變電站綜合自動化基本概念

1、國電自動化研究院介紹人：周桂中聯(lián)系電話：mail:變電站綜合自動化變電站綜合自動化國電自動化研究院變電站綜合自動化變電站綜合自動化系統(tǒng)系統(tǒng)第一章第一章 變電站綜合自動化技術(shù)基礎(chǔ)變電站綜合自動化技術(shù)基礎(chǔ)第二章第二章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的硬件原理變電站綜合自動化系統(tǒng)的硬件原理 第三章第三章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)、變電站綜合自動化系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng)監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 第四章第四章 變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)第五章第五章 數(shù)字化變電站系統(tǒng)簡介數(shù)字化變電站系統(tǒng)簡介國電自動化研究院第一章第一章 變電站綜合自動化技術(shù)基礎(chǔ)變

2、電站綜合自動化技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié) 變電站綜合自動化的基本概念 第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量 第三節(jié) 變電站綜合自動化的基本特征第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 國電自動化研究院第一節(jié) 變電站綜合自動化的基本概念 一、常規(guī)變電站狀況電力系統(tǒng)的環(huán)節(jié)：發(fā)、輸、配、用變電站的基本作用常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)構(gòu)成：繼電保護(hù)保護(hù)屏就地監(jiān)控控制屏遠(yuǎn)動裝置中央信號屏錄波裝置錄波屏國電自動化研究院第一節(jié) 變電站綜合自動化的基本概念 一、常規(guī)變電站狀況常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)的缺點(diǎn)： (1)安全性、可靠性不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求。 (2)供電質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證。指標(biāo)：U、F、諧波 (3)占地面

3、積大，增加了征地投資。 (4)不適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)控制的要求。 (5)維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差，不利于提高運(yùn)行管理水平和自動化水平。 國電自動化研究院第一節(jié) 變電站綜合自動化的基本概念二、變電站綜合自動化的基本概念 變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。國電自動化研究院第一節(jié) 變電站綜合自動化的基本概念二、變電站綜合自動化的基本概念

4、變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。 國電自動化研究院第一節(jié) 變電站綜合自動化的基本概念三、變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性 (1)提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率。 (2)提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平。 (3)提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平。 (4)縮小變電站占地面積，降低造價(jià)，減少總投資。 (5)減少維護(hù)工作量，減少值班員勞動，實(shí)現(xiàn)減人增效。 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量 一、變電站綜

5、合自動化的內(nèi)容電氣量的采集電氣設(shè)備(如斷路器等)的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)。由繼電保護(hù)和故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢復(fù)正常操作。高壓電器設(shè)備本身的監(jiān)視信息(如斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態(tài)監(jiān)視等)。將變電站所采集的信息傳送給調(diào)度中心外，還要送給運(yùn)行方式科和檢修中心，以便為電氣設(shè)備的監(jiān)視和制定檢修計(jì)劃提供原始數(shù)據(jù)。 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能監(jiān)控子系統(tǒng)的功能 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的功能微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的功能 自動控制裝置的功能自動控制裝置的功能 遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能遠(yuǎn)動及數(shù)

6、據(jù)通信功能國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(一)數(shù)據(jù)采集 (1)模擬量的采集1）交流模擬量：U、I、P、Q、COS、F、2）直流模擬量：T、DC220、DC5V(2)開關(guān)量的采集(3)電能計(jì)量 1）電能脈沖計(jì)量法 2）軟件計(jì)算方法 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(二)事件順序記錄SOE(Sequence of Events) 包括斷路器跳合閘記錄、保護(hù)動作順序記錄 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及

7、信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(三)故障記錄、故障錄波和測距 (1)故障錄波與測距微機(jī)保護(hù)裝置兼作故障記錄和測距采用專用的微機(jī)故障錄波器 (2)故障記錄 記錄繼電保護(hù)動作前后與故障有關(guān)的電流量和母線電壓 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(四)操作控制功能 操作人員都可通過CRT屏幕對斷路器和隔離開關(guān)進(jìn)行分、合操作， 對變壓器分接開關(guān)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制， 對電容器進(jìn)行投、切控制， 應(yīng)保留人工直接跳、合閘手段， 斷路器操作應(yīng)有閉鎖功能 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主

