新能源光伏电站电气二次设计详解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光纤电流差动保护，单套配置 ＊ 35kV线路保护
采用保护、测控一体化设备（综保装置），单套配置 ➢ 母线保护（差动） ＊ 220kV母线保护
双套配置，含失灵保护功能 ＊ 110kV母线保护
单套配置，含失灵保护功能 ＊ 35kV母线保护
录波器
2.继电保护及安全自动装置
电力 系统
电力 设备
一次 设备
生产、输送、 分配、消耗电 能的设备
二次 设备
对一次设备的 运行状态进行 监视、测量、 控制、保护的 设备
发电机 变压器 断路器 母线 输电线路 隔离开关 无功补偿装置等
监控系统 测量仪表 继电保护 安全自动装置等
2.继电保护及安全自动装置
2.1.1 变压器保护
➢ 变压器故障 ＊内部故障
1. 绕组的相间短路 2. 绕组的接地短路 3. 绕组的匝间短路 4. 铁芯烧损等 ＊外部故障 主要是套管和引出线上发生的相间短路以及接地短路。 ➢ 变压器不正常运行状态 ＊ 过电流 ＊ 过负荷 ＊ 冷却系统故障
变压器保护： ＊电量保护 ＊非电量保护
I2
I2 **
（a）复合电压启动过流保护
I1 I2
220kV及以上电压等级： 采用主备一体化设备，双套配置， 非电量保护单套配置，组3面屏。
（b）过负荷保护
➢ 非电量保护具体配置如下：
图3－2－1双绕组单相变压器纵 差动保护的原理接线图
（1）瓦斯保护，作为主变压器主保护之一，包括主变本体和有载调压开关，轻ຫໍສະໝຸດ Baidu斯动作发
信号，重瓦斯动作瞬时跳主变两侧断路器。主变压力释放保护瞬时跳主变两侧断路器。
（2）温度保护，在温度过高时动作跳主变两侧断路器，温度升高时动作于发信号。
➢ 主变告警信号：
CT、PT断线告警，变压器过负荷时告警，保护装置故障报警。
2.1.2 线路及母线保护
➢ 线路保护 ＊ 220kV线路保护
光纤电流差动保护，双套配置 ＊ 110kV线路保护
检修中心等，以便为电气设备监视和制定检修计划提供原始数据。
1.计算机监控系统
➢ 计算机监控系统基本功能
✓ 数据采集和处理 ✓ 数据库的建立与维护 ✓ 调节与控制 ✓ 报警处理 ✓ 同期 ✓ 事件顺序记录 ✓ 画面生成及显示 ✓ 在线计算及制表
✓ 远动功能 ✓ 时间同步 ✓ 人—机联系 ✓ 系统自诊断和自恢复 ✓ 与其他设备的通信接口 ✓ 运行管理 ✓ 系统自诊断和自恢复
服务器A 服务器B
操作员站
维护 工程师站
调度主站
RCS9200 RCS9698H 五防主机 远动主机
RCS-9798 保护信息子站
交换机
100M以太网
RCS-9794A 通信管理单元 对时总线
RCS-9700C 测控单元
RCS-9600C 保护测控单元
RCS-900 保护单元
IED 智能单元
外厂 保护单元
电力系统 运行状态
正常状态 不正常 状态
故障状态
✓过负荷：负荷电流>额定电流
后果：
✓频率降低：发电机有功功率不足
电能质量、设备
✓频率升高：水轮发电机突然甩负荷三相短路寿命、用户产品
✓过电压
两相短路质量下降等
✓系统振荡
事故
✓雷击、鸟兽跨接电气设备
两相短路接地 单相接地短路 85%以上
后果：
✓设备绝缘老化 ✓误操作 ✓设备制造缺陷 ✓设计安装错误
电气二次设计主要内容
➢ 计算机监控系统 ➢ 继电保护及安全自动装置 ➢ 调度自动化
➢ CT/PT配置 ➢ 控制电源系统 ➢ 收资及专业间配合 ➢ 电气二次施工卷册目录
1.计算机监控系统
➢ 计算机监控系统的概念： ✓ 将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自 动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计 算机技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设 备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以 及与调度通信等综合性的自动化功能。
3
1.计算机监控系统
➢ 计算机监控系统结构 分层分布式
在逻辑上划分为2个层次: 站控层(station level) 按变电站远景规模配置
间隔层(bay level)
按不同电压等级和电气间隔单元划分
各层次间采用高速以太网通讯
110kV及以下采用单以太网 220kV及以上采用双以太网
4
RCS-9785C GPS天文钟
➢ 计算机监控系统的主要内容：
