián)變從二江廠房引入，1條出線葛鳳線送到武漢鳳凰山，2條出線葛雙I、葛雙II送到荊門的雙河變電站，再由姚雙線與河南的姚孟電廠銜接，1條出線葛崗線送到湖南的崗市變電站，2條出線葛換I、葛換II與換流站相連，再經(jīng)超高壓直流輸電送到上海的蘭橋換流站，與華東網(wǎng)相連。.2 3/2接線方式的特點 運轉(zhuǎn)方式靈敏多變，操作簡便； 投資大，維護任務(wù)量大，占地面積大。3 斷路器、隔刀、地刀的編號規(guī)律 廠房為8字頭，以發(fā)電機為中心 開關(guān)站為50字頭，以線路為

4、中心 與線路有關(guān)的隔刀帶6字 地刀帶7，靠母線側(cè)為7，另為17.三、大江廠房維護廠房維護安裝主要有機組維護安裝主變單元維護安裝廠用變維護安裝.1 機組維護：主要缺點類型：定子繞組相間短路，定子繞組同一相匝間短路，定子繞組接地缺點，轉(zhuǎn)子一點、兩點接地缺點，轉(zhuǎn)子回路低勵或失去勵磁電流。不正常任務(wù)形狀：過負荷，定子繞組過電流，定子繞組過電壓，三相電流不對稱，失步，過勵磁等機組維護配置情況 大江電廠機組維護安裝為能達公司消費的WYB-021型微機繼電維護安裝，包括子一系統(tǒng)、子二系統(tǒng)、管理機及出口層。.表1 8F21F機組維護配置保護配置動作后果子一系統(tǒng)縱差保護1BCJ：跳本DL、停機、滅磁、發(fā)信號 過

5、電壓 2BCJ：跳本DL 、滅磁、發(fā)信號 轉(zhuǎn)子過流 2BCJ：跳本DL 、滅磁、發(fā)信號 串并變過流 2BCJ：跳本DL 、滅磁、發(fā)信號 低壓過流 I3BCJ：跳開關(guān)站1DL、2DL、發(fā)信號 低壓過流 II4BCJ：跳本DL 、滅磁，并啟動主變保護跳整個單元、發(fā)信號 CT斷線 發(fā)信號轉(zhuǎn)子過負荷發(fā)信號 定子過負荷發(fā)信號 定子接地發(fā)信號 .保護配置動作后果子二系統(tǒng)不對稱故障 1BCJ：跳本DL、停機、滅磁、發(fā)信號失磁 2BCJ：跳本DL 、滅磁、發(fā)信號串并變過流 (2BCJ：跳本DL 、滅磁)發(fā)信號負序過流 I3BCJ：跳開關(guān)站1DL、2DL、發(fā)信號負序過流II 4BCJ：跳本DL 、滅磁，并啟動主

6、變保護跳整個單元、發(fā)信號PT斷線 發(fā)信號負序過負荷 發(fā)信號定子接地發(fā)信號出口層水機事故 2BCJ：跳本DL 、滅磁、發(fā)信號勵磁事故 2BCJ：跳本DL 、滅磁、發(fā)信號.維護的作用及原理 (1縱差維護：反響發(fā)電機線圈及其引出線的相間短路。 (2不對稱維護：用于反響定子繞組同一相或分支短路。 3失磁維護：反響發(fā)電機端丈量阻抗，作為發(fā)電機全失磁或部分失磁維護，三個判據(jù) 靜穩(wěn)阻抗判據(jù) ；無功方向判據(jù) ；變勵磁電壓判據(jù)。 4過電壓維護：用于反響發(fā)電機忽然甩掉負荷時引起定子繞組過電壓。 5低壓過流維護：用于反響發(fā)電機外部短路引起的過電流及負荷超越發(fā)電機額定容量引起的三相對稱過負荷。. 6負序過流維護：用于

