500kV变电站一次二次设备介绍(电力系统新手必课件.ppt

1、一、一、500500kVkV变电站一次变电站一次接线介绍：接线介绍：1、一个半开关的接线老站或发电厂：由于当时电网联络薄弱的缘故和强调输电的可靠性，装配线刀，并配置双套短线保护（正常运行时短线保护停用或放信号位置），当线路或主变停役时，要求合环运行，有增强联络的意义。（瓶窑站、兰亭站、秦山核电站）。新站：由于500kV电网已较以前有很大的发展，网络联络大大加强，特别是上海地区500kV系统已实现了双环网，不再装配线刀，不配置短线保护，线路或主变停役时，不要求合环运行。（天一站、乔司站、台南站、河姆站）。2、各站500kV电流互感器的配置情况南桥站：由于是支柱式开关，故配有四组独立CT，存在二处

2、保护“死区”；南桥站：落地箱式开关，套管流变，一个完整串，六组CT，不存在保护“死区”；天一站：尽管仍然是支柱式开关，却仅配三组独立CT，存在三处保护“死区”。（本站也相同）3、近期的一般500kV变电站线路保护的电压、电流回路：500kV一个半开关的主接线，线路所有的电流量保护均为和电流接线。4、近期的一般500kV变电站主变保护的电压、电流回路：（强调和电流接线的特点）。 5、闸刀可切断母线环流（三串及以上）6、线路采用三相CVT，母线采用单相CVT。线路三相CVT的第一组副边线圈：线路第一主保护或后备保护；线路三相CVT的第二组副边线圈：线路第二主保护或后备保护；线路三相CVT的第三组副

3、边线圈（开口三角形次级）：线路二套零序方向电流保护的零序电压及同期回路。7、线路等元件停、复役时应注意的几个地方：边开关由热备用改冷备用时无“先线刀，后母刀”的规定；在开关停役，需要投退流变端子时，强调“先退后短”的顺序，或暂时退出相应的保护；线路停役时，总调一般先对中开关发令，而后再对边开关发令，复役时相反；注意保护“死区”故障（开关与CT之间）；注意交叉区故障（“U”型布置）；要注意停用“远方跳闸”的操作。 8、任一母线或开关故障、异常均不影响出线运行。9、线路保护基本采用允许式，各类保护对CT有要求，为减少暂态过程的影响，提高测量精度，线路保护采用TPY级次级（带小气隙剩磁较小）。母线保

4、护要求外部故障不受CT饱和的影响，内部故障动作快，可接用P级次级。断路器失灵保护对其动作安全性要求较高，故障切除后要求电流元件快速返回，因此接用P级次级。10、线路保护与母线保护没有直接的配合关系，它们均与重合闸及开关失灵有相互配合关系。 二、二、220kV220kV主接线（双母线）的特点：主接线（双母线）的特点： 1、存在倒母线操作，有热倒操作、冷倒操作之分。当母线故障或发生母线压变无法与母线可靠隔离的故障（如一次闸刀损坏）时应采取冷倒方式，尽快隔离故障，恢复运行；当母线需按时大小修或方式有要求时，应采取热倒方式操作，可不中断输电。当线路的两把母刀同时合于母线上时，称之为互联或内联。2、采用

5、母线三相PT（CVT），线路采用单相（CVT）。3、线路开关由热备用转冷备用时，强调“先线刀，后母刀”的操作顺序。4、运行方式为：母联开关、分段开关合上，所有设备运行，旁路开关为充电状态或热备用状态。 三、三、35kV35kV接线的特点：接线的特点：1、单母线（无专门的母线保护，主变低压过流作为其保护，且双重化）2、低抗开关接于低抗之上，则低抗有热备用状态；3、低抗开关接于低抗之下，则低抗有充电状态。4、低抗的投或切的结果，不仅影响500KV母线的电压而且影响35KV母线的本身电压。5、低压电容器组的作用不可忽视。 思考题：1、结合本站的具体接线谈谈500kV主接线的特点。2、220kV主接线

6、（双母线）在进行哪些操作时可进行热倒操作，哪些必须进行冷倒操作？3、35kV的单母线接线各有什么特点？4、结合本站具体情况画出线路保护或主变保护电压、电流回路图。5、500kV线路停役时，为什么要先停中间开关，再停母线侧开关？ 以瑞典ABB公司的集成元件型和近期使用较多的RET521微机器保护为例。一、一、 电气量保护电气量保护1、大差动保护（三点差、比率制动型电流差动） 利用差动原理，构成其保护范围变压器油箱内的故障，变压器绝缘套管及引出线上的故障，是变压器的主保护之一。本保护不反映线圈匝间短路，本保护动作跳三侧。早期为RADSB型的（集成电路的、含大差动和电流速断）近期为RET521型的（

