110kV母差保護(hù)雙重化配置在丹江口水力發(fā)電廠的應(yīng)用

摘 要：丹江電廠原110kV母線(xiàn)保護(hù)采用JMH-1型中阻抗原理母線(xiàn)保護(hù)裝置，由于投運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，已經(jīng)漸漸暴露出一些問(wèn)題，給運(yùn)行帶來(lái)很大的安全隱患。為了提高丹江電廠自動(dòng)化水平，提高保護(hù)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，采用南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的PRC15GA-218A型微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)裝置和國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的GSGB750-C15AG母線(xiàn)保護(hù)柜實(shí)現(xiàn)110kV母線(xiàn)保護(hù)的雙重化配置。

關(guān)鍵詞：母差；安裝；雙重化；方案

1、概述

丹江口水力發(fā)電廠位于位于漢江上游，坐落在南水北調(diào)中線(xiàn)水源地——湖北省丹江口市，總裝機(jī)容量6×175MW，其中開(kāi)關(guān)站110kV主接線(xiàn)方式為雙母帶旁母接線(xiàn)，4條進(jìn)線(xiàn)，7條出線(xiàn)，襄陽(yáng)、十堰、南陽(yáng)部分地區(qū)為主要供電轄區(qū)。

2、裝置運(yùn)行情況

母線(xiàn)是電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備，母線(xiàn)保護(hù)裝置的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對(duì)保證整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。我廠110kV母差保護(hù)裝置為許繼生產(chǎn)的JMH-1型母線(xiàn)保護(hù)裝置，采用中阻抗電流差動(dòng)原理，由13個(gè)組件及附加繼電器組成。在歷次檢修過(guò)程中，多次發(fā)現(xiàn)裝置部分繼電器由于頻繁動(dòng)作造成接點(diǎn)損壞或者粘連，存在質(zhì)量問(wèn)題并予以更換。

原理局限性：

JMH-1型母差保護(hù)的原理是采用被保護(hù)母線(xiàn)各支路電流的矢量和作為動(dòng)作量，以各分路電流的絕對(duì)值之和附以小于1的制動(dòng)系數(shù)作為制動(dòng)量。在區(qū)外故障時(shí)可靠不動(dòng)，區(qū)內(nèi)故障時(shí)則具有相當(dāng)?shù)撵`敏度。算法簡(jiǎn)單但自適應(yīng)能力差，二次負(fù)載大，易受回路的復(fù)雜程度的影響。

3、改造的原則

根據(jù)《“ 防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求”實(shí)施細(xì)則》第13章“防止繼電保護(hù)事故”中相關(guān)要求，結(jié)合我廠實(shí)際情況，經(jīng)多方面調(diào)研、選型，最終采用國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)SGB750系列母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)裝置、PSL633U母聯(lián)保護(hù)裝置和南京NARI公司生產(chǎn)RCS-915AB系列母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)裝置構(gòu)成雙套母線(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)。

4、保護(hù)裝置介紹

4.1 SG B750型母線(xiàn)保護(hù)裝置簡(jiǎn)介

4.1.1保護(hù)配置

SG B750數(shù)字式母線(xiàn)保護(hù)裝置具有如下多種保護(hù)功能：母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)、母聯(lián)斷路器失靈和死區(qū)保護(hù)、母聯(lián)過(guò)流保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)、母線(xiàn)斷路器非全相保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖功能和運(yùn)行方式識(shí)別功能等。

4.1.2 母差保護(hù)基本原理

采用比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)原理，分設(shè)大差功能及各段母線(xiàn)小差功能，將整個(gè)雙母線(xiàn)作為被保護(hù)組件的大差功能用于判別母線(xiàn)區(qū)內(nèi)故障，僅將每段母線(xiàn)作為被保護(hù)組件的小差功能用于選擇故障段母線(xiàn)。裝置針對(duì)不同容量的電力系統(tǒng)和不同故障類(lèi)型的特征，設(shè)置了兩種起動(dòng)功能：差電流變化量快速起動(dòng)；差電流積分慢速起動(dòng)?？焖倨饎?dòng)，判別迅速準(zhǔn)確；慢速起動(dòng)，確保動(dòng)作靈敏度。

