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本文以某化工企业110KV变电所电气系统改造工程微机综合自动化设备的发电机保护屏和微机监控系统为例来说明如何合理配置。
项目情况简介:该变电所有2条110kV进线,每条进线接入1台50MW三卷变压器电压等级为:110kV,35kV,6kV。设置35kV母线2段,母联开关1个;6kV母线2段,母联开关1个。
功能配置
主变保护屏:
主变差动保护装置PRD-9621U、主变高后备保护装置PRD-9622U、 主变中后备保护装置PRD-9622U、主变低后备保护装置PRD-9622U、主变非电量保护装置PRD-9691
主变保护功能配置为:
a. 电流差动保护,跳主变三侧开关。
b.本体重瓦斯保护、有载调压重瓦斯保护、变压器超温和压力释放保护动作跳主变三侧开关,本体轻瓦斯、有载轻瓦斯、变压器过温动作发信。
c.主变高压侧装设复合电压闭锁过电流保护,跳主变三侧开关。接入三侧的复合电压,任一侧电压满足条件即开放过流保护。
d.主变中压侧装设三段式复合电压闭锁方向过流保护,电压元件与过流定值均可独立整定。
e.主变低压侧装设两段式电流闭锁电压保护。
f.主变中压侧装设母线快速保护作为母线故障的主保护。当35kV母线发生故障时,快速切除中压侧开关。
g.110kV中性点装设两段式零序电流保护,每段保护均设两段时限,第一时限跳35kV、6kV电厂联络线开关,第二时限跳次总开关;另装设反应间隙回路的零序电压和间隙放电电流的两段式零序电流电压保护。
h.主变高、中、低压侧过负荷发信号。
1#公共屏:
备自投装置PRD-9651U、小电流接地选线装置LBD-MLN98V30、PT切换装置PRD-9693
备用电源自投(BZT)装置PRD-9651U功能配置:
备自投功能采用1台备投装置,实现110kV内桥及两条进线断路器的四种自投方式功能。
其中4种方式均可独立投退。4种方式同时投入时将根据系统运行情况自动判断动作。(见图1)
正常运行方式一:
Ⅰ﹑Ⅱ段母线分列运行,分别由#1电源﹑#2电源供电,两段母线互为备用。
备投方式1:Ux1无压﹑#1电源无流﹑Ux2有压﹑方式1自投控制字投入,则T1延时跳1DL,确认1DL跳开后,且母线无压,经T2延时合3DL。
备投方式2:Ux2无压﹑#2电源无流﹑Ux1有压﹑方式2自投控制字投入,则T3延时跳2DL,确认2DL跳开后,且母线无压,经T4延时合3DL。
正常运行方式二:
一路电源带两段母线运行(3DL在合位),另一路电源备用。
备投方式3:1DL合位,3DL合位,2DL分位,Ux1无压;当#2电源Ux2有压;#1电源I1无流;方式3自投控制字投入,则延时T5跳1DL。确认1DL跳开后,且母线无压,经T6延时合2DL。
备投方式4:2DL合位,3DL合位,1DL分位,Ux2无压;当#1电源Ux1有压;#2电源I2无流;方式4自投控制字投入,则延时T7跳2DL。确认2DL跳开后,且母线无压,经T8延时合1DL。
110kV电压自动切换装置PRD-9693功能配置:
110kV电压自动切换装置要求适用于线路侧PT,要求PT二次两段电压母线自动适应一次运行方式,要求备自投线路电压固定取自本侧线路PT,取电压自动切换装置输出的电压作为母线电压。
LBD-MLN98V300型小电流接地选线:
采用集中的小电流接地选线装置,在35、6kV系统单相接地时,可判断出故障线路,并发告警信号。35、6kV零序电流采自出线零序CT。
2#公共屏:
综合测控装置PRD-9682U、通信管理装置PRD-9601、光纤以太网交换机DLNK、卫星对时装置GPS
综合测控装置采集实现功能如下:
a.遥控开关包括:
> 110kV断路器;
> 110kV隔离开关;
> 主变中性点闸刀;
> 主变35kV断路器;
> 主变6kV断路器;
b.遥调包括:
可调有载分接开关1组,其中遥调命令有三个,即升、降、急停;
c.遥测包括:
> 110kV线路:三相电流、有功功率、无功功率;
> 110kV桥回路:三相电流、有功功率、无功功率;
> 主变压器:主变温度,主变高压侧三相电流、有功功率、无功功率,35、6kV次总三相电流、有功功率、无功功率;
> 110kV#1、#2进线电压:Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2;
> 35kV#1、#2段母线电压:Uab、Ua、Ub、Uc、3U0;
