1、变电运行220KV线路保护220KV线路保护1、主接线图简介凌津滩水电厂有9台单机容量为30MW发电机、5台主变（#1、#2、#4、#5B容量为70MVA，#3B容量为35MVA），#5G-#3B组成单元接线，其余8台发电机4台主变组成两机一变的扩大单元接线。采用220KV单母线分段，5进2出的主接线方式，有两回220KV的出线接入系统，一回凌-漳线（LGJ-400/30KM），一回凌桃线（LGJ-400/115KM）。2、220KV系统参数2.1电厂外送线路输送潮流线路路径电压等级（KV）线路长度（KM）线路型号输送潮流（MW）凌-漳线22030LGJ-4000-+240凌-桃线220115
2、LGJ-4000-+2402.2 系统频率:50HZ2.3 系统额定电压：220KV，最高运行电压：242KV2.4 中性点接地系统为直接接地系统2.5 线路阻抗凌-漳线 30KM 2.4+J12.51凌-桃线 115KM 9.2+J47.962.6 安装的主设备2.6.1 电力变压器220KV,70MVA 2422X2.5%/10.5KV 四台220KV,35MVA 2422X2.5%/10.5KV 一台(3#TM)Ynd112.6.2 220KVSF6断路器额定操作电源电压：DC220V20%额定短路开断电流：40KA操作机构型式： 分相操作气动合闸时间： 50ms跳闸线川2个 分相操作：
3、合闸线川1个 2.6.3 CT额定二次电流：1AGISCT二次接线图表 开关编号CT号变比等级接入回路CT方向#610#620#630#640#650BA3900/15P20母线保护主变侧BA4600/102备用BA5900/105故障录波BA6900/15P20失灵保护母线侧BA7300/15P20主变后备保护BA8200/15P20主变差动保护开关编号CT号变比等级接入回路CT方向#602#604BA1900/15P20线路保护母线侧BA25P20线路保护BA30.5录波BA4600/10.2计量线路侧BA5900/10.5测量BA6900/15P20母线保护#600BA1900/15P2
4、0母线保护I段母线BA25P20失灵保护BA30.5测量BA40.5母线充电保护II段母线BA50.5录波BA65P20母线保护2.6.4 电容式电压互感器额定一次电压：220KV额定二次电压：100V额定辅助二次电压：100V3、系统继电保护及安全自动装置的配置3.1 220KV系统继电保护3.1.1 220KV线路保护220KV两回出线均采用南京自动化设备厂生产的第三代微机保护，即每回线路配置一面GXW101A-112Y高频闭锁保护柜和一面GXW102A-101Y高频方向保护柜。3.1.2 220KV母线保护配置一套能快速有选择性地切除故障的中阻抗220KV母线保护。采用南自厂生产的HMZ
5、-101(H1)型母线保护,由两面柜组成,本保护柜还含有母线充电保护。3.1.3 220KV断路器失灵保护配置一面GLS-101(H1) 断路器失灵的集成电路保护。A：失灵保护采用以母线为单元的原理接线及组屏方式B：失灵保护的跳闸出口接点串有复合电压闭锁接点，其整定值保证线路末端故障时有足够的灵敏度 C：失灵保护动作先跳开分段断路器，后跳开其它相关断路器3.2系统安全自动装置3.2.1 微机故障录波配置两面由成都府河电气公司生产的WGL-12A5型微机故障录波柜，每一母线段配置一面柜，模拟量录取:母线电压、线路电流、主变高压侧电流。3.2.2 远切联切柜当我厂输送能力受到暂态稳定限制时，可在2
6、20KV出线与系统解裂时（远方或现地）自动接受远方发送来的切机命令（音频信号）及现地出线开关跳闸联切命令切除部分发电机以提高我厂暂态稳定水平。凌漳线：配置一面由省电力设计院试验工厂生产的远切联切柜(IIS型),以接受漳江变发送来的远方切机信号切本站机组。凌桃线 ：配置一面IIIS型远切联切柜,以接受桃花江变发送来的远方切机信号切本站机组。3.2.3 失步切机柜两回220KV出线配置一面由省电力设计院试验工厂生产的UFV失步切机柜。A：根据联络线电压电流之间的相位角来判定系统发生失步振荡并发出跳开相应线路和切机命令B：具有df/dt、du/dt闭锁功能，以防止由于短路故障、负荷反馈、频率或电压异