7、微机保护含大差动和电流速断、低压过流、过励磁） 2、高阻抗差动保护（二点差、与大差动保护配套使用）RADHA 作为变压器的差动双重化保护，只能保护变压器的高、中压侧引线、套管或油箱内的故障，不反映匝间短路，结构简单，可靠性高，由于目前站内主变为自耦变，故高、中压绕组有直接电的联系，因此高、中压各侧选择CT变比是必须相同的，据此，高阻抗差动在整定上不需要躲过励磁涌流，本保护动作跳三侧。高阻抗差动特点是阻抗大。（R=5k）高阻抗差动用于自耦变时的基本接线a. 在主变外部故障时，不致因流变的饱和而误动作；b. 在主变内部故障时，能在流变饱和前抢先动作。3、距离保护作用：延时动作，高、中压侧相对地，相

8、间接地故障时起后备保护作用；也可作为母线保护的后备。a. 阻抗一段不用；b. 阻抗二段为方向阻抗继电器构成；c. 阻抗三段为全阻抗继电器构成。 RAKZB(REL511)保护的基本原理等同于线路的距离保护，保护方向指向变压器，通过切换，可以反映相间和接地故障。本保护为变压器故障的后备保护，并对母线故障起后备保护作用。母线的后备，由本侧距离保护的偏移部分来实现。距离保护作为变压器故障的后备保护时500kV侧距离保护或是220kV侧距离保护动作时间都取2秒；（考虑到灵敏度）。如主变距离保护利用其反向偏移部分来作为母差保护的后备时，动作时间要作调整，当220kV母差保护停用时，220kV侧距离保护时

9、间定值改取1秒；当5000kV母差保护停用时，500kV侧距离保护时间定值改取1秒。本保护伸不到主变压器的低压侧。 REL511保护具有以下特点：三个分相的阻抗测量元件，即反映相间阻抗有可反映接地阻抗。用工作电压与平衡电压比较的方法判别PT是否断线是否要闭锁本保护。REL511新版本：判断不对称断线，3U020%Ue；3I080%Ue；di(突变量)10%Ie电流回路为固定接线，不作任何切换，本相阻抗元件即通过本相电流。 500kV、200kV侧各装有一套，早期集成型的（RAKZB），近期为微机型的REL511，其人机对话窗口中反映的故障信息包括差动和本体故障信息。本保护动作跳三侧。压变二次断

10、线造成主变距离保护动作的事件时有发生，建议在压变操作时首先退出距离保护的出口压板。4、过励磁保护作用：电压突然升高（大量切除负荷）或频率下降，主变过励磁运行，导致铁芯绕组发热，绝缘损坏。其低定值延时动作于信号，高定值延时动作于跳闸。5、中性点零序过流保护作用：延时动作，补偿大差动保护的灵敏度，作为变压器接地故障的近后备和外部接地故障的远后备保护，装设在主变中性点套管CT上。本保护动作跳三侧。6、过负荷保护有500kV过负荷、公共绕组过负荷。动作于信号。7、低压侧过流保护作为35kV母线相间故障的主保护，一般取二个时间段（有低压开关的情况下）8、中性点电压偏移保护低压侧一点接地时的监视作用，动作

11、于信号。9、短线保护10、开关失灵保护二、二、 非电气量保护非电气量保护1、瓦斯保护，轻、重瓦斯（主绕组、调压绕组各有一套）2、压力释放（主绕组、调压绕组各有一套）3、冷却器全停4、油位越限5、油温过高三、三、 大差动保护基本工作原理介绍大差动保护基本工作原理介绍1、用于自耦变的大差动保护的基本接线正常运行时，主变三侧负荷的平衡情况辅助流变的作用（例如，某站用于大差动保护的原始CT变比为：高压侧3000/1A；中压侧2500/1A；低压侧6000/1A，那么辅助流变的变比对应为0.45/1，0.45/1，1.3/1，2.0/1）几个绕组的作用a.可变百分比率制动绕组的作用b.二次谐波制动绕组的

12、作用（间断角制动作用）c.五次谐波制动绕组的作用d.差动主绕组的作用2、可变百分比率制动绕组的基本工作原理3、二次谐波制动绕组（间断角制动）的基本工作原理；五次谐波制动绕组的基本工作原理4、用方框图表示大差动保护的工作原理（见附图）5、大差动保护的动作信号灯及掉牌信号R、S、T（各为小黄灯）Id （小红灯）Op （小红灯）一块掉牌信号（手动复归，不分相）6、本保护在运行操作中应注意的几点：本保护为和电流接线，在某一开关停役且需退出流变端子时应注意“先退后短”的顺序，或停用相应保护。本保护动作跳三侧后，对应的开关跳闸线圈一直励磁（采用双位置继电器），只有出口自保持复归后，高压侧开关才能合环运行。

13、200kV旁路开关代主变220kV侧开关的操作原则：a.旁路开关代主变开关时，大差动保护必须投入；高阻抗差动和失灵电流回路投至旁路开关流变。b.保护的电流回路要切换到旁路CT二次回路，所以必须先将大差动保护停下，待电流回路切换完毕后，再投入大差动保护。C.保护的跳闸回路须从主变开关切到旁路开关。四、四、 高阻抗差动保护基本工作原理介绍高阻抗差动保护基本工作原理介绍1、高阻抗差动用在自耦变时的简化接线CT变比为：高压侧2500/1A，2500/1A；中压侧2500/1A；中性点处2500/1A试分析主变高阻抗差动保护为何不必考虑躲过励磁涌流的原因 2、几种情况分析外部故障，CT不饱和：因为CT没