> 6kV#1、#2进母线电压:Uab、Ua、Ub、Uc、3U0;
> 所用电:#1、#2段Uab、Ubc、Uca,进线一相电流I;
> 直流母线#1、#2段220V电压Um1、Um2;
d.遥信包括:
> 变电所事故总信号,要求位置不对应发事故信号;
> 110 kV所有开关位置信号、弹簧未储能信号、储能电机故障信号、SF6低压信号;
> 110 kV隔离开关位置(含地刀);
> 35kV、6kV所有开关位置信号、弹簧未储能信号及手车位置;
> 35 kV、6 kV母线PT闸刀位置信号;
> 主变超温、瓦斯、油位信号;
> 主变有载调压分接头位置信号(17档);
> 所用电故障、异常信号;
> 直流系统故障、异常信号;
> 小电流接地装置信号;
e.GPS对时:
> 采用“北斗+GPS”双模块工作方式,硬接点B码对时;
后台系统功能配置:
a.系统应满足信息采集、处理、发送和命令接收、输出和执行的要求,具备与继电保护装置、自动装置、供電局调度端及后台机的通信功能,确保实现变电所遥测、遥信、遥控、遥调。
b.要求每个间隔测控装置与保护装置一一对应,35kV和6kV采用保护测控合一方式。
c.遥测量除主变油温采用直流采样外均采用交流采样方式。
d.通信管理机具备与直流系统、自动装置等设备的硬、软件接口。
e.通过GPS接收卫星标准时间信号,校准各测控保护单元的时钟,各单元之间的对时误差应小于1ms。
f.远动主机直接与调度进行数据通信,主机直接获取数据,经筛选、归并,按调度要求建立远传数据库并上传。
总结:
监控系统设计采用完全冗余的双服务器热备用工作方式,可以确保任意一台主服务器故障时的无扰切换,保证数据服务的可靠性。
系统正常运行时,只有状态为主机的服务器保持与前置模块的正常通信和实时数据及控制命令的交互,并且只有主服务器负责向备服务器及所有客户机发送信息,从而保持数据的统一。备用服务器则处于侦听状态,保持与主服务器的数据同步,备用服务器时刻监听着主服务器的工作状态,一旦主服务器发生故障,备用服务器立即切换为主服务器,接替主服务器的工作向客户发送数据。系统前置模块中设计了相应的缓存机制,可保证即使主机全部发生暂时故障(或退出)及主备机切换情况下,间隔层设备的数据和信息可保存在缓存中,当主机重新和前置建立连接后,前置负责将缓存中的数据发送给主机,从而保证了数据和信息不丢失。
项目情况简介:该变电所有2条110kV进线,每条进线接入1台50MW三卷变压器电压等级为:110kV,35kV,6kV。设置35kV母线2段,母联开关1个;6kV母线2段,母联开关1个。
功能配置
主变保护屏:
主变差动保护装置PRD-9621U、主变高后备保护装置PRD-9622U、 主变中后备保护装置PRD-9622U、主变低后备保护装置PRD-9622U、主变非电量保护装置PRD-9691
主变保护功能配置为:
a. 电流差动保护,跳主变三侧开关。
b.本体重瓦斯保护、有载调压重瓦斯保护、变压器超温和压力释放保护动作跳主变三侧开关,本体轻瓦斯、有载轻瓦斯、变压器过温动作发信。
c.主变高压侧装设复合电压闭锁过电流保护,跳主变三侧开关。接入三侧的复合电压,任一侧电压满足条件即开放过流保护。
d.主变中压侧装设三段式复合电压闭锁方向过流保护,电压元件与过流定值均可独立整定。
e.主变低压侧装设两段式电流闭锁电压保护。
f.主变中压侧装设母线快速保护作为母线故障的主保护。当35kV母线发生故障时,快速切除中压侧开关。
g.110kV中性点装设两段式零序电流保护,每段保护均设两段时限,第一时限跳35kV、6kV电厂联络线开关,第二时限跳次总开关;另装设反应间隙回路的零序电压和间隙放电电流的两段式零序电流电压保护。
h.主变高、中、低压侧过负荷发信号。
1#公共屏:
备自投装置PRD-9651U、小电流接地选线装置LBD-MLN98V30、PT切换装置PRD-9693
备用电源自投(BZT)装置PRD-9651U功能配置:
备自投功能采用1台备投装置,实现110kV内桥及两条进线断路器的四种自投方式功能。
其中4种方式均可独立投退。4种方式同时投入时将根据系统运行情况自动判断动作。(见图1)
正常运行方式一:
Ⅰ﹑Ⅱ段母线分列运行,分别由#1电源﹑#2电源供电,两段母线互为备用。
备投方式1:Ux1无压﹑#1电源无流﹑Ux2有压﹑方式1自投控制字投入,则T1延时跳1DL,确认1DL跳开后,且母线无压,经T2延时合3DL。