8、要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(五)安全監(jiān)視功能越限監(jiān)視監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電自控裝置工作是否正常等國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(六)人機(jī)聯(lián)系功能(1)人機(jī)聯(lián)系橋梁：CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤。 (2)CRT顯示畫面的內(nèi)容 ：1)顯示采集和計(jì)算的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù) 2)顯示實(shí)時(shí)主接線圖 3)事件順序記錄(SOE) 4)越限報(bào)警 5)值班記錄6)歷史趨勢 7)保護(hù)定值和自控裝置的設(shè)定值 (3)輸入數(shù)據(jù)：變比、定值、密碼等國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信

9、息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(七)打印功能定時(shí)打印報(bào)表和運(yùn)行日志；開關(guān)操作記錄打印；事件順序記錄打??；越限打?。徽賳敬蛴?；抄屏打?。皇鹿首窇洿蛴?。 /2007614國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(八)數(shù)據(jù)處理與記錄功能 主變和輸電線路有功和無功功率每天的最大值和最小值以及相應(yīng)的時(shí)間；母線電壓每天定時(shí)記錄的最高值和最低值以及相應(yīng)的時(shí)間；計(jì)算受配電電能平衡率；統(tǒng)計(jì)斷路器動作次數(shù)；斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累計(jì)數(shù)；控制操作和修改定值記錄。 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化

10、的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(九)諧波分析與監(jiān)視 (1)諧波源分析(2)諧波檢測與抑制 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.2 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的功能（一） 保護(hù)功能：高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)；主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)；無功補(bǔ)償電容器組的保護(hù)；母線保護(hù)；配電線路的保護(hù)；不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線。 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.2 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的功能（二） 輔助功能：(1)它的工作不受監(jiān)控系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)的

11、影響(2)具有故障記錄功能 (3)具有與統(tǒng)一時(shí)鐘對時(shí)功能(4)存儲多種保護(hù)整定值(5)當(dāng)?shù)仫@示與多處觀察和授權(quán)修改保護(hù)整定值(6)設(shè)置保護(hù)管理機(jī)或通信控制機(jī)，負(fù)責(zé)對各保護(hù)單元的管理。 (7)通信功能(8)故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)功能。 國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.3 自動控制裝置的功能 （1）電壓、無功綜合控制 （2）低頻減負(fù)荷控制（3）備用電源自投控制（4）小電流接地選線控制國電自動化研究院第二節(jié) 變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量二、變電站綜合自動化的基本功能2.4 遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能（1）系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級間的通

12、信（2）自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信 國電自動化研究院第三節(jié) 變電站綜合自動化的基本特征 （1）功能綜合化（2）分級分布式、微機(jī)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（3）測量顯示數(shù)字化 （4）操作監(jiān)視屏幕化（5）運(yùn)行管理智能化 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 （1）其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分布式、分散（層）分布式；（2）從安裝物理位置上來劃分有集中組屏、分層組屏和分散在一次設(shè)備間隔設(shè)備上安裝等形式。 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 一、集中式綜合自動化系統(tǒng) 集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)，指采用不同檔次的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)

13、算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動控制等功能 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 一、集中式綜合自動化系統(tǒng)國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 一、集中式綜合自動化系統(tǒng)集中式結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是：1)每臺計(jì)算機(jī)的功能較集中，如果一臺計(jì)算機(jī)出故障，影響面大2)軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試麻煩。3)組態(tài)不靈活，影響了批量生產(chǎn)，不利于推廣。4)集中式保護(hù)與長期以來采用一對一的常規(guī)保護(hù)相比，不直觀，不符合運(yùn)行和維護(hù)人員的習(xí)慣，調(diào)試和維護(hù)不方便，程序設(shè)計(jì)麻煩，只適合于保護(hù)算法比較簡單的情況。 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 二、分層(級)分布

14、式系統(tǒng)集中組屏的綜合自動化系統(tǒng)（一） 分層分布式結(jié)構(gòu)的概念 所謂分層式結(jié)構(gòu)，是將變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個(gè)級分層布置。 間隔層按一次設(shè)備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和繼電保護(hù)部分。 站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理和保護(hù)管理，擔(dān)負(fù)著上傳下達(dá)的重要任務(wù)。 管理層由一臺或多臺微機(jī)組成，這種微機(jī)操作簡單方便，界面漢化，使運(yùn)行值班人員極益掌握。 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 二、分層(級)分布式系統(tǒng)集中組屏的綜合自動化系統(tǒng)（一） 分層分布式結(jié)構(gòu)的概念 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 二、分層(級)分布式系統(tǒng)集中組屏