7、常可能引起的误动作3.2.4大小电流切机柜配置一面由省电力设计院生产的大小电流切机柜，能根据二次线路电流的大小组合按给定条件完成切机功能。该装置用于环网线路或电磁环网中，正常时我厂两回220KV的出线通过系统合环运行。当一回故障线路断开后，该故障线路电流减少；另一回非故障线路电流增大，为了防止造成非故障线路过负荷或系统稳定破坏而装设大小电流切机装置。3.2.5 低周自启动柜配置一面由省电力设计院生产的WPZ低周自启动柜。 A：能测量装置安装处母线电压、频率及它们的变化率B：具有低电压、低电流闭锁及df/dt滑差闭锁功能，能有效防止短路故障、负荷反馈、电压异常可能引起的误动作4、我厂与系统之间的
8、电力载波通道和高频保护通道4.1我厂载波高频通道的构成：4.1.1输电线路：三相线路4.1.2 高频阻波器：由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路。当其谐振频率为选用的载波频率时，对载波电流呈现很大的阻抗，从而使高频电流限制在被保护的输电线路以内，而不至于流到相邻的线路上去。对50Hz工频电流而言，高频阻波器的阻抗仅是电感线圈的阻抗，其值较小，因而工频电流可畅通无阻。4.1.3 耦合电容器：其电容很小，对工频电流具有很大的阻抗，可防止工频高压侵入高频收发信机。对高频电流则阻抗很小，高频电流可顺利通过。4.1.4 结合滤波器：减小高频信号的衰耗，使高频收发信机收到高频功率最大；同时进一步使高频收
9、发信机和高压线路隔离，以保证高频收发信机与人身的安全。4.1.5 高频电缆：将户内的收发信机和户外的连接滤波器连接起来。4.1.6 接地刀闸：辅助设备，在调整或检修高频收发信机时，将它接地，保证人身安全。4.1.7 高频收发信机：发出和接收高频信号。4.2 具体配置：我厂的两回220KV出线A、B、C三相均设置线路阻波器和耦合电容器。三相均安装高频结合设备，其中阻波器工作频率为84500KHZ，结合滤波器工作频率为60-500KHZ。通道图如下： 凌津滩水电站 漳江变 274KHZ 高闭保护 220KV/C/30KM 302KHZ 高频方向保护 220KV/B/30KM 416420/4084
10、12KHZ 220KV/A/（416420/408412KHZ） 复用远切电力载波通道（ZBD3B） 桃江220KV变 206KHZ 高闭保护 220KV/A/115KM 复用保护（高频方向）和远切 288292/280284KHZ 220KV/B/（280284/288292KHZ） 复用远动通道 380384/372376KHZ 220KV/C/（372376/380384KHZ）凌漳线：A相开设1路复用远切的ZBD3B电力线载波通道，频率为本站侧发416420KHZ、收408412KHZ； B、C相各开设1路高频保护通道，频率为：B相302KHZ、C相274KHZ。 凌桃线：A相开设1路
11、高频保护通道，频率为206KHZ； B相开设1路复用保护和远切的ETI电力载波通道，频率为：本站侧发288292KHZ、收280284KHZ，该通道与ZBD3B载波通道转接；C相开设1路复用1200Bd远动的ETI电力载波通道，频率为：本站侧发380384KHZ、收372376KHZ，该通道在桃江变转微波至省调，作为省调至本站的调度电话和调度自动化备用通道。4.3装置同专用收发讯机YBX1的连接保护装置控制方向专用收发讯机 起动元件起动本侧发讯，同时收发讯机还设有远方起讯回路停讯元件（正方向时动作）停止发讯 收讯输入（在收到讯号时闭琐保护）收到任一侧高频信号时接点闭合4.4装置同复用载波机接口
12、的连接保护装置控制方向复用载波器接口装置闭琐式：反方向时闭合允许式：正方向时闭合 TX（发送命令控制）收信输入（开入）闭琐式：收到信号闭琐保护允许式：收到信号开放保护（收到对侧命令时闭合） RK导频消失（解除闭琐）仅在允许式时使用，在本侧正方向且为相间故障，在起动后100MS内收到解除闭琐信号时发出跳闸脉冲（既收不到命令，又收不到导频时带延时闭合） UNBLK5、CLS101A、CLS102A数字式线路保护装置简介双高频保护CSL101A及CSL102A的区别在于高频保护部分。CSL101A高频保护为：高频相间距离、高频接地距离、高频零序方向、高频负序方向；CSL102A侧配置了突变量方向高频