备投方式2:Ux2无压﹑#2电源无流﹑Ux1有压﹑方式2自投控制字投入,则T3延时跳2DL,确认2DL跳开后,且母线无压,经T4延时合3DL。
正常运行方式二:
一路电源带两段母线运行(3DL在合位),另一路电源备用。
备投方式3:1DL合位,3DL合位,2DL分位,Ux1无压;当#2电源Ux2有压;#1电源I1无流;方式3自投控制字投入,则延时T5跳1DL。确认1DL跳开后,且母线无压,经T6延时合2DL。
备投方式4:2DL合位,3DL合位,1DL分位,Ux2无压;当#1电源Ux1有压;#2电源I2无流;方式4自投控制字投入,则延时T7跳2DL。确认2DL跳开后,且母线无压,经T8延时合1DL。
110kV电压自动切换装置PRD-9693功能配置:
110kV电压自动切换装置要求适用于线路侧PT,要求PT二次两段电压母线自动适应一次运行方式,要求备自投线路电压固定取自本侧线路PT,取电压自动切换装置输出的电压作为母线电压。
LBD-MLN98V300型小电流接地选线:
采用集中的小电流接地选线装置,在35、6kV系统单相接地时,可判断出故障线路,并发告警信号。35、6kV零序电流采自出线零序CT。
2#公共屏:
综合测控装置PRD-9682U、通信管理装置PRD-9601、光纤以太网交换机DLNK、卫星对时装置GPS
综合测控装置采集实现功能如下:
a.遥控开关包括:
> 110kV断路器;
> 110kV隔离开关;
> 主变中性点闸刀;
> 主变35kV断路器;
> 主变6kV断路器;
b.遥调包括:
可调有载分接开关1组,其中遥调命令有三个,即升、降、急停;
c.遥测包括:
> 110kV线路:三相电流、有功功率、无功功率;
> 110kV桥回路:三相电流、有功功率、无功功率;
> 主变压器:主变温度,主变高压侧三相电流、有功功率、无功功率,35、6kV次总三相电流、有功功率、无功功率;
> 110kV#1、#2进线电压:Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2;
> 35kV#1、#2段母线电压:Uab、Ua、Ub、Uc、3U0;
> 6kV#1、#2进母线电压:Uab、Ua、Ub、Uc、3U0;
> 所用电:#1、#2段Uab、Ubc、Uca,进线一相电流I;
> 直流母线#1、#2段220V电压Um1、Um2;
d.遥信包括:
> 变电所事故总信号,要求位置不对应发事故信号;
> 110 kV所有开关位置信号、弹簧未储能信号、储能电机故障信号、SF6低压信号;
> 110 kV隔离开关位置(含地刀);
> 35kV、6kV所有开关位置信号、弹簧未储能信号及手车位置;
> 35 kV、6 kV母线PT闸刀位置信号;
> 主变超温、瓦斯、油位信号;
> 主变有载调压分接头位置信号(17档);
> 所用电故障、异常信号;
> 直流系统故障、异常信号;
> 小电流接地装置信号;
e.GPS对时:
> 采用“北斗+GPS”双模块工作方式,硬接点B码对时;
后台系统功能配置:
a.系统应满足信息采集、处理、发送和命令接收、输出和执行的要求,具备与继电保护装置、自动装置、供電局调度端及后台机的通信功能,确保实现变电所遥测、遥信、遥控、遥调。
b.要求每个间隔测控装置与保护装置一一对应,35kV和6kV采用保护测控合一方式。
c.遥测量除主变油温采用直流采样外均采用交流采样方式。
d.通信管理机具备与直流系统、自动装置等设备的硬、软件接口。
e.通过GPS接收卫星标准时间信号,校准各测控保护单元的时钟,各单元之间的对时误差应小于1ms。
f.远动主机直接与调度进行数据通信,主机直接获取数据,经筛选、归并,按调度要求建立远传数据库并上传。
总结:
监控系统设计采用完全冗余的双服务器热备用工作方式,可以确保任意一台主服务器故障时的无扰切换,保证数据服务的可靠性。
系统正常运行时,只有状态为主机的服务器保持与前置模块的正常通信和实时数据及控制命令的交互,并且只有主服务器负责向备服务器及所有客户机发送信息,从而保持数据的统一。备用服务器则处于侦听状态,保持与主服务器的数据同步,备用服务器时刻监听着主服务器的工作状态,一旦主服务器发生故障,备用服务器立即切换为主服务器,接替主服务器的工作向客户发送数据。系统前置模块中设计了相应的缓存机制,可保证即使主机全部发生暂时故障(或退出)及主备机切换情况下,间隔层设备的数据和信息可保存在缓存中,当主机重新和前置建立连接后,前置负责将缓存中的数据发送给主机,从而保证了数据和信息不丢失。