✓ 实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全； ✓ 当发生事故时由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监
视和控制，迅速切除故障，完成事故后的恢复操作； ✓ 监视高压电气设备本身的运行； ✓ 将变电站所采集的信息传送给调度中心，必要时送给运行方式科和
2.1 继电保护
一、基本原理 利用被保护线路或故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到
一定值（整定值）时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。 1．利用短路时基本电量的突变
发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的突然变化而构成的保 护。如过电流保护、低电压保护。距离保护等 2．利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的 差别 如：纵联差动保护、相差高频保护、方向高频保护等 3. 对称分量是否出现 如：零序保护 4. 反应非电气量的保护 如：反应变压器油箱内部故障时所产生的气体而构成瓦斯保护；反应电 动机绕组的温度升高而构成过负荷或过热保护等。
短路 断线 故障
＊故障元件损坏 ＊缩短使用寿命 ＊破坏产生废品
✓维修维护不当
＊引起系统振荡
2.继电保护及安全自动装置
➢ 继电保护装置：反应电力系统中电气元件（发电机、线路、变压器、 电容器、电动机）发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸 或发出信号的一种自动装置
➢ 继电保护装置的基本任务： ⑴故障时，自动、迅速、有选择性切除故障元件，使故障元件免于继 续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行 ⑵不正常运行状态时，发出信号（跳闸或减负荷）
2.1.1 变压器保护
➢ 电气量保护具体配置如下：
（1）差动保护
配置原则：
（2）高压侧后备保护； （a）复合电压启动过流保护 （b）零序电流保护
I1 ** I1
（c）间隙零序电流、零序电压保护
I I
110kV及以下电压等级： 主保护、后备保护、非电量保护 均独立配置，组一面屏。
（d）过负荷保护
（e）变压器高压侧过流闭锁调压。 （3） 低压侧后备保护；
采用保护、测控一体化设备（综保装置），单套配置 ➢ 母线保护（差动） ＊ 220kV母线保护
双套配置，含失灵保护功能 ＊ 110kV母线保护
单套配置，含失灵保护功能 ＊ 35kV母线保护
录波器
2.继电保护及安全自动装置
电力 系统
电力 设备
一次 设备
生产、输送、 分配、消耗电 能的设备
二次 设备
对一次设备的 运行状态进行 监视、测量、 控制、保护的 设备
发电机 变压器 断路器 母线 输电线路 隔离开关 无功补偿装置等
监控系统 测量仪表 继电保护 安全自动装置等
2.继电保护及安全自动装置
2.1.1 变压器保护
➢ 变压器故障 ＊内部故障
1. 绕组的相间短路 2. 绕组的接地短路 3. 绕组的匝间短路 4. 铁芯烧损等 ＊外部故障 主要是套管和引出线上发生的相间短路以及接地短路。 ➢ 变压器不正常运行状态 ＊ 过电流 ＊ 过负荷 ＊ 冷却系统故障
变压器保护： ＊电量保护 ＊非电量保护
I2
I2 **
（a）复合电压启动过流保护
I1 I2
220kV及以上电压等级： 采用主备一体化设备，双套配置， 非电量保护单套配置，组3面屏。
（b）过负荷保护
➢ 非电量保护具体配置如下：
图3－2－1双绕组单相变压器纵 差动保护的原理接线图
（1）瓦斯保护，作为主变压器主保护之一，包括主变本体和有载调压开关，轻ຫໍສະໝຸດ Baidu斯动作发
信号，重瓦斯动作瞬时跳主变两侧断路器。主变压力释放保护瞬时跳主变两侧断路器。
（2）温度保护，在温度过高时动作跳主变两侧断路器，温度升高时动作于发信号。
➢ 主变告警信号：
CT、PT断线告警，变压器过负荷时告警，保护装置故障报警。
2.1.2 线路及母线保护
➢ 线路保护 ＊ 220kV线路保护
光纤电流差动保护，双套配置 ＊ 110kV线路保护
检修中心等，以便为电气设备监视和制定检修计划提供原始数据。
1.计算机监控系统
➢ 计算机监控系统基本功能
✓ 数据采集和处理 ✓ 数据库的建立与维护 ✓ 调节与控制 ✓ 报警处理 ✓ 同期 ✓ 事件顺序记录 ✓ 画面生成及显示 ✓ 在线计算及制表
✓ 远动功能 ✓ 时间同步 ✓ 人—机联系 ✓ 系统自诊断和自恢复 ✓ 与其他设备的通信接口 ✓ 运行管理 ✓ 系统自诊断和自恢复
