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110kV主变微机保护的应用和运行
更新时间: 2021-08-17 17:31:12 访问次数: 0
110kV主变微机保护的应用和运行
110kV主变微机保护的应用和运行

  郑剑新广东省广宁县供电局(526300)


  


  广宁县供电局110kV黄盆变电所是于1981年投产,当时投产的是1台三相主变压器,配置的是典型的常规保护屏,此类继电器弊端较多,部件容易老化,使整定的准确度差,给设备的检修维护和试验工作带来不便,也严重危及了设备的安全可靠运行。因此,1997年经过多方面分析和比较,决定采用由南京自动化研究院南瑞继保分公司生产的PLP72-10型三相变压器微机保护。


  1 保护装置的配置


  根据黄盆变电所小水电上网多的特点,结合#1主变一次侧配置的设备和原来保护的配置,并经过与生产厂家研讨,配置了LFP-972A变压器差动保护、LFP-973A变压器后备保护和LFP-974变压器非电量保护装置。


  (1) LFP-972A变压器差动保护:


  该保护装置设有差动速断和比例差动两套差动保护功能。差动速断是反映差动电流的速断电流保护,能保证在变压器内部发生严重故障时快速动作跳闸。比例差动保护完全反映差动电流及制动电流的突变量,不受变压器正常运行时负荷电流的影响,有较高的检测变压器内部小电流故障的能力。该保护还设有TA断线报警、带延时的非电量保护和非电量保护的事件记录等功能。


  (2) LFP-973A变压器后备保护:


  该保护装置的二次电流取自110kV侧TA,包括有三段复合电压闭锁过流保护,其中Ⅰ段、Ⅱ段可方向闭锁,保证了保护的选择性;二段零序过流保护;一段零序过电压保护;非全相保护,并设置过负荷发信号、启动主变风扇等功能。


  (3) LFP-974非电量保护:


  该保护装置主要是从变压器本体来的非电量信号(如瓦斯等),起动后发出中央信号并送给微机保护作为事件记录,直接跳闸则起动本装置的跳闸继电器。另外,该装置还包括四个相互独立的不按相操作断路器的跳合闸操作回路。


  2 保护装置主要硬、软件结构


  (1) 主要硬件结构:


  采用两个独立的单片机。CPU1担负保护功能,完成保护输入量的采样计算、动作逻辑判断直至保护跳闸。CPU2为起动和管理机,内设整机起动软件。该起动软件在电子电路上与保护CPU1完全独立,动作后开放保护装置出口电源。而且现时配置的LFP-927A型差动保护附设了提高小电流故障检测灵敏度的工频变化量比例差动元件,增设了相电流工频变化量起动元件,采用二次谐波制动,其交流电流隔离变换采用的是电抗互感器,使变换电流的谐波分量不失真,提高了防误动的能力。在LFP-973A型后备保护的外部电流和电压输入经隔离交换互感器隔离变换后,由低滤通器输入到模数转换器。CPU经过采用数字处理后组成各种继电器,作为LFP-974型非电量保护,可直接启动跳闸出口回路而无需经CPU进行逻辑判断,有利于提高动作可靠性。


  (2) 主要软件结构:


  保护软件采用具有较高采样率的算法,保证了在故障全过程对所有继电器的运行实时计算,使装置有很高的固有可靠性及动作速度。其各侧TA均采用星形接线,各侧电流平衡调整和各侧电流存在的相位差由软件自动调整和校正,简化了电流的二次接线。其通信及装置内部主要软件电路的自检等工作,在正常运行下均由主程序自动进行。


  3 抗干扰问题


  由于主变微机保护工作电流较低,输入、输出回路易串入干扰而引起误动或拒动,但保护在设计上利用光耦模件隔离干扰信号以及将外部输入开关量转换为CPU可接收的弱电电平。跳闸输出和信号引出经非电量输出,避免了长电缆串入干扰,而且其引入、引出的电缆均采用屏蔽电缆,使抗干扰能力得到加强。保护从投运运行至今,没有发现保护因受干扰而误动或拒动和误发信号现象,而且解决了Y2K问题,顺利地通过Y2K的敏感时间,保证了设备和电网的安全运行。


  4 运行情况探讨


  PLP72-10型变压器微机保护是于1998年1月底在110kV黄盆投运的。在运行过程中也出现一些问题,值得探讨:


  (1) 电压、电流和相位的实时采样值和变压器差动电流、开关输入量状态等均可以显示,给现场调试和维护带来方便。但这些数据只可在主菜单中显示,不能打印出来,检查这些实时数据时要到现场,给管理和分析工作带来不便。


  (2) 保护的报告储存情况不是很理想。保护的报告记忆在储存满后,新的报告自动刷新旧的报告,如想保留有用的报告只能打出报告备存。另外,报告的储存不能有选择性地选择有用的报告储存,而删除无用的报告。要删除报告就会把全部报告都删除,而且在众多报告中要提取需要的报告时也有一定困难。


  (3) 当保护起动后在间隔较短时间内接着起动,后一次起动的数据就不能保存,以致不能分析后一次起动的原因,给运行分析和事故分析带来困难。现已由厂家对相应软件进行现场更换,而解决了问题。


  (4) 微机保护中显示的均为英文,给值班工确实带来诸多不便,也给人机对话带来困难,曾出现多次上报的报告不明确的现象,建议能对保护的显示采用汉语化。


  5 建议


  (1) 主变保护的微机化是发展方向:


  应用于黄盆所#1主变的微机保护在运行中虽然或多或少存在着一些问题,但总的来说,其运行状态是良好的,而且多次经受外部故障的考验。以该局的试验能力,保护的全项目调试只用半天就可完成,提高了效率;而最见效的还是在保护定值的整定方面,以前约需一天的工作,现在只用约半小时就可以。再加上微机保护具有平时运行时可实时观看电压、电流和相位的采样值,变压器差动电流、开关输入量状态也可从菜单中显示,相序的正确性和测量六角图可直接从菜单中判别等功能,主变微机保护确实给运行管理带来诸多方便。运行情况表明,随着微机保护的日渐成熟与逐步完善,不仅主变微机保护值得广泛采用,而且线路微机保护也将得到普遍应用。


  (2) 技术支持问题:


  众所周知,微机保护与常规保护的本质区别在于微机保护把逻辑判断工作交由软件来实现,保护动作行为的正确与否、保护装置的完善与否很大程度上取决于软件设计。也就是说,用户保护动作行为的分析能力主要取决于对软件程序的理解程度。微机保护的现场调试需研制出完善的试验方案来模拟各种情况下的各种故障,以便试验所有的程序段,才能使软件存在的缺陷暴露出来。要做到这一点,用户必须对保护的硬、软件设计有较详细的了解。由于种种原因,多数微机保护生产厂家对这方面的资料提供较少,导致用户在日常维护及缺陷处理时过多地依赖厂家,特别是在主部件损坏时,要退出保护等均需厂家来协助处理,也给运行带来了不便。


  6 结束语


  110kV黄盆变电所#1主变微机保护的应用,使我们坚信:不但主变微机保护的应用是大势所趋,值得推介,而且线路微机保护的应用也是势在必行。因此,计划在2000年下半年建设的110kV占岗评变电所的主变保护及线路保护也计划选用微机保护。结合保护的发展方向,在1999年底该局现运行的主网110kV线路保护已全部更换为微机保护,并计划把35kV线路保护和10kV线路保护也逐步更换为微机保护。



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