3-電力系統(tǒng)繼電保護原理及應(yīng)用4課件

第三部分智能變電站繼電保護一、基本技術(shù)原則二、設(shè)備配置原則三、典型實施方案四、智能變電站運維一、基本技術(shù)原則1、《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》Q/GDW383-20092、《110(66)kV-220kV智能變電站設(shè)計規(guī)范》Q/GDW393-20093、《330-750kV智能變電站設(shè)計規(guī)范》Q/GDW394-20094、《高壓設(shè)備智能化技術(shù)導(dǎo)則》Q/GDWZ410-20105、《變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范》Q/GDWZ414-20106、《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》Q/GDW441-20107、《變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》Q/GDW534-20108、《智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范》Q/GDW678-20119、《智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范Q/GDW679-201110、《電子式電流互感器技術(shù)規(guī)范》Q/GDW424-201011、《電子式電壓互感器技術(shù)規(guī)范》Q/GDW425-201012、《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》Q/GDW426-201013、《智能變電站測控單元技術(shù)規(guī)范》Q/GDW427-201014、《智能變電站智能終端技術(shù)規(guī)范》Q/GDW428-201015、《智能變電站網(wǎng)絡(luò)交換機技術(shù)規(guī)范》Q/GDW429-201016、《智能變電站智能控制柜技術(shù)規(guī)范》Q/GDW430-2010一、基本技術(shù)原則1智能變電站遵循的原則、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范智能變電站繼電保護與站控層信息交互采用DL/T860（IEC61850）標(biāo)準(zhǔn)，跳合閘命令和聯(lián)閉鎖信息可通過直接電纜連接或GOOSE機制傳輸，電壓電流量可通過傳統(tǒng)互感器或電子式互感器采集。1、站控層采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。2、直接電纜跳閘或GOOSE點對點跳閘方式均可。3、常規(guī)互感器和電子式互感器均可。釋義一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義220kV及以上電壓等級繼電保護系統(tǒng)應(yīng)遵循雙重化配置原則，每套保護系統(tǒng)裝置功能獨立完備、安全可靠。雙重化配置的兩個過程層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)遵循完全獨立的原則。220kV及以上電壓等級繼電保護裝置應(yīng)遵循雙重化配置原則特別說明母聯(lián)保護3/2接線斷路器保護釋義一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義

雙重化配置保護對應(yīng)的過程層合并單元、智能終端均應(yīng)雙重化配置（包括主變中低壓側(cè)）。線路間隔合并單元2智能終端2線路保護2合并單元1智能終端1線路保護1示意圖一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義

過程層網(wǎng)絡(luò)按電壓等級組網(wǎng)。雙重化配置的保護及過程層設(shè)備，第一套接入過程層A網(wǎng)，第二套接入過程層B網(wǎng)。為防止相互干擾，兩網(wǎng)之間應(yīng)完全獨立。合并單元1智能終端1線路保護1GOOSE交換機1SV交換機1合并單元2智能終端2線路保護2GOOSE交換機2SV交換機2示意圖一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14285要求“除出口繼電器外，裝置內(nèi)的任一元件損壞時，裝置不應(yīng)誤動作跳閘”。智能變電站中的電子式互感器的二次轉(zhuǎn)換器（A/D采樣回路）、合并單元（MU）、光纖連接、智能終端、過程層網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備內(nèi)任一個元件損壞，除出口繼電器外，不應(yīng)引起保護誤動作跳閘。電子式互感器內(nèi)應(yīng)由兩路獨立的采樣系統(tǒng)進行采集，每路采樣系統(tǒng)應(yīng)采用雙A/D系統(tǒng)，接入MU，每個MU輸出兩路數(shù)字采樣值由同一路通道進入一套保護裝置。釋義一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義保護裝置應(yīng)不依賴于外部對時系統(tǒng)實現(xiàn)其保護功能。保護采用點對點直接采樣，采樣同步不依賴于外部時鐘。保護裝置可接入外部對時信號，但對時信息不參與邏輯運算。釋義一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義保護應(yīng)直接采樣，對于單間隔的保護應(yīng)直接跳閘，涉及多間隔的保護（母線保護）宜直接跳閘。對于涉及多間隔的保護（母線保護），如確有必要采用其他跳閘方式，相關(guān)設(shè)備應(yīng)滿足保護對可靠性和快速性的要求。同《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》6.6.c)條，強調(diào)直接采樣直接跳閘?！爸辈芍碧痹瓌t是智能變電站保護的基本原則。釋義一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義繼電保護設(shè)備與本間隔智能終端之間通信應(yīng)采用GOOSE點對點通信方式；繼電保護之間的聯(lián)閉鎖信息、失靈啟動等信息宜采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。繼電保護之間的聯(lián)閉鎖、失靈啟動等信息宜采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。有幾個特別處注意：3/2接線的邊斷路器失靈保護跳相鄰斷路器通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)接入母線保護和中斷路器智能終端跳相關(guān)斷路器。釋義一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義110kV及以下電壓等級采用保護測控一體化設(shè)備，110kV及以下電壓等級采用合并單元智能終端裝置集成，并就地布置。110kV線路保護單套配置，推薦采用保護測控一體化設(shè)備。110kV變壓器電量保護宜按雙套配置，雙套配置時應(yīng)采用主、后備保護一體化配置；若主保護、各側(cè)后備保護分開配置時，后備保護宜與測控裝置一體化。220kV及以上電壓等級保護雙重化配置，對于保護裝置和測控裝置應(yīng)獨立配置。220kV及以上電壓等級應(yīng)獨立配置合并單元和智能終端裝置。釋義一、基本技術(shù)原則2繼電保護相關(guān)原則及釋義二、設(shè)備配置原則