13、、高频零序方向、高频负序方向。CSL101A与CSL102A后备保护部分（三段式距离、四段式零序）完全相同。三个硬件完全相同而又互相独立的CPU插件分别承担高频、距离、零序方向等功能，由三个CPU插件分别驱动的起动继电器触点构成三取二回路总开放各出口继电器。本装置采用标准的19机箱，面板为整面板9形式，内部插件为插拨式，具有锁紧机构可靠的特点。装置安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。5.1 线路主后备保护的平面布置图 GXWT线路保护（A）柜 GXW102A-101Y线路保护（B）柜 3DQ 3FA 4FA1 4FA2 11FXA 11FXA 11FA 11FA 1DQ 1DQ 1FA 1FA
14、 1KG 1KG 1LP1 1LP2 1LP3 1LP4 1LP5 1LP6 1LP7 1LP8 1LP1 1LP2 1LP3 1LP4 1LP5 1LP6 1LP7 1LP8 1LP9 1LP10 1LP11 1LP12 1LP13 1LP14 1LP15 1LP16 1LP9 1LP10 1LP11 1LP12 1LP13 1LP14 1LP15 1LP16 3LP1 3LP2 3LP3 3LP4 3LP5 3LP6 3LP7 LP1 LP1 LP2 LP3 LP4 LP5 LP6 LP7 LP8 LP2 LP3 LP4 LP5 LP6 LP7 XLBF-1 XLBH-2 XLBF-1 X
15、LBH-2 XLBF-1屏 3n-CSI101A数字式断路器控制装置 4n-双跳闸线川分相操作箱FCX12C 11n-高频收发讯机YBX-1 1n-CSL101A数字式保护装置 1n-中英文打印机(EPSON LQ-300K) 3QK-综合重合闸装置的切换开关（单相、综合、三相、停用） 11QK1（11QK2）-高频保护收发讯机（YBXI）输入、输出量的切换（本线、 旁路、停用） 1DQ、3DQ-拨轮开关（选择定值区号） 4FA1、4FA2、11FA、1FA-复归按钮 11FXA-发信按钮 1KG-打印机电源开关XLBF-2屏 11n-高频收发讯机YBX-1 1n-CSL102A数字式保护装置
16、 1n-中英文打印机(EPSON LQ-300K) 11QK1（11QK2）-高频保护收发讯机（YBXI）输入、输出量的切换（本线、 旁路、停用） 1DQ-拨轮开关（选择定值区号） 11FA、1FA-复归按钮 11FXA-发信按钮 1KG-打印机电源开关 注：凌-江线GXW102A101（改）线路保护（B）柜没有装收发讯机。5.2 CSL101、102数字式保护装置的硬件配置 AC VFC CPU1 CPU2 CPU3 CPU4 TRIP1 TRIP2 LOGIC SIGNAL POWER 交流 模数变换高频保护 距离保护零序保护 录波 跳闸1 跳闸2 逻辑 信号 电源 1 2 3 4 5 6
17、 7 8 9 10 11本装置共有11块插件，从左至右依次为：A）交流插件(AC，件号：CS2001B-A)B）摸数变换插件（VFC，件号：CS2003A-A）C）高频保护插件（CPU1件号：CS2004AB）D）距离保护插件（CPU2件号：CS2004AB）E）零序保护插件（CPU3件号：CS2004AB）F）故障录波插件（CPU6，件号：CS2004CC）G）跳闸（1）插件（TRIP1，件号：CS2007KA）：H）跳闸（2）插件（TRIP2，件号：CS2007LA）：I）逻辑插件（LOGIC，件号：CS2010MA）：K）信号插件（SIGNAL，件号：CS2008DB）L）电源插件（PO