15、的綜合自動化系統(tǒng)（二） 中、小型變電站的分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu) 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 二、分層(級)分布式系統(tǒng)集中組屏的綜合自動化系統(tǒng)（三） 大型變電站的分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu) 國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 二、分層(級)分布式系統(tǒng)集中組屏的綜合自動化系統(tǒng)（四）分層分布式集中組屏綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）可靠性高，可擴(kuò)展性和靈活性高；（2）二次電纜大大簡化，節(jié)約投資也簡化維護(hù)量。（3）分布式系統(tǒng)為多CPU工作方式，各裝置都有一定數(shù)據(jù)處理能力，從而減輕了主控制機(jī)的負(fù)擔(dān)。（4）繼電保護(hù)相對獨(dú)立。（5）具有與系統(tǒng)控制中心通信功能。（6）適合于老

16、站改造。主要缺點(diǎn)是安裝時(shí)需要的控制電纜相對較多，增加了電纜投資。國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 三、分散分布式系統(tǒng)與集中相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)國電自動化研究院第四節(jié) 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式 三、分散分布式系統(tǒng)與集中相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 分層分散式結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動化系統(tǒng)突出的優(yōu)點(diǎn)如下：(1)簡化變電站二次部分配置，縮小控制室的面積。 (2)減少了施工和設(shè)備安裝工程量。 (3)簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。 (4)分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。以上幾點(diǎn)都說明采用分層分散式的結(jié)構(gòu)可以降低總投資，在今后的技術(shù)條件下，應(yīng)該是變電

17、站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。國電自動化研究院第三章第三章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的微機(jī)變電站綜合自動化系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng)第一節(jié) 繼電保護(hù)的基本知識 第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)的保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)的保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 第四節(jié) 電力電容器的微機(jī)的保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 第五節(jié) 電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)國電自動化研究院第一節(jié) 繼電保護(hù)基本知識 一、繼電保護(hù)應(yīng)滿足的要求（1）選擇性 （2）快速性 （3）靈敏性 （4）可靠性二、主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)（1）主保護(hù)是指滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求，有選

18、擇地切除被保護(hù)設(shè)備和全線路故障的保護(hù)。（2）后備保護(hù)指的是主保護(hù)或斷路器拒動時(shí)，用以切除故障的保護(hù)。（3）輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡單保護(hù)。 國電自動化研究院第一節(jié) 繼電保護(hù)基本知識 三、繼電保護(hù)的基本原理（1）反映電流改變的，有電流速斷、定時(shí)過流及零序電流等保護(hù)；（2）反映電壓改變的，有低電壓（或過電壓）、零序電壓保護(hù)等；（3）既反映電流又反映電流與電壓間相角改變的，有方向過電流保護(hù)；（4）反映電壓與電流的比值，即反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處阻抗（或距離）的，有距離保護(hù)；（5）反映輸入電流和輸出電流之差的，有變壓器差動保護(hù)等。國電自動化研究院第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與

19、控制子系統(tǒng) 一、輸電線路繼電保護(hù)原理 1、電網(wǎng)相間短路的三段式電流保護(hù) （1）無時(shí)限（瞬時(shí)）電流速斷保護(hù)此種保護(hù)的動作電流是按躲過被保護(hù)輸電線路末端最大短路電流整定的，它沒有時(shí)限元件。 （2）帶時(shí)限（限時(shí)）電流速斷保護(hù)保護(hù)范圍限定在相鄰線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)，在無時(shí)限電流速斷保護(hù)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)時(shí)限元件t=0.5s。 （3）定時(shí)限過電流保護(hù)定時(shí)限過電流保護(hù)的動作是按躲過最大負(fù)荷電流整定。 國電自動化研究院第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 一、輸電線路繼電保護(hù)原理 2、電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù) 定義：方向繼電器又稱為功率繼電器，它的動作具有方向性，即規(guī)定當(dāng)功率由母線流向