7、反響外部不對稱短路或不對稱缺點引起的過電流及過負荷。 7轉(zhuǎn)子過流維護：用于反響勵磁回路缺點或強勵時間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負荷。 8串并變過流維護：用于反響勵磁用串并變發(fā)生缺點引起的過電流。.發(fā)電機縱差維護缺點分量比率制動式圖FC-1 比率制動式縱差維護原理接線 .圖FC-2 比率制動特性.圖FC-3 缺點分量比率制動特性圖.二動作邏輯發(fā)電機縱差維護采用缺點分量方式，分單相式差動和互鎖式差動相間，邏輯框圖分別如圖FC-4，圖FC-5。圖FC-4 發(fā)電機單相差動邏輯.圖FC-5 發(fā)電機相間縱差維護邏輯.闡明：1、圖FC-4 中示出C相差動內(nèi)部邏輯，A、B相內(nèi)部邏輯同虛框中C相。2、圖FC-5 中

8、A相差動、B相差動、C相差動內(nèi)部邏輯圖，同圖FC-4虛框中C相。3、詳細選擇單相式或相間式差動由維護控制字的D6位決議。當(dāng)D6=0時為單相式差動；當(dāng)D6=1時為相間差動，引薦投相間。4、CT斷線閉鎖差動由維護控制字的D0位決議，當(dāng)D0=0時，CT斷線不閉鎖差動；當(dāng)D0=1時CT斷線閉鎖差動。且只適用于單相式差動。.失磁維護動作邏輯1. 失磁維護動作判據(jù)1 由無功方向、靜穩(wěn)阻抗和PT斷線構(gòu)成，維護動作邏輯如圖 SC-6圖SC-6 失磁維護動作邏輯1.2. 失磁維護動作判據(jù)2由無功方向、靜穩(wěn)阻抗、轉(zhuǎn)子低壓和PT斷線構(gòu)成，維護動作邏輯如圖 SC-7 圖SC-7 失磁維護動作邏輯2.3 . 失磁維護動

9、作判據(jù)3由無功方向、靜穩(wěn)阻抗、轉(zhuǎn)子低壓、系統(tǒng)低壓和PT斷線構(gòu)成，維護動作邏輯如圖 SC-8圖SC-8 失磁維護動作邏輯3.2 主變維護：主要缺點類型 內(nèi)部缺點：各相繞組之間發(fā)生的相間短路，單相繞組部分線匝之間發(fā)生的匝間短路，單相繞組或引出線經(jīng)過外殼發(fā)生的單相接地缺點。 外部缺點：絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地短路，引出線之間發(fā)生的相間缺點。不正常任務(wù)形狀：外部短路或過負荷引起的過電流，油箱漏油呵斥的油面降低，變壓器中性點電壓升高，外加電壓過高或頻率降低引起的過激磁等。機組維護配置情況 第一、四單元維護安裝為能達公司消費的WYB-3C型微機變壓器維護安裝，第二、三單元維護安裝為南自廠消費的W

10、BZ-500H型微機變壓器維護安裝，詳細維護配置情況如下表2、表3。 .表3 WBZ-500H型變壓器維護配置表 保護配置 動作后果 12B保護盤14B保護盤16B保護盤18B保護盤 變壓器差動保護 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 零差差動保護（退出） 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 過流保護 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 過激磁 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 零序過電壓 發(fā)信號重瓦斯 跳八側(cè)，不啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 輕瓦斯、小電抗瓦斯、油溫升高、冷卻器故障 發(fā)信號進線保護盤 短線差動保護 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 .表2 WYB-3

11、C型變壓器維護配置表 保護配置 動作后果 8B（20B）保護盤10B保護盤 變壓器差動保護 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 復(fù)合過流 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 過激磁 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 零序過流 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 過負荷、絕緣監(jiān)視 發(fā)信號 重瓦斯 跳八側(cè)，不啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號 輕瓦斯、小電抗瓦斯、油溫升高、冷卻器故障發(fā)信號 8B、10B保護盤 八側(cè)差動保護（大差） 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號短線差動保護 跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號.維護的作用及原理 (1差動維護：采用差電流原理。構(gòu)成：比例制動