14、有饱和，存在I2=I1+I3的关系，故此时没有故障电流流入高阻抗差动继电器，保护不动作（也可用叠加原理分析）外部故障，CT2完全饱和：在CT2完全饱和的情况下，简化接线为：完全饱和后CT2的等效为一个小阻抗ZB=RL+R2+jX2，由于取绝对值|ZB|（I1+I3）|ZB|就可以使此时高阻抗继电器不动作。内部故障：很显然，此时保护可靠动作。内部故障时，CT有时也会饱和，但保护能在CT饱和前抢先动作。（利用负载的CT其二次侧等效一个大电抗，电流不能突变）5、距离保护、过激磁保护、过负荷保护介绍一、 500kV母线配置REB103型母差保护，其差动继电器回路由以下主要元件组成：a、差动回路变流器T

15、md ；b、SR起动继电器（作为启动元件或闭锁元件）；c、DR动作继电器（动作电压UDZ制动电压US时，DR带电）；SR与DR的接点串接至出口，只有SR、DR均有电时，保护才能出口动作，这样可避免任一个继电器误动引起跳闸；d、AR断线继电器（经5s延时闭锁保护出口，并发告警信号）；e、制动电阻RS1+ RS2(建立制动电压)；f、动作电阻RDZ建立动作电压。中间变流器Tmo与可变电阻及稳压二极管构成限压保护回路。1、母线正常运行或外部故障CT未饱和时，流入母线的电流等于流出母线的电流，USUDZ，则流过DR和SR的电流均为0，故不动作。2、外部故障CT饱和（设A3线路故障，CT3深度饱和），由

16、于E3IA3，此时虽然SR有电流流过，但由于Tmd变流器变比的缘故，仍能保持USUDZ，则DR不带电，保护不动。3、内部故障，全部电流流经Tmd变流器的一次侧，在二次侧产生IDZ=NAId1的电流，确保UDZUS，则SR和DR均有电流流过，保护可靠动作。由于本保护的整组动作为510ms，加之DR和SR均为高速干簧继电器动作时间为1-3 ms，故在母线内部故障时能抢在流变饱和之前动作。二、BP2B母线差动保护1、主要特点：快速、高灵敏复式复式（复式：当区内故障时，在制动回路中增加工作电流，使得区内故障时无制动作用）比率差动保护，动作时间12ms自适应饱和检测器，有极强的抗饱和能力允许CT变比、型

17、号不一致D1=Iop.min(第一判据)K rD2(第二判据)和电流突变量判据，当任一相的和电流突变量大于突变量门坎时，该相起动元件动作。其表达式为：irIdset制动系数D2的整定（实质上是灵敏性和可靠性的平衡），一般而言D2可以小一些，这样灵敏度会高一些，但势必影响保护的可靠性，如果将D2选择较大的整定值，虽然牺牲了一部分灵敏度，但可以获得较好的保护动作的可靠性BP2B差动保护动作逻辑框图说明：增加小差故障分量复式比率差动，以提高灵敏度。全波饱和检测，该检测器可判别区内故障情况下和区外故障情况下CT发生饱和情况故障分量差电流元件与故障分量和电流元件的动作时序，可准确检测出饱和发生时刻差动元

18、件该不该动（区外故障时故障分量差电流元件与故障分量和电流元件是不同步的，而区内故障时是同步的，所以也称同步识别器）。“互联”时发生内部故障，大差元件动作和I母或II母复合电压闭锁开放，全波饱和检测同步识别满足条件，故跳I、II母所有开关。（为防止辅助接点接触不好，增加互连压板。倒母线操作前投入，结束后退出该压板。）大差继电器的工作原理、作用：启动元件；小差继电器的工作原理、作用：选择元件。附加考虑：区外故障，CT铁芯磁通饱和；区内故障，CT铁芯磁通饱和通过判别差动元件动作和启动元件动作发生是否同步来识别饱和情况（全波饱和检测器）；当为双母线当接线时，CT断线，差动误动采用复合电压闭锁装置；“互

19、联”时刻发生故障增加程序支路；各支路CT变比不匹配，型号不统一，产生不平衡电流，易误动，怎么办？通过程序给出计算变比，使变比匹配，而不采用加装中间变流器的作法。对一个半开关的接线不设置复合电压闭锁功能的。母差保护在运行中要注意的地方：保护屏面介绍差动动作 差动开放差动动作 差动开放差动动作 差动开放失灵动作 失灵开放失灵动作 失灵开放失灵动作 失灵开放液晶有侧面列红色指示灯，分别为出口信号灯和告警信号灯，主界面分上、下两个窗口上窗口显示模拟主接线图下窗口显示装置状态信息，包括差动保护投退，失灵保护投退，充电和过流保护投退，自检结果和定值组别，差流和电压值（当保护动作时，相应指示灯亮，开关变位，下窗口显示动作信息）