20、線路時(shí)它才動作，進(jìn)而使整個(gè)方向電流保護(hù)動作切除故障。 如圖國電自動化研究院第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 二、輸電線路的自動重合閘 定義：自動重合閘裝置就是將跳閘后的斷路器自動重新投入的裝置，簡稱AAR裝置 。 1、單電源供電線路的三相一次自動重合閘 （1）當(dāng)線路發(fā)生瞬時(shí)性故障或由于其他原因使斷路器誤跳閘時(shí) （2）線路上發(fā)生永久性故障時(shí) （3）手動跳閘及遙控跳閘時(shí) （4）閉鎖重合閘 （5）手動合閘到故障線路時(shí) 國電自動化研究院第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 二、輸電線路的自動重合閘 1、雙電源供電線路的三相一次自動重合閘 （1）故障點(diǎn)斷電時(shí)間問題 （2）同步問題 （

21、3）重合閘實(shí)現(xiàn)方式： 檢無壓檢同期 國電自動化研究院第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 二、輸電線路的自動重合閘 3、自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 （1）重合閘前加速保護(hù) （2）重合閘后加速保護(hù) 國電自動化研究院第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 三、自動按頻率減負(fù)荷運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：電力系統(tǒng)的運(yùn)行頻率偏差為0.2Hz，系統(tǒng)頻率不能長時(shí)間運(yùn)行在49.549Hz以下，事故情況下，不能較長時(shí)間停留在47Hz以下，系統(tǒng)頻率的瞬時(shí)值絕不能低于45Hz。 1、自動按頻率減負(fù)荷的基本工作原理 如圖國電自動化研究院第二節(jié) 輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 三、自動按頻率減負(fù)荷 2、自動按頻

22、率減負(fù)荷的實(shí)現(xiàn)方法 采用專用的自動按頻率減負(fù)荷裝置 把自動按頻率減負(fù)荷的控制分散設(shè)在每回饋線保護(hù)裝置中 3、對自動按頻率減負(fù)荷裝置閉鎖方式的分析 時(shí)限閉鎖方式 低電壓帶時(shí)限閉鎖 低電流閉鎖方式滑差閉鎖方式 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 一、概述 1、保護(hù)內(nèi)容 （1）主保護(hù)配置：比率制動式差動保護(hù) 差動速斷保護(hù)本體重瓦斯、有載調(diào)壓重瓦斯和壓力釋放 （2）后備保護(hù)配置：三段復(fù)合電壓閉鎖方向過電流保護(hù)三段過負(fù)荷保護(hù)冷控失電，主變壓器過溫報(bào)警二段式零序過電流保護(hù)一段兩時(shí)限零序電流閉鎖過電壓保護(hù)一段兩時(shí)限間隙零序過電流保護(hù) 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、

23、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 一、概述 2、配置方案 （1）雙繞組變壓器后備保護(hù)可以配置一套，裝于降壓變壓器的高壓側(cè)（或升壓變壓器的低壓側(cè)） （2）三繞組變壓器后備保護(hù)可以配置兩套：一套裝于高壓側(cè)另一套裝于中壓側(cè)或低壓側(cè)的電源側(cè) 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 二、變壓器差動保護(hù)基本原理 用環(huán)流法構(gòu)成的兩繞組變壓器電流差動保護(hù)的原理接線圖 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 三、變壓器差動保護(hù)的特殊問題 （1）兩側(cè)電流互感器的形式不同 （2）兩側(cè)電流互感器的變比不同 （3）變壓器各側(cè)繞組接線方式不同 （4）變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流 （5）在運(yùn)行

24、中改變變壓器的變比四、變壓器微機(jī)保護(hù)的電流平衡 （1）微機(jī)變壓器保護(hù)電流互感器接線原則 （2）電流平衡的調(diào)整系數(shù) 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 五、電力變壓器比率制動差動保護(hù)（1）比率制動式差動保護(hù)的基本原理定義： 比率制動式差動保護(hù)的原理簡單地說就是保護(hù)的動作電流（差動電流定值）隨外部短路電流按比率增大，即能保證外部不誤動，又能保證內(nèi)部短路有較高的靈敏度。 比率就是指差動電流與制動電流之比。 制動電流這樣選?。涸诓黄胶怆娏鬏^大的外部故障時(shí)有制動作用，而在內(nèi)部故障時(shí)制動作用最小。 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 五、電力變壓器比