12、差動維護二次諧波制動五次諧波制動差速斷，反響變壓器繞組和引出線的多相短路，大接地電流電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線接地短路以及繞組匝間短路。 為了防止由于各個電流互感器的飽和特性和勵磁電流不同及其他緣由引起不平衡電流呵斥維護誤動而設(shè)置比例制動。 在變壓器空載投入或外部短路缺點切除后，電壓恢復(fù)過程中，變壓器一側(cè)會產(chǎn)生激磁電流，此電流二次諧波分量含量多，此時設(shè)置二次諧波制動以防維護誤動。 由于發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的誤操作或失調(diào)，或電力系統(tǒng)的不正常運轉(zhuǎn)，激磁電流中五次諧波電流分量很大，所以取五次諧波制動以防維護誤動。 對于大型變壓器，為防止在較高的短路程度時，由于電流互感器飽和時高次諧波量添加，產(chǎn)生極大的制動力矩而使

13、差動元件拒動，設(shè)置差速斷快速動作。 .復(fù)合過流：由一個負序電壓繼電器和一個接在相間電壓上的低電壓繼電器共同組成的電壓復(fù)合元件，兩個繼電器只需一個動作，同時過電流繼電器也動作，安裝即啟動。過激磁：大型變壓器的額定任務(wù)磁密和它的飽和任務(wù)磁密相差不大，據(jù)B=KU/f，當(dāng)U/f添加時，任務(wù)磁密B添加，當(dāng)鐵心飽和后，勵磁電流急劇增大，呵斥變壓器過激磁，此時應(yīng)裝設(shè)過激磁維護。重瓦斯：變壓器的主要維護，能有效反響變壓器內(nèi)部缺點 .3 廠用變維護：差動、速斷、過流、過激磁、瓦斯維護等.四、500KV開關(guān)站維護安裝 500KV開關(guān)站維護安裝主要有線路維護母線維護斷路器維護聯(lián)變維護電抗器維護.1 500KV繼電維

14、護配置原那么雙重化 雙重化必需滿足： 任務(wù)電源獨立 出口回路獨立 丈量回路獨立 高頻通道獨立. 斷路器一體化維護由北京四方公司的 CSC-121A+CSC-123A組成. CSC-121A為數(shù)字綜合重合閘及斷路器輔助維護安裝, 主要適用與220KV及以上電壓等級的一個半斷路器接線方式.安裝包括綜合重合閘、失靈維護、死區(qū)維護、三相不一致維護等功能元件。 CSC123A為數(shù)字式短引線維護安裝。當(dāng)一串?dāng)嗦菲髦幸粭l線路停用，那么該線路側(cè)的隔分開關(guān)將斷開，此時線路主維護停用，沒有快速維護切除缺點，為此設(shè)置了短引線縱聯(lián)差動維護。由隔分開關(guān)的輔助觸點控制，在隔分開關(guān)合上時短引線維護停用。 南京南瑞的RCS-

15、922、美國SEL的SEL551也為短引線維護安裝。. RCS-925為過壓遠跳維護安裝。500kV的長線路主要聯(lián)接電廠到遠方的系統(tǒng)，送出大量的電力。當(dāng)系一致側(cè)的斷路器因故斷開以后，電廠側(cè)的母線電壓將由于線路的電容效應(yīng)而升高，有能夠超越1.3倍的最高運轉(zhuǎn)電壓，嚴(yán)重考驗設(shè)備的電壓耐受程度和電力設(shè)備絕緣程度。此時假設(shè)電廠側(cè)斷路器跳閘，將使斷路器在超越要求的條件下切斷線路，后果難以預(yù)料。電廠側(cè)電壓升高隨著水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速飛升，相對繼電維護快速動作來說是一個緩慢過程。所以當(dāng)線路受端側(cè)斷路器斷開的同時，發(fā)出遙切命令將電廠側(cè)線路隨即斷開，此時機組尚處于額定轉(zhuǎn)速，電壓也在允許條件下。美國SEL的SEL351