18、WER，件号：CS2030FA）5.2.1硬件说明5.2.1.1交流插件(AC)将系统PT、CT二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。本插件设有九个模拟量输入变压器（YH及LH），分别用于三相电压、三相电流、3U。、3I。及一个备用的LH。5.2.1.2模数变换插件(VFC)本插件共有九路电路结构完全相同的电压频率变换器，分别将交流插件输出的四路电压和五路电流变换成脉冲频率随入模拟量幅值大小变化的脉冲量，并经快速光耦（6N137）光电隔离后送至CPU系统中的计数器计数，以实现模数转换。5.2.1.3 CPU插件本装置高频、距离和零序保护三个CPU插件硬件完全相同，仅单
19、片机片内固化的程序不同。开出分成两种：一种用于驱动出口及信号继电器，此种开出的+24伏电源都是经过本插件告警继电器常闭接点闭锁的；另一种用于驱动告警继电器，其+24伏电源是不经过闭锁；有两路告警：告警I：用于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况；告警II：则用于不需闭锁开出的情况5.2.1.4 故障录波插件 本插件主要由单片机扩展系统和网络通讯系统两部分组成。单片机设有十路模拟量输入，十六路开关量输入，按每周20点采样，连续录波可达25秒。5.2.1.5跳闸1插件（TRIP1）两组跳闸出口继电器:可用于同时跳开两个断路器，每组跳闸出口都包括了三个分相出口继电器及分别用于驱动操作继电器箱的三
20、跳和永跳继电器。其中三跳继电器由三个分相出继电器的接点接成三取二回路驱动，各分相出口及永跳继电器均由CPU插件开出光耦直接驱动。所有跳闸出口继电器线圈都经过由三个起动继电器分别由高频、距离和零序三个CPU驱动，从而实现了必须有两个及以上CPU同时起动才可能接通跳闸回路。5.2.1.6跳闸(2)插件（TRIP2）提供了另外两组跳闸出口，连同跳闸插件（1）本装置共有四组跳闸出口，以满足跳双开关，而每组开关又都有双跳闸线圈的场合。5.2.1.7逻辑插件（LOGIC） 本插件设有三个分相出口继电器和永跳继电器。用其接点串联后驱动三跳重动继电器。而用三个二极管构成的“或”逻辑驱动跳闸重动继电器及两个保护
21、动作继电器。利用这些继电器接点分别构成联锁切机、起动重合闸及远动信号。5.2.1.8信号插件分两部分：保护动作信号及告警信号。5.2.1.9电源插件本插件为直流逆变电源插件。直流220KV电压输入经抗干扰滤波回路后，利用逆变电源输出本装置需要的三组直流电压，即5V、15V及24V，三组电压均不共地。 A +5V用于各CPU B 15V用于各VFC芯片 C +24用于驱动继电器及作为开入的正电源5.2.1.10 人机对话板(MMI) A 单片机 B 串行通讯口：TXD（发讯端）及RXD（收讯端） C 键盘和液晶显示（LCD） D 开入和开出 E 串行硬时钟5.3人机对话本装置面板上设有一个双行，
22、每行16字符的液晶显示器。正常运行时第一行显示装置的实时时钟，第二行轮流显示各模拟量的测量值（各量均按整定时输入的CT和PT变比归算至一次值）；当前各保护和重合闸的投退压板位置及定值区号。按四方键盘中央的“SET”键，显示器立即转为显示装置功能键的“一级菜单”。在任何时刻按左下角的Q键（英文Quit的缩写）可以退出当前状态或回到正常显示。在执行任何菜单命令时，如持续30秒不按任何键，也将自动返还到正常显示。a) 人机对话板（MMI）固定在面板后，在装置的面板上有一个双行16位液晶，一个四方键盘，一个复归按钮，一个串行接口和六个指示灯。b) 指示灯从上到下为运行监视、跳A、跳B、跳C、永跳、告警
23、信号灯。c) 串行接口可在调试时连通PC机，利用PC机的调试软件进行调试。d) 装置正常运行时，运行监视灯亮，跳A、跳B、跳C、永跳、告警信号灯均不亮。保护动作时四个跳闸灯中部分或全部灯亮，装置异常或故障时告警灯亮。5.4 CSL1O1、CSL102A数字式保护装置的软件5.4.1 保护配置表装置类型保护功能CSL101ACSL102A备 注高频相间、接地距离全线速动主保护高频突变量方向全线速动主保护高频零序方向（在高频接地距离灵敏度不够的情况下，作为快速主保护）（仅作为突变量方向保护的后备保护）高频后备保护（振荡闭琐中选相跳闸）三段距离保护配置阻抗快速I段，可高速跳闸）四段零序保护5.4.2