服务器A 服务器B
操作员站
维护 工程师站
调度主站
RCS9200 RCS9698H 五防主机 远动主机
RCS-9798 保护信息子站
交换机
100M以太网
RCS-9794A 通信管理单元 对时总线
RCS-9700C 测控单元
RCS-9600C 保护测控单元
RCS-900 保护单元
IED 智能单元
外厂 保护单元
电力系统 运行状态
正常状态 不正常 状态
故障状态
✓过负荷：负荷电流>额定电流
后果：
✓频率降低：发电机有功功率不足
电能质量、设备
✓频率升高：水轮发电机突然甩负荷三相短路寿命、用户产品
✓过电压
两相短路质量下降等
✓系统振荡
事故
✓雷击、鸟兽跨接电气设备
两相短路接地 单相接地短路 85%以上
后果：
✓设备绝缘老化 ✓误操作 ✓设备制造缺陷 ✓设计安装错误
电气二次设计主要内容
➢ 计算机监控系统 ➢ 继电保护及安全自动装置 ➢ 调度自动化
➢ CT/PT配置 ➢ 控制电源系统 ➢ 收资及专业间配合 ➢ 电气二次施工卷册目录
1.计算机监控系统
➢ 计算机监控系统的概念： ✓ 将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自 动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计 算机技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设 备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以 及与调度通信等综合性的自动化功能。
3
1.计算机监控系统
➢ 计算机监控系统结构 分层分布式
在逻辑上划分为2个层次: 站控层(station level) 按变电站远景规模配置
间隔层(bay level)
按不同电压等级和电气间隔单元划分
各层次间采用高速以太网通讯
110kV及以下采用单以太网 220kV及以上采用双以太网
4
RCS-9785C GPS天文钟
➢ 计算机监控系统的主要内容：
✓ 实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全； ✓ 当发生事故时由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监
视和控制，迅速切除故障，完成事故后的恢复操作； ✓ 监视高压电气设备本身的运行； ✓ 将变电站所采集的信息传送给调度中心，必要时送给运行方式科和
2.1 继电保护
一、基本原理 利用被保护线路或故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到
一定值（整定值）时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。 1．利用短路时基本电量的突变
发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的突然变化而构成的保 护。如过电流保护、低电压保护。距离保护等 2．利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的 差别 如：纵联差动保护、相差高频保护、方向高频保护等 3. 对称分量是否出现 如：零序保护 4. 反应非电气量的保护 如：反应变压器油箱内部故障时所产生的气体而构成瓦斯保护；反应电 动机绕组的温度升高而构成过负荷或过热保护等。
短路 断线 故障
＊故障元件损坏 ＊缩短使用寿命 ＊破坏产生废品
✓维修维护不当
＊引起系统振荡
2.继电保护及安全自动装置
➢ 继电保护装置：反应电力系统中电气元件（发电机、线路、变压器、 电容器、电动机）发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸 或发出信号的一种自动装置
➢ 继电保护装置的基本任务： ⑴故障时，自动、迅速、有选择性切除故障元件，使故障元件免于继 续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行 ⑵不正常运行状态时，发出信号（跳闸或减负荷）
2.1.1 变压器保护
➢ 电气量保护具体配置如下：
（1）差动保护
配置原则：
（2）高压侧后备保护； （a）复合电压启动过流保护 （b）零序电流保护
I1 ** I1
（c）间隙零序电流、零序电压保护
I I
110kV及以下电压等级： 主保护、后备保护、非电量保护 均独立配置，组一面屏。
（d）过负荷保护
（e）变压器高压侧过流闭锁调压。 （3） 低压侧后备保护；