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嘉鱼县供电公司110KV潘湾变电站

发布时间:2014-04-01 15:15:06   浏览量:1543

 


10KV系统单相接地故障电脑选线装置

技术协议和安装实施方案



 

需方:嘉鱼县供电公司

供方:襄阳科能机电设备有限公司 


一.概述

我国10-35KV中压系统是电网的主要组成部分,一般由35KV变电站和110KV变电站的10KV、35KV母线构成,主供城乡配电网,大部分采用中性点不接地方式。由于中性点不接地故障电流小,接地时并不破坏系统电压的对称性,对供电设备不造成很大的危害,允许故障线路继续运行一段时间,不影响正常供电,但是单相接地故障如果不做及时处理,由于非故障相的两相对地的电压升高,可能引起绝缘薄弱环节被击穿,发展成为相间短路,使事故扩大,影响电网安全运行。由于在电力系统中,线路接地故障占总故障的70%以上,短路故障也多为单相接地演变而成多相接地所形成。因此绝缘监察对电网安全运行至关重要,按GB50062-92<<电力装置的继电保护和自动装置设计规范>>要求,单相接地故障发生时,应配保护装置,也就是说,当发生第一次单相接地故障时,必须正确及时地把故障线路检测出来加以切除,以防故障扩大。

由于110K潘湾变电站10KV出线较多、出线距离远,10KV系统属于中性点不接地系统,在实际运行过程中经常会发生单相接地情况。每次发生接地时,只能由人工逐次拉闸停电试查选择故障线路,影响供电的可靠性和安全性。并且该站有些重要用户不能及时停运线路,容易造成长时间接地不能及时消除故障,很容易发展成相间短路或使设备绝缘击穿损坏。特别是对架空出线断线落地这类情况,如果不能及时对该线路停运,对于行人和线路巡视人员(特别是夜间),就会对人身安全或牲畜构成很大的威胁;影响企业的正常生产,因此迫切需要选用新一代的单相接地选线装置来满足生产需要。

在我国,从20世纪80年代起就开始研制小电流接地自动选线装置,提出了各种选线原理、并开发出相应的装置。20世纪90年代以来选线装置在全国电力系统得到了推广应用。但由于故障特征不明显,使得迅速、准确地指示接地线路有一定的难度,因此单相接地选线一直是继电保护领域未彻底解决的一个难题。

襄阳科能公司在湖北省电力公司和襄阳供电公司从科研资金、技术信息和试验设备等方面的大力支持下,从上世纪80年代末组织了一批在电力系统长期从事发、配电工作的工程技术人员,开展了近20年的研究工作,对国内外这类装置选线不可靠的原因,进行了深入细致地分析,实地调查了很多变电站、开关站,掌握了大量的运行数据,发现了各种理论在使用过程中存在的问题。总结出了接地状态时,电流、电压和各种干扰信号的变化规律,根据“模糊理论”的原理,综合采用了“首半波”、“无功功率方向”、“谐波电流的方向和大小”、“5次谐波”等多种原理和方法。通过采集接地状态时多种数据与运行经验相结合,运用模糊理论和计算机技术,采用逻辑关系和模糊加权运算方法以及自主开发的程序软件;在硬件方面选用了从美国进口的大规模集成电路和高速电脑工控机;结构上采用分布式网络结构,多位处理器同时工作,实现了实时跟踪,多种数据同步采集和运算处理,及时发布准确的结果。同时,还研制成功了与单相接地保护装置配套的具有高精度高灵敏度的LXMZ-10系列母线式零序电流互感器、户外架空式零序电流互感器、电缆式零序电流互感器、钳式电缆用零序电流互感器,从多方面保证了保护选线的可靠性。从1989年开发成功第一代选线装置,于1993年通过了水利电力部低压电器质量检验测试中心的检验测试;并在华中网局和湖北省电力工业局的共同组织下召开了技术成果鉴定会,得到了与会三十多位专家、工程师的好评。该项目的主要技术人员现又对该装置进行了全面升级,保护选线的可靠性得到了进一步提高,从早期40-50﹪的选线准确率,提高到现在的98﹪以上;既解决了中性点完全不接地系统的保护选线;又解决了中性点经消弧线圈接地系统的保护选线;还能够满足4段母线组合或分段运行时,多条线路同时发生接地时的保护选线;当接地时的过渡电阻较高或系统有谐振发生时,也能保证准确无误。现已在三百多座变电站安装使用了这种装置,从用户反馈的使用情况来看,效果很好满足了电力系统对可靠性的要求,具有世界领先水平。因此,从根本上解决了小接地电流系统单相接地保护选线可靠性差的世界性难题,为提高电力系统的自动化水平作出了创新性的贡献。


二.科能DJDX-08型分布式单相接地故障电脑综合选线装置的结构

1.中性点不接地系统,装置结构如下图所示:

