pst变压器保护培训资料(5)

2019-04-15 11:04

① 高压侧零序过流保护(零序电流取高压母线侧自产零序电流),设两段。零序方向过流保护:方向指向变压器,一个时限跳本侧开关。

零序过流保护:第一个时限跳本侧开关;第二个时限跳主变各侧开关。 ② 高压侧零序过压保护

零序过压保护:第一个时限跳本侧开关;第二个时限跳主变各侧开关。 ③ 高压侧中性点间隙过流保护(电流取高压侧中性点间隙零序电流) 中性点间隙零序过流保护:一个时限跳主变各侧开关。 变压器为自耦变,本保护为公共绕组零序过流保护; 变压器为三圈变,本保护为中性点间隙过流保护。

④ 中压侧零序过流保护(零序电流取中压侧自产零序电流),设两段。

零序方向过流保护:方向指向中压侧母线,第一个时限跳本侧母联; 第二个时限跳本侧开关。

零序过流保护:第一个时限跳本侧开关;第二个时限跳主变各侧开关。 ⑤ 中压侧零序过压保护

零序过压保护:第一个时限跳本侧开关;第二个时限跳主变各侧开关。 ⑥ 中压侧间隙零序过流保护(电流取中压侧中性点间隙零序电流) 中性点间隙零序过流保护:一个时限跳主变各侧开关。

(3) 过负荷及异常保护

① 过负荷信号。

高、中、低压侧和公共绕组(针对自耦变)均设过负荷信号。

② 起动风冷。

高、中侧均设起动风冷。 ③ 过载闭锁调压。

高、中侧均设过载闭锁调压。

(4)220kV侧非全相保护与变压器失灵电流起动

① 非全相保护:应经断路器辅接点闭锁的零序电流I段,第一时限跳220kV侧开关;第二个时限跳主变各侧开关。 ② 变压器失灵电流起动。

? 数字式变压器保护的发展方向

1、 2、 3、 4、 5、 6、

加强主保护,简化后备保护 保护装置的一体化 信息网络化 故障分析技术

自适应技术、智能技术和数字技术的发展 新型互感器的应用

? 数字化变电站(光电式电流、电压互感器)

数字化变电站系统包括断路器的智能化、测量系统的数字化、变压器在线检测实时化,变电站综自系统等;其核心问题为一次系统的数字化,即断路器的智能化、测量系统

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的数字化。智能断路器在国外已有较多的应用,主要在现有的断路器上融合隔离刀闸功能和断路器测控功能;利用光纤或其他介质,通过通信方式控制断路器,传送断路器的各种信息。测量系统的数字化主要为电流电压互感器的数字化。光电式电流电压互感器为其中的主要发展方向。下面主要介绍光电式电流电压互感器的原理和应用,以及应用对电力系统现有保护带来的影响。 一、目的和意义

现在我国电力系统中采用的电流电压互感器基本为传统的电磁感应式或电容分压式,输出模拟电流信号和模拟电压信号。传统电流电压互感器存在内部绝缘结构复杂、精度受二次负载影响、易受电磁干扰和二次电缆昂贵等问题。

光电互感器指输出为小电压模拟信号或数字信号的电流电压互感器。由于模拟输出的光电互感器仍存在传统互感器的一些固有缺点,现在发展的高电压等级用光电互感器器般都用光纤输出数字信号(以下的光电互感器均指此类光电互感器)。光电互感器有绝缘结构简单、精度不受负载影响、无饱和、二次设备不产生附加误差和不易受电磁干扰等优点,而且信号输出采用比电缆廉价的光缆降低了综合成本。

由于光电互感器的诸多优点,光电互感器取代传统互感器将只是一个时间问题。国际上,光电互感器已逐步成熟,正已越来越快的速度推广运用。其中ABB、西门子等公司生产的光电互感器已有十几年的成功运行业绩。采用光电互感器的数字化变电站在欧洲也已经投入运行。我国光电互感器的研制和运用相对比较落后,仅有为数不多的变电站使用了一些进口的光电互感器。国内有二十余家企业和高校涉足了光电互感器的开发,经过多年的努力,已有多套设备在现场试运行。

光电互感器可分为两种型式。一种是用磁光效应和电光效应直接将电流电压传变为光信号,一般称无源式;另一种是用电磁感应或分压原理将电流电压信号转变为小电压信号,再将小电压信号转换为光信号传输给二次设备,一般称有源式。无源式由于存在稳定性和可生产性较差、电子回路复杂等问题,现在主要处在实验室阶段,推广运用还有待时日。有源式的难点是提供高压端需要工作电源,但随着激光供能和高压取能技术的突破,已得到根本上的解决。