220kV及以上電壓等級的繼電保護及與之相關(guān)的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)按照雙重化原則進行配置，雙重化配置的繼電保護應(yīng)遵循以下要求。二、設(shè)備配置原則1一般要求

保護裝置、智能終端等智能電子設(shè)備間的相互啟動、相互閉鎖、位置狀態(tài)等交換信息可通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸，雙重化配置的保護之間不直接交換信息。雙母線電壓切換功能可由保護裝置（智能裝置）分別實現(xiàn)。

3/2接線方式，兩個斷路器的電流MU分別接入保護裝置，電壓MU單獨接入保護裝置。

110kV及以下保護就地安裝時，保護裝置宜集成智能終端等功能。二、設(shè)備配置原則1一般要求220kV及以上線路按雙重化配置保護裝置，每套保護包含完整的主、后備保護功能；線路過電壓及遠跳就地判別功能應(yīng)集成在線路保護裝置中，站內(nèi)其它裝置啟動遠跳經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)啟動。線路保護直接采樣，直接跳斷路器；經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)啟動斷路器失靈、重合閘。二、設(shè)備配置原則2線路保護配置原則

220kV及以上變壓器電量保護按雙重化配置。變壓器各側(cè)及公共繞組的MU均按雙重化配置，中性點電流、間隙電流并入相應(yīng)側(cè)MU。220kV以上變壓器保護雙重化配置。普通變高、中壓側(cè)中性點零序CT和間隙CT分別并入高、中壓側(cè)MU。釋義二、設(shè)備配置原則3變壓器保護配置原則110kV變壓器電量保護宜按雙套配置，雙套配置時應(yīng)采用主、后備保護一體化配置；若主、后備保護分開配置，后備保護宜與測控裝置一體化。變壓器各側(cè)MU按雙套配置，中性點電流、間隙電流并入相應(yīng)側(cè)MU。釋義110kV變壓器保護宜雙套配置，此時各側(cè)MU和智能終端也按雙套配置、測控一般獨立配置。

變壓器保護直接采樣，直接跳各側(cè)斷路器；變壓器保護跳母聯(lián)、分段斷路器及閉鎖備自投、啟動失靈等可采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。變壓器保護可通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)接收失靈保護跳閘命令，并實現(xiàn)失靈跳變壓器各側(cè)斷路器。二、設(shè)備配置原則3變壓器保護配置原則

