220kV线路_变压器组的保护特点探讨

GUANGDONGELECTRICPOWERVol119No11　

Jan12006　

文章编号:10072290X(2006)0120046204

220kV线路-变压器组的保护特点探讨

丁浩杰

(广东省电力试验研究所,广州510600)

摘要:湛江奥里油电厂的高压厂用备用电源采用220kV线路-变压器组的独特结构方式,在广东省内是独一

无二的。由于线路与变压器之间无断路器,其保护与常规线路保护或变压器保护相比有独特之处。为此,结合湛江奥里油电厂的工程实践,对该类型线路-变压器组的保护特点进行了探讨。关键词:线路-变压器组;继电保护;220kV线路;线路保护;变压器保护中图分类号:TM773

文献标识码:B

Studyonrelayprotectionof220kVline2transformerunit

DINGHao2jie(GuangdongPowerTest&ResearchInst.,Guangzhou510600,China)

Abstract:220kVline2transformerunitisusedforHVauxiliarystandbypowersourceinZhanjiangOrimulsion2firedpowerplant,whichisuniqueinGuangdong,China.Astherearenotanycircuit2breakersbetweenthelineandthetransformer,protectionofsuchstructureisdistinctfromconventionallineortransformerprotection.

protectionof220kVline2transformerunitaccordingtotheactualsituationofZhanjiangOrimulsion2firedpowerplant.

therelay

Thispaperintroducesandanalyzesthe

Keywords:line2transformerunit;relayprotection;220kVline;lineprotection;transformerprotection

　　湛江奥里油电厂装设2台600MW发电机组,设1台高压起动-备用变压器(以下简称起备变)。其高压厂用备用电源取自距电厂约115km的220kV湛江电厂Ⅱ期升压站,从该站引一回220kV专用线以线路-变压器组的形式供电。对于220kV线路-变压器组中间不设断路器这种独特的接线结构方式,广东省内尚无相关经验,但线路-变压器组作为一种重要的接线方式,将越来越多地出现在220kV系统中。本文结合湛江奥里油电厂的工程实践,对该线路-变压器组的保护特点进行介绍,以期和同行们交流与探讨。

(GIS)。为了向湛江奥里油电厂起备变供电,新建

一出线间隔接入220kVⅤ母线和Ⅵ母线,出线为一回220kV电缆(湛奥线)直接接至起备变高压侧,高压起备变为沈阳变压器公司生产的SFFZ250000/220TH有载调压型变压器,绕组接线方式为YN,yn0,yn0,低压侧中性点接地电阻为40Ω。起备变低压侧A分支分别经开关接至1号、

2号机组的6kV工作A段,B分支分别经开关接

至1号、2号机组的6kV工作B段。一次接线图如图1所示。

2　保护配置

对于中间不设断路器的线路-变压器组,如果线路很短(不超过1km),则可把线路当做变压器的一部分,配置常规的变压器保护,本文不再详述。对线路长度超过1km,一般有以下3种保护配置方案:

a)配置线路-变压器组光纤大差保护。其特

1　电气主接线

220kV湛江电厂升压站为双母线双分段、双

母联开关接线方式。采用新东北电气(沈阳)高压开关有限公司生产的六氟化硫封闭式组合电器

收稿日期:2005209226

　第1期丁浩杰:220kV线路-变压器组的保护特点探讨

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点是保护配置简明,灵敏性高,反应故障速度快,接线简单。但由于无法判别是线路故障还是变压器故障,不能满足线路故障重合闸、变压器故障不重合闸的要求,且保护设备需进口,投资较大,国内很少采用。

b)配置变压器保护,并且只在线路电源端配置阶段式保护。其特点是技术比较成熟,能满足线路故障重合闸、变压器故障不重合闸的要求,保护设备不需进口,投资少,在我国北方省份采用较多。但由于线路只采用阶段式保护,灵敏性不高,反应故障速度较慢,不利于系统稳定,且该220kV线路较短,只用阶段式保护也不合适。

c)配置变压器保护和线路分相差动保护。其特点是反应线路故障速度快,能满足线路故障重合闸、变压器故障不重合闸的要求,国产保护设备及技术比较成熟,投资较少。但相对第一种方案来说,配置较复杂,二次接线较多,切除变压器故障时间较慢。

该线路起备变的保护采用的是第三种方案。选用国电南京自动化股份有限公司的微机线路及变压器保护,保护配置如图1所示。

220kV电缆(湛奥线)的保护主要由光纤电流差动保护实现,双重化配置。在220kV升压站侧的线路保护A屏、B屏各配置一套PSL603G数字式光纤电流差动保护装置,在奥里油电厂侧的线路保护A屏、B屏各配置一套PSL603GA数字式光纤电流差动保护装置。PSL603G数字式光纤电流差动保护装置包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护,由三段式的相间和接地距离及四段零序方向过流、零序加速段及电压互感器(TV)断线零序方向过流构成的全套后备保护。PSL603G比PSL603GA增加了自动重合闸功能。另外,在220kV升压站侧的线路保护A屏配置一套PSL631A数字式断路器保护装置,构成断路器失灵起动、三相不一致保护。起备变保护A屏、B屏安装在奥里油电厂侧,各配置一套DGT801A数字式发电机变压器组保护装置。DGT801A保护装置包括以二次谐波制动式