25、率制動差動保護(hù)（2）和差式比率制動的差動保護(hù)原理 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 五、電力變壓器比率制動差動保護(hù)（2）和差式比率制動的差動保護(hù)原理 Iop.minIres.0Ires.1)()()()()()(1 .min.0 .1 .11 .21 .0 .max.0 .10 .max.resresopresresresresresresresopresresresresopzdIIIIIKIIKIIIIIIKIIIIIdIzd 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 五、電力變壓器比率制動差動保護(hù)（3）變壓器勵(lì)磁涌流的判斷及二次諧波制動

26、系數(shù) 勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：最大值可達(dá)額定電流的68倍波形是非正弦的，含有很大的非周期分量，特性曲線幾乎全部偏在時(shí)間軸的一邊包含以二次諧波為主的高次諧波波形之間出現(xiàn)間斷勵(lì)磁涌流開始瞬間，衰減很快 勵(lì)磁涌流的閉鎖條件：將二次諧波分量算出，作為制動分量，與基波分量進(jìn)行比較 二次諧波制動比定值=0.15 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 五、電力變壓器比率制動差動保護(hù) （4）變壓器的差動速斷保護(hù)定義：差動速斷保護(hù)是差動電流過電流瞬時(shí)速動保護(hù)。差動速斷的整定值按躲過最大不平衡電流和勵(lì)磁涌流來整定，其整定值可取正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流的56倍。 （5）電流互感器斷線監(jiān)視國電自動化研究院

27、第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 六、電力變壓器后備保護(hù) （1）復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)為三段式：I段動作跳本側(cè)分段斷路器（或橋斷路器）段動作跳本側(cè)斷路器段跳三側(cè)斷路器復(fù)合電壓啟動判?。耗妇€線電壓小于本側(cè)母線線電壓的低電壓定值負(fù)序電壓超過負(fù)序電壓定值或的關(guān)系 國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 六、電力變壓器后備保護(hù) （1）復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù) 方向：如果作為變壓器相鄰元件的后備保護(hù)，則變壓器指向母線為正方向如果作為變壓器本身的后備保護(hù)，則母線指向變壓器的正向?yàn)檎较?（2）變壓器過負(fù)荷保護(hù)I段用于發(fā)警告信號II段用于啟動風(fēng)扇冷

28、卻器III段用于閉鎖有載調(diào)壓國電自動化研究院第三節(jié) 電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 六、電力變壓器后備保護(hù) （3）變壓器零序保護(hù) 中性點(diǎn)直接接地保護(hù)方式 由兩段式經(jīng)零序電壓閉鎖的零序電流構(gòu)成，每段設(shè)一個(gè)時(shí)限。I段時(shí)限跳母聯(lián)（或分段）斷路器或跳三繞組變壓器中壓側(cè)有源線路；II段時(shí)限跳本側(cè)（或全跳）斷路器 中性點(diǎn)不接地的零序保護(hù)方式 裝設(shè)I段兩時(shí)限的零序無流閉鎖零序過電壓保護(hù)，第一時(shí)限跳母聯(lián)或分段開關(guān)，第二時(shí)限跳本變壓器各側(cè) 中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地的零序保護(hù)方式 I段兩時(shí)限方式，第一時(shí)限跳高壓側(cè)母聯(lián)開關(guān)（或分段開關(guān)），第二時(shí)限跳本變各側(cè)開關(guān) 國電自動化研究院第四節(jié) 電力電容器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視

29、與控制子系統(tǒng) 一、電力電容器的內(nèi)部和外部故障 （1）電容器內(nèi)部故障的原因 （2）電容器的外部故障及系統(tǒng)異常 （3）電容器保護(hù)配置：過電壓和欠電壓的電壓保護(hù)限時(shí)過電流保護(hù)防止電容器內(nèi)部故障的電容器組專用保護(hù)國電自動化研究院第四節(jié) 電力電容器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 二、并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的通用保護(hù) （1）與電容器串聯(lián)的電抗器 （2）避雷器的過電壓保護(hù) （3）電容器組的電壓保護(hù) 主要用于防止系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓 （4）電容器組的電流保護(hù) 國電自動化研究院第四節(jié) 電力電容器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 三、電容器組內(nèi)部故障的專用保護(hù) （1）單Y形接線的電容器組保護(hù)：采用零序電壓保護(hù)橋式差流的保護(hù)