變壓器非電量保護采用就地直接電纜跳閘，信息通過本體智能終端上送過程層GOOSE網(wǎng)。非電量保護作為變壓器的主保護，不應(yīng)依賴于帶CPU的任何設(shè)備，以保證其跳閘可靠性；采用就地布置原則，靠近被保護設(shè)備安裝，故應(yīng)采用電纜直接跳閘。非電量信息采用硬接點方式，經(jīng)本體智能終端上送過程層GOOSE網(wǎng)，再經(jīng)測控上送至站控層網(wǎng)絡(luò)。釋義二、設(shè)備配置原則3變壓器保護配置原則母線保護直接采樣、直接跳閘，當(dāng)接入元件較多時，可采用分布式母線保護。220kV及以上電壓等級母線按雙重化配置母線保護。母線保護采取直采直跳的基本形式。各間隔啟失靈開入、主變聯(lián)跳開出、啟動遠跳等各保護裝置之間的信息傳輸采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)。釋義二、設(shè)備配置原則4母線保護配置原則斷路器保護按斷路器雙重化配置，每套保護包含失靈保護及重合閘等功能。短引線保護可獨立設(shè)置，也可包含在邊斷路器保護內(nèi)。斷路器保護跳本斷路器采用點對點直接跳閘；本斷路器失靈時，經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)通過相鄰斷路器保護或母線保護跳相鄰斷路器。二、設(shè)備配置原則53/2接線斷路器保護和短引線保護220kV及以上母聯(lián)（分段）斷路器按雙重化配置母聯(lián)（分段）保護、合并單元、智能終端。母線保護直接采樣、直接跳閘，當(dāng)接入元件較多時，可采用分布式母線保護。二、設(shè)備配置原則6母聯(lián)（分段）保護220kV以上變電站宜按電壓等級及網(wǎng)絡(luò)配置故障錄波器。主變宜單獨配置故障錄波器。故障錄波器應(yīng)能記錄所有MU、過程層GOOSE信息。故障錄波器對應(yīng)SV網(wǎng)絡(luò)、GOOSE網(wǎng)絡(luò)、MMS網(wǎng)絡(luò)的接口，應(yīng)采用相互獨立的數(shù)據(jù)接口控制器。故障錄波器采樣值傳輸開采用網(wǎng)絡(luò)方式或點對點方式。故障錄波器裝置采用網(wǎng)絡(luò)方式接受SV報文和GOOSE報文。故障錄波器和網(wǎng)絡(luò)報文分析儀采用分開設(shè)計。二、設(shè)備配置原則7錄波及網(wǎng)絡(luò)分析報文裝置三、典型實施方案圖B-1線路保護單套技術(shù)實施方案線路保護啟動失靈、啟動重合閘刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”測控、故錄等三、典型實施方案13/2接線線路保護失靈保護跳相鄰斷路器及遠跳刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”圖B-2邊斷路器保護單套技術(shù)實施方案重合閘需要檢同期時有此連線測控、故錄等三、典型實施方案23/2接線邊斷路器保護圖B-3

中斷路器保護單套技術(shù)實施方案測控、故錄等失靈保護跳相鄰斷路器及遠跳刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”三、典型實施方案33/2接線中斷路器保護圖B-4

短引線保護單套技術(shù)實施方案啟動失靈、閉鎖重合閘刀閘、斷路器位置：測控、故錄等刀閘位置經(jīng)邊開關(guān)智能終端引接測控、故錄等本間隔“直采直跳”三、典型實施方案43/2接線短引線保護圖B-5

500kV主變合并單元、智能終端配置圖電流MU按開關(guān)配低壓側(cè)配一個電流MU公共繞組MU獨立配三、典型實施方案5500kV主變MU和智能終端圖B-6

500kV主變保護單套技術(shù)實施方案啟動失靈、失靈聯(lián)跳刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”啟動失靈、解除失靈電壓閉鎖、失靈聯(lián)跳、跳母聯(lián)/分段刀閘、斷路器位置：測控、故錄等非電量就地布置,電纜直跳三、典型實施方案6500kV主變保護圖B-7

3/2接線母線保護單套技術(shù)實施方案啟動失靈、邊斷路器經(jīng)母差跳閘刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”測控、故錄等間隔較多時可采用分布式母線保護三、典型實施方案73/2接線母線保護4.實施方案-----3/2接線高抗保護圖B-8

3/2接線高抗保護單套技術(shù)實施方案本間隔“直采直跳”首末端電流共用一個合并單元采用線路電壓MU啟動失靈、啟動遠跳、閉鎖重合閘刀閘、斷路器位置：測控、故錄等測控、故錄等三、典型實施方案83/2接線高抗保護圖C-1