图1电气一次接线图及保护配置图

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广东电力第19卷　

差动保护为主保护,由三侧零序过流、高压侧复合电压闭锁过流、低压侧分支过流等构成的后备保护。另外,在起备变保护A屏配置一套DGT801F数字式变压器非电量保护装置,包括瓦斯、压力释放、速动油压、温度保护和冷却器全停等非电量保护。

3　保护特点

311　线路-变压器保护特点

该线路-变压器保护与常规线路保护和变压器保护相比有下列特点:

a)与常规变压器保护动作后直接跳相关断路器不同,该线路-变压器保护中的DGT801A变压器保护动作后,跳闸令需通过长距离通信信道方能跳对侧断路器切除故障。为保证信道的可靠性,选用两路的专用光纤信道,并在两侧各配置两套GXC-01光纤通信机。每套GXC-01光纤通信机可传输4个信号,分别为跳线路断路器、启动失灵、跳母联及跳分段。其中跳线路断路器、启动失灵信号经对侧光纤通信机接口输出后,为防止误动,需经当地判别装置判别才输出。而跳母联及跳分段信号经对侧光纤通信机接口输出后,不经判别直接启动相关断路器的跳闸中间继电器。

b)DGT801F变压器非电量保护动作后,原设计也是通过光纤通信机的跳线路断路器信号通道跳对侧线路断路器,但经调试发现,非电量保护动作并不一定伴随电量变化,故不能经当地判别装置判别。改为把非电量保护跳闸令出来,经线路保护装置的远跳通道,不经判别直接启动对侧线路断路器的永跳继电器。该线路-变压器的保护出口系统如图2所示。

c)由于变压器高压侧没有TV,220kV母线TV距离太远,所以变压器保护不能检测到高压侧零序电压量,不能设高压侧中性点间隙过压保护,故该变压器高压侧中性点采用直接接地方式,不装设接地开关。

d)由于变压器保护不能检测到高压侧零序电压量,所以变压器高压侧零序方向过流保护中,只能投零序过流,而不能投方向,导致保护无方向选择性。

e)PSL603G光纤电流差动保护中设有启动元

图2

保护出口系统图

程序。而该启动元件只有在下列几个条件之一满足的情况下才启动:断路器跳位;电流突变;电压降低。当线路-变压器空载运行发生线路故障时,奥里油电厂侧的断路器跳位(没有断路器)和电流突变都不满足条件,为了正确启动光纤电流差动保护,需把变压器低压侧TV电压引入光纤电流差动保护的电压端子中,这与常规线路保护的电压量相比是不同的。

从图2可看出,当220kV线路发生故障时,线路光纤电流差动保护迅速动作切开线路开关,并能实现重合闸功能。当变压器非电量保护动作时,将通过线路保护装置的远跳通道,直接作用于线路开关的永跳回路,反应故障速度也较快。当变压器电量保护(如变压器差动保护)动作时,跳闸信号

件,只有该启动元件启动后,保护才进入故障判别

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经过光纤通信机、光纤及当地判别装置作用于线路开关的永跳回路,由于跳闸令经过的环节多,故有一定的时延(约为100ms)。

该保护方案能全面地反应线路或变压器内部的各种故障,且所用保护装置在国内有很多运行经验,技术成熟,运行可靠,是现有的几种方案中较优的一种。312　几点建议

a)该220kV线路为电缆,发生瞬时性故障几率很小,所以不用考虑线路故障重合闸问题。如果采用配置线路-变压器组光纤大差保护的方案,可使保护配置简明,可靠性提高,不论线路还是变压器故障,反应速度快,可防止故障扩大,有利于系统稳定。缺点是设备需进口,价格高,国内运行经验少,而且保护的可靠性还有待证明。如果国内保护设备厂家能发挥本身技术优势,研发出符合国内继电保护要求的线路-变压器组光纤大差保护产品,还是具有很大的应用前景。b)由于没有变压器高压侧电压量,给相关保护带来一系列问题。如果必需,则当线路较短时(如该湛奥线只有115km),可从对侧取TV二次量通过二次电缆送至变压器保护处。当线路较长时,则需增加变压器高压侧TV。

4　结束语

由于线路-变压器的独特接线方式,其继电保护方案较复杂,这给继保设计人员、保护设备厂家带来了一个新课题、新挑战。现有的几种继电保护方案各有优缺点,采取何种继电保护方案,还要根据实际一次设备情况、系统运行要求、资金等情况综合考虑。

参考文献:

[1]陈力1220kV线路变压器组继电保护的几个特殊问题[J].吉林

电力,2003(1):22223,451

作者简介:丁浩杰(1972—),男,广东广州人,电气工程师,工学学士,从事电力系统自动化和继电保护工作。