我国在有源式光电互感器的研究已走在无源式的前面,有的产品已在在多个变电站试运行近一年的经验,运行情况良好,可满足保护和计量的要求,并通过了部级鉴定,达到国际先进水平。

同时国内的二次设备制造商开发了可与光电互感器直接接口的数字接口继电保护装置、数字接口电能表等二次设备,为光电互感器的实际使用提供了基础。

光电互感器在变电站应用的具体问题,包括光电互感器的运行维护、数字接口二次设备的运行维护、传统二次设备与光电互感器的接口、光电互感器对保护性能的影响、计量系统的精度评估等内容。一方面研究光电互感器与数字接口二次设备配套使用的应用问题,另一方面研究数字式互感器与传统二次设备配套使用的问题。由于国际上得到长期运行考验的的光电互感器基本上采用有源式,而且国内尚没有通过鉴定的无源式电流电压互感器。

光电互感器包括组合式光电互感器、光电电流互感器和光电电压互感器。其中组合式光电互感器同时具有电流互感器和电压互感器的功能。

采用光电互感器后,变电站将有以下的效益:

1. 用光缆取代信号电缆,降低变电站投资,而且无电磁兼容问题; 2. 光电互感器绝缘结构简单,可采用干式绝缘,减少维护工作量; 3. 电流互感器无饱和现象,大大提高各种差动保护的性能。 4. 二次设备不产生附加误差,提高了保护和计量的精度。

可见使用光电互感器可降低变电站的综合成本,提高运行水平,有重大的实际意义。 二、国内外研究水平综述

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早在本世纪50年代,国际上几个著名的公司如霍尼韦尔、ABB、SIMENS、ALSTOM等公司开始光电互感器的研究,当时研究方向主要是应用法拉第磁光效应原理和POCKELS电光效应原理,直到80年代末没有突破全环境下0.2级精度要求。

随着激光技术和光电池技术的成熟,80年代开始转向研究用激光供能,电信号就地转换,用光纤输出的模式。90年代初取得成功,92年ABB公司的产品在巴西的主干网上投入运行,至今运行良好。其他公司也相继研制成功。

国内在光电互感器上的研究也有数十年历史,积累了许多成果。在无源式光电互感器上投入的时间和力量均很大,同样由于上述技术原因未能推广运用。近年来许多研究单位已将研究重点转向有源式光电互感器,迅速取得了突破。

我国的各电力公司今年来也开始关注光电互感器的发展,其中江苏电力公司、南方电力公司、三峡电厂等已采用了若干套光电互感器,有的已运行了数年。这几个地方均采用的是ABB和西门子公司提供的光电互感器和已之配套的二次设备,没有不同厂家的光电互感器与二次设备接口先例,也没有光电互感器与传统二次设备接口的先例。

现在国内各电力公司已加快了光电互感器应用研究的步伐,天津电力公司、江苏电力公司等都提出了建立数字化变电站示范站的计划,并将在一两年内实施。由于无源式光电互感器尚不成熟,各电力公司都以有源式光电互感器应用为当前研究的方向。

三、项目的理论和实践依据

组合式光电互感器的原理框图如图1。采集器将测量用电流传感器、保护用电流传感器和电压传感器输出的模拟信号转换为数字信号,用光纤传输给合并器。合并器合并多个采集器传来的数据,按IEC61850-9传输给若干二次设备。光电电流互感器的框图与图1相似,只是没有电压传感器部分。光电电压互感器的框图与图1相似,只是没有电流传感器部分。

测量用电流传感器保护用电流传感器一次电流电压传感器 至其它传感头 采集器激光电源、同步信号采样数据??数据输出电源传感头合并器时钟输入(如果需要)图1 组合式光电互感器的原理框

合并器按IEC61850-9的规定的格式用光纤以太网向二次设备传输信息。如果使用支持IEC61850-9接口的二次设备,可简单实现互感器与二次设备间的接口。然而现在广泛使用的二次设备均不具备IEC61850-9接口,

目前广泛应用的是电磁式互感器,给二次设备提供的是模拟信号,对于具备IEC61850-9数字接口的二次设备,同样存在着接口上的障碍。

为此,我们扩展合并器数据采集功能。除了接收光电互感器采集器单元通过光纤提供

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??的数字信号外,合并器同时可进行数模转换。电磁式互感器输出的电流(电压)信号,通过合并器进行模数转换后,并以IEC61850-9标准格式发送到二次设备。这样,达到电磁式互感器和光电互感器混合应用的目的,光电互感器投入使用的同时,保留部分可仍可使用的电磁式互感器,节省改造投资。

研究具有IEC61850-9接口的数字式自动化装置。

采用组合式光电互感器(同时含有电流电压的互感器),改变接线方式,改造备投,取消PT并列等。

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