24、 保护原理5.4.2.1 启动元件数字式保护的保护功能在正常运行情况下是不投入的，只有在保护装置启动元件动作后，才投入有关的保护功能。三种保护均配置了相同的启动元件，利用三种的启动元件接成“三取二”回路，开放保护出口的负电源。主启动元件：相电流差突变量启动元件，保证在系统正常运行时，可靠的不启动；而在系统发生故障时，能可靠的启动，瞬时开放保护功能。同样，还应该尽量躲过系统的振荡。辅助启动元件：零序辅助启动元件。过电流元件、阻抗元件。在特殊情况下，突变量启动元件可能灵敏度不够，以保证突变量启动元件不能动作时依靠辅助启动元件来开放保护动能，但为了保证在突变量启动元件可以动作的情况下，有突变量启动元
25、件优先动作来开放保护的要求，辅助启动元件带150ms的延时。5.4.2.2 选相元件选相元件的正确选相，才能保证测量元件的准确性和快速性。三种保护均设有两种选相元件：利用相电流差突变量元件作为保护启动后第一次选相的选相元件，利用负序电流与零序电流的比相作为振荡闭锁中切除各种故障的选相元件。在振荡闭锁中，突变量选相的结果已靠不住，所以在振荡闭锁中，保护的出口跳闸均需经过该稳态量选相元件的把关而选相跳闸。5.4.2.3 方向元件零序、负序、突变量方向元件均为故障分量的方向元件。方向阻抗元件的动作特性为四边形特性，计算的阻抗同阻抗特性区比较，以确定区内外。不对称故障的方向性，由负序方向元件来把关；对
26、称短路的方向性，由记忆电压结合突变量方向来把关。6 数字式断路器控制装置CSI101A A）安装于GIS继电保护室的XLBF-1（A）柜 。 B）其交流电流量取至线路CT（BA1）， 交流电压量取至母线PT（BV101）及线路PT（BV1）。 C）其直流工作电源经XLBF-1（A）屏后自动空气开关3DK取至GIS继电保护室直流分屏DCS。6.1 CSI101A数字式断路器控制装置的硬件配置 AC 交流 1 VFC模/数 2 CPU2 重合闸 3 CPU4 失灵 4SBZDO 逻辑1 5CHZDO 逻辑2 6 SIG信号 7POWER 电源 8本装置共有11块插件，从左至右依次为：A）交流插件(
27、AC，件号：CS2001ABD)B）摸数变换插件（VFC，件号：CS2003AA.）C）重合闸插件（CPU2件号：CS2004AB）D）三相不一致、失灵启动及充电保护插件（CPU4件号：CS2004AB）E）逻辑插件1（SBZDO，件号：CS2010DB）F）逻辑插件2（CHZDO，件号：CS2010EB）：G）信号插件（SIGNAL，件号：CS204FB）H）电源插件（POWER，件号：CS2030FA）另外在面板背后有一块人机对话板（MMI） a) 人机对话板固定在面板后，在装置的面板上有一个双行16位液晶，一个四方键盘，一个复归按钮，一个串行接口和五个指示灯。 b) 指示灯从上到下为运行
28、监视、重合闸充电、保护动作、重合闸动作、告警信号灯。 c) 串行接口可在调试时连通PC机，利用PC机的调试软件进行调试。 d) 装置正常运行时，运行监视灯亮，重合闸充电、保护动作、重合闸动作、告警信号灯均不亮。装置异常或故障时告警灯亮。6.2 CSI101A数字式断路器控制装置的软件配置6.2.1重合闸方式装置利用装设于XLBF-1（A）屏上的切换开关3QK，可实现单相重合、三相重合闸、综合重合闸、停用重合闸四种方式。单重方式：单相故障单跳单合，多相故障三跳不重合。三重方式：任何故障三跳三合。综重方式：单相故障单跳单合，多相故障三跳三合。停用方式：重合闸退出。重合闸长期不用时，应设置于停用方式。6.2.2 重合闸充电的条件A）断路器在“合闸”位置，接进保护装置的跳闸位置继电器TWJ不动作。B）重合闸启动回路不动作。以上两条件均满足时可启动重合闸充电，充电时间为15秒。充电未满前装置面板上“重合闸充电”灯将点亮，重合闸充电完成后充电灯自动熄灭。6.2.3 重合闸的启动装置设有两个启动重合闸回路：保护起动及断路器位置不对应起动。A）保护启动：自动重合闸由线路主保护启动，也可以由后备保护的第一段启动，设有单跳启动重合闸及三跳启动重合闸两个开入端子。B）断路器位置不对应起动。主要用于断路器偷跳。6.2.4 沟通三跳 A）由于重合闸装置原因不允许保护装置选跳时，由重合闸箱体输出沟通三跳