16、-7也能實現(xiàn)過壓遠跳功能。.2 線路維護的配置 線路序號盤號型號名稱葛鳳線套29PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351) 高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）套30PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）葛雙回套39PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351）高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）套40PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）葛雙回套47P(36P)SEL-321(RCS-922、RCS-925)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）套49PRCS-901(包

17、含RCS-922、RCS-925)高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）.線路序號盤號型號名稱葛崗線套56P(37P)REL-521(RCS-922、RCS-925) 高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）套57PRCS-901(包含RCS-922、RCS-925)高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）葛換 回套64PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護（短引線、過壓遠跳）套74PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護（短引線、過壓遠跳）葛換回套66PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護（短引線、過壓遠跳）

18、套75PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護（短引線、過壓遠跳）.3 微機線路維護的引見RCS-901A型為例 RCS-901A包括以縱聯(lián)變化量方向和零序方向元件為主體的快速主維護，由工頻變化量間隔元件構(gòu)成的快速段維護，有三段式相間和接地間隔及二個延時段零序方向過流作為后備的全套后備維護。軟件 圖4 維護程序構(gòu)造框圖. 主程序按固定的采樣周期接受采樣中斷進入采樣程序，在采樣程序中進展模擬量采集與濾波，開關(guān)量的采集、安裝硬件自檢、交流電流斷線和起動判據(jù)的計算，根據(jù)能否滿足起動條件而進入正常運轉(zhuǎn)程序或缺點計算程序。硬件自檢內(nèi)容包括RAM、E2PROM、跳閘出口三極管

19、等。 正常運轉(zhuǎn)程序中進展采樣值自動零漂調(diào)整、及運轉(zhuǎn)形狀檢查，運轉(zhuǎn)形狀檢查包括交流電壓斷線、檢查開關(guān)位置形狀、變化量制動電壓構(gòu)成、重合閘充電、通道檢查、預(yù)備手合判別等。不正常時發(fā)告警信號，信號分兩種，一種是運轉(zhuǎn)異常告警，這時不閉鎖安裝，提示運轉(zhuǎn)人員進展相應(yīng)處置；另一種為閉鎖告警信號，告警同時將安裝閉鎖，維護退出。 缺點計算程序中進展各種維護的算法計算，跳閘邏輯判別以及事件報告、缺點報告及波形的整理。.硬件 圖5 硬件模塊圖. 微機維護硬件系統(tǒng)通常包括五個部分 數(shù)據(jù)處置單元，主要指數(shù)字信號處置器DSP； 數(shù)據(jù)采集單元，包括低通濾波、A/D變換器等 數(shù)字量輸入輸出接口，包括外部開入接口、光隔插件、出

20、口跳閘插件、信號插件等 通訊接口，包括通訊插件、人機對話模塊、打印等 電源插件.維護原理簡介 工頻變化量間隔繼電器 電力系統(tǒng)發(fā)生短路缺點時，其短路電流、電壓可分解為缺點前負荷形狀的電流電壓分量和缺點分量， 工頻變化量間隔繼電器丈量任務(wù)電壓的工頻變化量的幅值，其動作方程為： U Z 對相間缺點： U OP =U I Z ZD = AB, BC,CA 對接地缺點： U OP =U ( I + K 3 I 0 ) Z ZD = A, B,C Z ZD為整定阻抗，普通取0.80.85 倍線路阻抗； U Z為動作門坎，取缺點前任務(wù)電壓的記憶量。. 為維護區(qū)內(nèi)外各點金屬性短路時的電壓分布，設(shè)故障前系統(tǒng)各點

