110kV变电站典型设计二次部分

110kV变电站典型设计二次部分

一、系统继电保护技术原则

1. 线路保护

1.１配置原则

（1）每回110kV线路的电源侧变电站一般宜配置一套线路保护装置，负荷侧变电站可以不配。保护应包括完整的三段相间和接地距离、四段零序方向过流保护。

（2）每回110kV环网线及电厂并网线、长度低于10km短线路宜配置一套纵联保护。（3）三相一次重合闸随线路保护装置配置，重合闸可实现“三重”和停用方式。

1.２技术要求

（1）线路保护应适用于系统一次特性和电气主接线的要求。

（2）线路两侧纵联保护配置与选型应相互对应，若两侧二次电流相同，主保护的软件版本应完全一致。

（3）被保护线路在空载、轻载、满载的条件下，发生金属性和非金属性各种故障，线路保护应正确动作。外部故障切除，外部故障转换，故障切除瞬间功率倒向及系统操作等情况下，保护不应误动作。

（4）在本线路发生振荡时保护不应该误动作，振荡过程中再故障时，应保证可靠切除故障。（5）主保护整组动作时间不大于20ms（部包括通道传输时间）；返回时间不大于30ms（从故障切除到保护出口接点返回）。

（6）在带偏移特性保护段反向出口时应能正确动作，不带偏移特性保护段应可靠不动。（7）手动或自动重合于故障线路时，保护应瞬时可靠地三相跳闸；而合闸于无故障线路时应不动作。

（8）保护装置应具有良好的滤波功能，具有抗干扰和谐波的能力。在系统中投切变压器、静补、电容器等设备时，保护不应误动作。

（9）重合闸应按断路器设置，只实现一次重合闸，在任何情况下，不应该发生多次重合闸。由线路保护出口起动。断路器无故障跳闸应能起动重合闸。

2. 母线保护

2.１配置原则

（1）双母线接线应配置一套母差保护

（2）单母分段接线可配置一套母差保护

（3）单母线或是单母分段上带有多条电源进线，且定值难以整定配合时应配置一套母差保护。

2.２技术要求

（1）母线差动保护要求采用具有比率制动特性原理的保护，设置大差和各段段母线的小差保护，大差作为母线区内故障判别元件，小差作为母线故障的选择元件。还应具有抗电流互感器饱和能力，复合电压闭锁，故障母线自动选择，运行方式自适应，母联、分段失灵和死去保护等功能。

（2）母线发生各种接地和相间故障包括两组母线同时发生或相继发生的各种相间和接地故障时，母线差动保护应能快速切除故障。

（3）母线差动保护装置不应因母线故障时有流出母线的电流而引起拒动。

（4）母线保护不应受电流互感器暂态饱和的影响而发生不正确动作，允许使用不同变比的电流互感器。

（5）母线差动保护应具有复合电压闭锁出口回路措施。电压按母线闭锁。母联断路器及分

段断路器不经电压闭锁。

（6）具有电流电压回路断线告警功能，电流回路断线除告警外，还应闭锁母差保护。（7）时间要求

1) 母线保护整组动作时间20ms

2) 母线保护动作返回时间30ms

3. 母联（分段）断路器保护

3.１配置原则

（1）母联（分段）按断路器配置一套完整的、独立的，具备自投自退功能的母联（分段）充电保护装置和一个三相操作箱，操作箱也集成于保护装置。

（2）要求充电保护应据具有两段相过流和一段零序过流。

3.２技术要求

保护装置采用微机型，应具备两段式电流保护功能。

4. 备用电源自动投入

4.１配置原则

根据主接线方式要求，母联(分段、桥)断路器、线路断路器可配置备用电源自动投入装置。

4.２技术要求

（1）母联( 分段、桥) 断路器装设检无压自投装置。

1) 自投条件: 识别两电源、进线均工作，母联( 分段、桥) 断路器断开。

2) 自投步骤: 检本侧( 或中、低压〉一侧母线无压，且该侧电源进线断路器无电流，同时检本侧(或中、低压)另一侧母线有压，则延时跳无压母线电源进线断路器，确认此断路器跳闸(并非人为手跳)后，起动自动装置，瞬时投入母联(分段、桥〉断路器。