30、方式電壓差動保護(hù)方式 （2）雙Y形接線的電容器組保護(hù)：采用不平衡電流或電壓保護(hù) （3）三角形接線的電容器組保護(hù)：采用零序電流保護(hù) 國電自動化研究院第五節(jié) 電壓、無功綜合控制子系統(tǒng) 一、變電站電壓、無功綜合控制的原理在變電站主要的調(diào)壓手段是調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器分接頭位置和控制無功補(bǔ)償電容器。有載調(diào)壓變壓器可以在帶負(fù)荷的情況下切換分接頭位置，從而改變變壓器的變比，起到調(diào)整電壓和降低損耗的作用。控制無功補(bǔ)償電容器的投切，可改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率的分布，改善功率因數(shù)，減少網(wǎng)損和電壓損耗，改善用戶的電壓質(zhì)量。 國電自動化研究院第五節(jié) 電壓、無功綜合控制子系統(tǒng) 二、電力系統(tǒng)的電壓、無功綜合控制的方式 (1)集中

31、控制：指在調(diào)度中心對各個(gè)變電站的主變壓器的分接頭位置和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的控制。 (2)分散控制：指在各個(gè)變電站或發(fā)電廠中，自動調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置或其他調(diào)壓設(shè)備，以控制地區(qū)的電壓和無功功率在規(guī)定的范圍內(nèi)。 (3)關(guān)聯(lián)分散控制：指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由分散安裝在各廠、站的分散控制裝置或控制軟件進(jìn)行自動調(diào)控，調(diào)控范圍和定值是從整個(gè)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行出發(fā)，事先由電壓、無功優(yōu)化程序計(jì)算好的，而在系統(tǒng)負(fù)荷變化較大或緊急情況或系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生大的變動時(shí)，可由調(diào)度中心直接操作控制，或由調(diào)度中心修改下屬變電站所應(yīng)維持的母線電壓和無功功率的定值，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行方式變化后新的要求。 國電自動

32、化研究院第五節(jié) 電壓、無功綜合控制子系統(tǒng) 二、電力系統(tǒng)的電壓、無功綜合控制的方式 (4)關(guān)聯(lián)分散控制的實(shí)現(xiàn)方法一是通過監(jiān)控系統(tǒng)的軟件模塊實(shí)現(xiàn)另一種是由獨(dú)立的關(guān)聯(lián)分散控制裝置實(shí)現(xiàn) 國電自動化研究院第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng) 一、備用電源自動投入裝置定義：備用電源自投裝置是因電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動控制裝置。 （1）備用電源的配置 明備用的控制暗備用的控制 國電自動化研究院第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng) 一、備用電源自動投入裝置 （2）微機(jī)型的備用

33、電源自投裝置的基本特點(diǎn)工作電源確實(shí)斷開后，備用電源才投入。 備用電源自動投入切除工作電源斷路器必須經(jīng)延時(shí)。 手動跳開工作電源時(shí)，備自投投入裝置不應(yīng)動作。 應(yīng)具有閉鎖備自投裝置的功能。 備用電源不滿足有壓條件，備自投裝置不應(yīng)動作。 工作母線失壓時(shí)還必須檢查工作電源無流，才能啟動備自投投入。備自投裝置只允許動作一次。 國電自動化研究院第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng) 二、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測 （1）概述根據(jù)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)接地電流的大小劃分： 小電流接地系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地大電流接地系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地國電自動化研究院第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他

34、子系統(tǒng) 二、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測 （2）小電流接地系統(tǒng)的接地電流中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的接地電流特征：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，非故障電路電容電流就是該線路的零序電流，故障線路首段的零序電流數(shù)值上等于系統(tǒng)非故障線路全部電容電流的總和，其方向?yàn)榫€路指向母線，與非故障線路中零序電流的方向相反，系統(tǒng)中性點(diǎn)電壓發(fā)生較大的位移。實(shí)現(xiàn)方法：基于基波零序電流方向的自動接地選線原理國電自動化研究院第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng) 二、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測 （2）小電流接地系統(tǒng)的接地電流中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的接地電流特征：在單相接地時(shí)，故障線路首端的5次諧波電流在數(shù)值上等于系統(tǒng)非故障線路5次諧波電流的總和，其方向與非故障線路腫次諧波零序