21、電壓一致，即各缺點點缺點前電壓為U Z . 區(qū)內(nèi)缺點時，可見，U OP E F1 ，繼電器動作。 反方向缺點時，可見，U OP E F 2 ，繼電器不動作。 區(qū)外缺點時，可見，U OP E F 3 ，繼電器不動作。.工頻變化量方向繼電器 RCS-901A由工頻變化量方向和零序功率方向繼電器,經(jīng)通道交換信號構(gòu)成全線路快速跳閘的方向維護。變化量方向繼電器丈量電壓、電流缺點分量的相位，當(dāng)丈量相角反相位時動作。 其正方向元件丈量相角為 其反方向元件丈量相角為 其中 為電壓、電流變化量的正負序綜合分量，無零序分量； 為模擬阻抗； 為補償阻抗。 . 當(dāng)正方向缺點時，如圖，并假設(shè)系統(tǒng)的負序阻抗等于正序阻抗，

22、將工頻變化量電壓電流分解為對稱分量，那么 正方向經(jīng)過渡電阻缺點計算圖 其中M為轉(zhuǎn)換因子，根據(jù)不同的缺點類型，安裝可選擇不同的轉(zhuǎn)換因子，以提高靈敏度。 設(shè)系統(tǒng)阻抗角與 的阻抗角一致，那么正方向元件丈量相角為 反方向元件丈量相角為 可見，正方向缺點時，正方向元件可靠動作，反方向元件可靠不動。. 反方向缺點時，如圖， 為線路至對側(cè)系統(tǒng)的正序阻抗，將電壓電流分解為對稱分量有： 圖 反方向缺點計算用圖 設(shè)系統(tǒng)阻抗角與 的阻抗角一致，那么正方向元件丈量相角為 反方向元件丈量相角為 可見，正方向缺點時，正方向元件可靠動作，反方向元件可靠不動. 1. 運用范圍 RCS931系列安裝為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線

23、路成套快速維護安裝，可用作220KV及以上電壓等級輸電線路的主維護及后備維護。 2. 維護配置 RCS931系列維護包括以分相電流差動和零序電流差動為主體的快速主維護，由工頻變化量間隔元件構(gòu)成的快速I段維護，由三段式相間和接地間隔及多個零序方向過流構(gòu)成的全套后備維護，RCS931系列維護有分相出口，配有自動重合閘功能，對單或雙母線接線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合 重合閘。. 3.維護程序構(gòu)造 維護程序構(gòu)造框圖如下圖主程序采樣程序缺點計算程序正常運轉(zhuǎn)程序起動？NY.通訊插件COM.繼電器出口1插件OUT1本插件提供輸出空接點，如以下圖所示.4 母線維護的配置 母線維護主要元件： 電流差動

24、失靈維護 CT斷線母線序號盤號廠家及型號名稱母 86P 深圳南瑞 BP-2B型母線保護 87P 南京南瑞 RCS-915E型母線保護 母 88P 深圳南瑞 BP-2B型母線保護89P 南京南瑞 RCS-915E型母線保護 .5 斷路器維護的配置斷路器維護主要元件： 失靈 三相不一致 死區(qū) 充電 重合閘斷路器廠家及型號名稱1DL 2DL3DL四方公司 CSI123進線短引線保護 四方公司 CSI121A 數(shù)字式綜合重合閘裝置 四方公司 FCX-22J 分相操作箱 四方公司 CSFU-104選控及信號擴展 .五 平安自動安裝葛洲壩大江電廠決策機與雙河變、葛洲壩大江電廠執(zhí)行機經(jīng)過光纖通訊組成穩(wěn)控系統(tǒng)。葛洲壩大江電廠決策機按雙套配置組成，雙柜并列運轉(zhuǎn)。葛洲壩大江電廠執(zhí)行機按雙套配置組成，雙柜