220kV線路保護單套技術(shù)實施方案本間隔“直采直跳”重合閘檢同期電壓,點對點接入保護,由各保護切換測控、故錄等手合檢同期電壓三、典型實施方案9220kV線路保護圖C-1

220kV母線保護單套技術(shù)實施方案↑啟動失靈（含母聯(lián)）、主變解除失靈電壓閉鎖↓失靈聯(lián)跳、閉鎖重合閘直采直跳刀閘位置母聯(lián)位置↑↓三、典型實施方案10220kV母線保護圖C-3

220kV主變合并單元、智能終端配置圖各側(cè)配置ECT三、典型實施方案11220kV主變MU和智能終端啟動失靈、失靈聯(lián)跳刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”刀閘、斷路器位置：測控、故錄等圖C-4

220kV主變保護單套技術(shù)實施方案三、典型實施方案12220kV變壓器保護圖C-5

220kV母聯(lián)保護單套技術(shù)實施方案啟動失靈刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”測控、故錄等三、典型實施方案13220kV母聯(lián)保護圖C-6

110kV線路保護技術(shù)實施方案本間隔“直采直跳”重合閘檢同期電壓,點對點接入保護,由各保護切換測控、故錄等手合檢同期電壓三、典型實施方案14220kV變電站110kV出線保護圖C-7

低壓保護技術(shù)實施方案常規(guī)CT,電纜跳閘常規(guī)PT間隔間聯(lián)閉鎖三、典型實施方案15低壓保護圖D-1

110kV線路保護技術(shù)實施方案本間隔“直采直跳”重合閘、手合檢同期電壓,點對點接入保護（測控）,由各保護（測控）切換故錄等三、典型實施方案16110kV線路保護圖D-2

110kV主變保護技術(shù)實施方案中低壓側(cè)GOOSE、MMS合一三、典型實施方案17110kV變壓器保護圖D-3

110kV分段保護技術(shù)實施方案本間隔“直采直跳”母差、主變跳等跳分段三、典型實施方案18110kV分段保護圖D-4

110kV過程層網(wǎng)絡(luò)示意圖低壓保護GOOSE和MMS共網(wǎng)，接入站控層網(wǎng)絡(luò)。三、典型實施方案19110kV過程層網(wǎng)絡(luò)示意圖四、智能變電站運維

智能終端就地化，減少二次電纜使用量，取而代之為光纜跳閘方式發(fā)生了變化，保護裝置出口采用軟壓板方式進行投退程序化操作，IEC61850的應(yīng)用使保護等二次設(shè)備具備遠方操作的技術(shù)條件二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，安全措施發(fā)生變化自動化、保護專業(yè)逐漸向大二次系統(tǒng)專業(yè)融合，運行、檢修規(guī)范發(fā)生變化調(diào)試方法發(fā)生變化，需要網(wǎng)絡(luò)聯(lián)調(diào)，使用的試驗儀器設(shè)備發(fā)生變化四、智能變電站運維1智能變電站與常規(guī)變電站的主要區(qū)別

智能變電站中一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。設(shè)備之間連接介質(zhì)由光纜或雙絞線替代了傳統(tǒng)的電纜，電磁信號被轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號，二次回路成為了“虛回路”。高科技的應(yīng)用也對運行規(guī)程提出了新的要求。

保護屏傳統(tǒng)意義上的保護功能“硬壓板”被后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面上的“軟壓板”所取代。以往投退保護裝置時，運行人員需要在保護屏上進行操作，現(xiàn)在只需在后臺監(jiān)控系統(tǒng)上用鼠標(biāo)完成全部操作。在運規(guī)中應(yīng)明確各軟壓板正常狀態(tài)，投退要求四、智能變電站運維2保護功能壓板投退

傳統(tǒng)保護屏上的跳、合閘壓板被“搬”上了后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面上，并給了它一個特色的名稱“GOOSE跳、合閘壓板”。開關(guān)跳、合閘硬壓板在全站設(shè)置成了唯一，所有的保護裝置跳、合閘必須經(jīng)過智能控制柜內(nèi)的跳、合閘壓板去實現(xiàn)。四、智能變電站運維3開關(guān)跳、合閘壓板投退應(yīng)重點明確硬壓板的操作原則。