（1）快速起動(dòng)的主要判據(jù)：

△id ≥ I1

△id /△ir ≥ K1

式中：△id =|Σ△i| 為差電流變化量，等于各連接單元電流變化量和的絕對(duì)值；

I1 為差電流變化量起動(dòng)值（根據(jù)整定的動(dòng)作值內(nèi)部換算）；

△ir =Σ| △i | 為制動(dòng)電流變化量，等于各連接單元電流變化量絕對(duì)值之和；

K1為電流變化量制動(dòng)系數(shù)整定值。

（2）慢速起動(dòng)的主要判據(jù)：

Id ≥I2

Id / Ir ≥K2

式中：Id ≡∫| id | 為常規(guī)差電流，采用積分算法，其中id =Σi 為差電流瞬時(shí)值，等于各連接單元采樣值之和；

I2 為常規(guī)差電流起動(dòng)值（根據(jù)整定的動(dòng)作值內(nèi)部換算）；

Ir ≡∫ ir為常規(guī)制動(dòng)電流，采用積分算法，其中ir =Σ| i| 為制動(dòng)電流瞬時(shí)值，等于各連接單元采樣電流的絕對(duì)值之和；

K2 為常規(guī)制動(dòng)系數(shù)整定值。

保護(hù)功能的判據(jù)為： |ΣII| / Σ| II| ≥ 0.3

式中：|ΣII| I 段母線(xiàn)所有連接單元電流相量之和的模，為差電流；

Σ| II| I 段母線(xiàn)所有連接單元電流絕對(duì)值之和，為制動(dòng)電流

4.2 RCS-915GA型母線(xiàn)保護(hù)裝置簡(jiǎn)介

4.2.1保護(hù)配置

RCS-915GA型微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)裝置設(shè)有母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、母聯(lián)失靈保護(hù)以及斷路器失靈保護(hù)等功能。

4.2.2母差保護(hù)基本原理

母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)由分相式比率差動(dòng)元件構(gòu)成，差動(dòng)回路包括母線(xiàn)大差回路和各段母線(xiàn)小差回路。母線(xiàn)大差比率差動(dòng)用于判別母線(xiàn)區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，小差比率差動(dòng)用于故障母線(xiàn)的選擇。

（1）啟動(dòng)元件：

a）電壓工頻變化量元件，其判據(jù)為：△u >△UT +0.05UN

其中△u 為相電壓工頻變化量瞬時(shí)值；0.05UN 為固定門(mén)坎；△UT 是浮動(dòng)門(mén)坎。

b）差流元件，其判據(jù)為：Id > Icdzd

其中：Id 為大差動(dòng)相電流；Icdzd 為差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)電流定值。

5 結(jié)語(yǔ)

母線(xiàn)保護(hù)是丹江電廠開(kāi)關(guān)站最重要的保護(hù)之一，裝設(shè)母線(xiàn)保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)丹江電廠110kV母差保護(hù)運(yùn)行現(xiàn)狀的分析，丹江電廠母線(xiàn)保護(hù)實(shí)現(xiàn)雙重化改造后，不僅可以徹底解決目前母差保護(hù)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，同時(shí)新原理的母差保護(hù)裝置可以使保護(hù)的性能得到極大的改善，防止了因保護(hù)裝置拒動(dòng)導(dǎo)致的系統(tǒng)故障，提高了母線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作的可靠性，同時(shí)又大大減少由于保護(hù)裝置異常檢修等原造成的一次設(shè)備停運(yùn)現(xiàn)象，方便維護(hù)人員進(jìn)行調(diào)試與維護(hù)，保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M]（第二版）中國(guó)電力出版社.

[2]防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重要要求[M]中國(guó)電力出版社.

[3]繼電保護(hù)“六統(tǒng)一”在現(xiàn)場(chǎng)工作中的應(yīng)用分析[J]馬彥偉 中國(guó)電力教育.

[4]RCS-915GA型微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)裝置使用說(shuō)明書(shū)[Z]南瑞繼保電氣有限公司

[5]SG B750系列數(shù)字式母差保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū)[Z]國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司