自投成功后，充电保护应自动退出。

（2）线路断路器装设检无压自投装置。

1) 自投条件: 识别两电掘进线一工作、一备用，母联( 分段、桥) 断路器合人。

2) 自投步骤: 检本侧( 或中、低压) 两母线均无压，则延时跳工作电源进线断路器，确认此断路器跳闸(并非人为手跳〉后，起动自动装置，投入备用电源进线断路器。

自投成功后，充电保护应自动退出。

(3) 其中内桥接线起动总出口的变压器保护，保护动作应闭锁备用电源自动投入装置。

(4) 母差保护动作闭锁备用电源、自动投入装置。

5. 故障录波器

5.１配置原则

对于重要的1 1 0 kV变电站，其线路、母联(分段)及主变压器可配置一套故障录波器。

5.２技术要求

（1）故障录波器软硬件均为嵌入式结构。

（2）要求记录因故障、振荡等大扰动引起的系统电流、电压及系统频率全过程的变化波形。（3）装置可以同时由内部起动元件和外部起动元件起动，并可通过控制字整定。

（4）故障录波器应能连续记录多次故障波形，能记录和保存从故障前40ms 到故障后60s 的电气量波形。采样频率可变且不低于5000Hz。(5)。

（5）至少能清晰记录9 次谐波的波形

（6）交流电流工频有效值线形测量范围为0.1--2In;交流电压工频有效值线形测量范围为0.1-- 2Un 。

（7）事件量记录元件的分辨率应小于1.0ms。

（8）应具有远传功能，分析软件并配备完整的主站功能，可将录波信息送往调度端。故障录波器应能实现自动上传功能。

（9）故障录波器应具备对时功能，能够接受时间同步系统同步时钟脉冲，装置应有指示年、月、日、小时、分钟、秒的计时功能。

（10）故障测距的测量误差应小于线路全长的3%，装置测出的距离值应有显示。

二、计算机监控系统技术原则

1. 系统设备配置

（1）监控系统宜采用分层、分布、开放式网络结构，主要由站控层设备、间隔层、过程层(选配)以及网络设备构成。站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。

（2）站控层设备: 主机兼操作员工作站、远动通信设备、公用接口装置、打印机等，其中主机兼操作员工作站和远动通信设备均按单套配置，远动通信设备优先采用无硬盘专用装置。

（3）网结设备: 包括网络交换机、光/ 电转换器、接口设备和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。

（4）间隔层设备: 包括测控单元、网络接口等。（5）时间同步时钟装置完成对监控系统设备的对时。（6）测控单元按断路器回路配置，推荐采用保护、自动化测控合一的配置方式。

2. 系统网络结构

（1）变电站宜采用单网结构，站控层网络与间隔层网络采用直接连接方式。（2）站控层网络应采用以太网。网络应具有良好的开放性，以满足与电力系统其他专用网络连接及容量扩充等要求。

（3）间隔层网络应具有足够的传送速率和极高的可靠性，宜采用以太网。

3. 系统软件

主机兼操作员工作站应采用安全的UNIX、Linux或经过软件加固的Windows操作系统。

4. 系统功能

监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能和同步对时功能，具有与调度通信中心交换信息的能力。具体功能要求按DL/ T 5149-2001 «220kV--500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》执行。

4.１信号采集

监控系统的信号采集类型分为模拟量、状态量(开关量)。

（1）模拟量: 电流、电压、有功功率、无功功率、频率、温度等，电气模拟量按照DL/T 5137-2001 «电测量及电能计量装置设计技术规程》进行交流采样。

（2）状态量(开关量) :断路器、隔离开关以及接地开关信号，继电保护装置和安全自动装置动作及报警信号，全站其他二次设备事故及报警监视信号。

4.２与站内智能设备的信息交换

站内智能设备主要包括了做机型继电保护及安全自动装置、直流系统、UPS 系统、火灾报警系统、图像监视及安全警卫系统等设备。

（1）监控系统与继电保护的信息交换。监控系统与继电保护的信息交换可采用以下两种方式。

方式一:保护的跳闸信号以及重要的告警信号采用硬接点方式接人测控装置，推荐采用非保持接点。每套保护装置推荐的保护硬接点信号见表9-1，接入监控的保护硬接点信号可在此基础上简化。