 

该装置的结构特点是采用分布式的网络结构,由一台选线主机和若干台信号采集分支器以及若干台零序电流互感器组成,其中信号采集分支器根据不同型号的匹配关系可以带一套至三套零序电流互感器。该装置最大选线回路数可达90路。

2.科能接地选线的主要特点:

①分布式结构:由于每只分支器都有一个单片机(工业级小电脑),其作用是对来自于零序电流互感器的信号进行预处理,处理完的信息再送选线主机,从而大大减轻了主机的负担,提高了选线的效率和时效性。

②多重判据综合选线:综合采用了“首半波”、“无功功率方向”、“谐波电流的方向和大小”、“小波分析法”等多种原理和方法,通过采集接地状态时多种数据与多年运行经验相结合,运用模糊推论的方法,自主开发了独特的算法程序。

③高精度零序电流互感器:针对接地选线特点和要求,我们开发了高精度零序电流互感器并提出了比一般零序电流互感器更多的技术要求,这是国内其他厂家所没有的。我们的零序电流互感器相对精度为0.2级,远高于一般企业的0.5级,我们知道小电流系统的最大难题之一就是接地电流小,信号微弱,如果互感器精度不高、误差范围就会大于有效信号,造成误判。

④安装调试更简洁:由于采用分布式结构,主机与分支器之间只需一根通讯电缆连接就可以了,节省了安装费用;避免了传统的选线装置需要把每只零序电流互感器的信号电缆线放到主控室接入主机、安装工作量大、并且主机上连接的线越多以后出现问题的机率就越大、维护量大、影响美观的毛病。


三.功能要求

当被测系统发生单相接地故障时:

1、装置能自动判断并显示故障线路的编号;

2、显示故障相线(A、 B或C相);

3、对故障持续时间显示记录;

4、音响报警;

5、故障消除后主机自动复位;

6、自动或手动打印故障记录;

7、可记忆保存128次接地信息,掉电记录不丢失;

8、信息远传的方式:采用RS485通讯协议或继电器接点无源输出与综自或遥信遥测装置连接;

9、自检功能:待机状态下,主机每2分钟自检一次;

10、程序自恢复:当设备遇到强干扰死机时,看门狗能够自动复位、程序重新运行;

11、待机状态:显示时钟、日历,掉电后时间不丢失。

 

四、主要技术指标

1、当发生接地故障时,判断选择故障线路的时间不超过0.2秒,准确率达到98﹪以上;

2、分支器检测接地信号的灵敏电流不大于0.1mA;

3、零序电流互感器相对精度:0.2级,灵敏度:一次电流≤50 mA;

4、主机工作电源:AC/DC 220 V±20%,静态功耗小于3W;

5、分支器工作电源:12 V±20%,功耗小于1W/只;

6、时钟精度:24小时±1秒;

7、使用环境:户内空气温度-10℃—+55℃相对湿度小于90﹪;


五、嘉鱼110KV潘湾变电站选线系统配置方案

  根据110KV潘湾变电站一次系统图统计,10KV系统共有出线总数9条,全部为电缆出线,10KV系统属于中性点不接地系统。系统方案如下:


1、设备配置和材料清单:

序号

名称

型号规格

数量

单位

      

1

单相接地故障电脑选线主机

DJDX-08A

 

1

 

安装在主控室

2

单相接地故障信号采集分支器

DJDXFZ-N3

 

3

 

安装在高压室

3

开口式零序电流

互感器

LXQ0.5/100

9

 

4

信号电缆线和二次电缆线

 

400

 

2、选线主机:
主机安装在控制室10KV主变保护屏上,在保护屏中间的空面板上开孔安装,开孔尺寸是:宽323mm、高123mm。
3、信号采集分支器:
信号采集分支器采用的是DJDXFZ-N3型适用于中性点不接地的
系统,每台分支器可以带3条线路。分支器安装在高压室,所有的分支器并联在一根通讯线上。
4、零序电流互感器:
  电缆式出线9条,采用9台开口式内孔100mm的零序电流互感器。互感器安装固定在真空断路器下面的电缆线上,互感器的二次线与一次部份保持150mm以上的安全距离。安装CT时可以每次只停1条线路,等安装完成后送电再停下一条线路。一般安装1条线路需要半小时左右的时间。
5、二次线连接:
 互感器的二次电缆线经过开关柜上面的通线孔连接到对应的分支器上,所有的分支器通过一根信号电缆线连接到主控室的主机上。
6、上传后台和调度:
   主机可以通过RS485串口采用通讯规约方式与综自实现通讯上传调度;也可通过主机的继电器无源接点输出的方式连接到综自遥信的备用空接点上实现上传通讯。2种通讯方式都比较可靠简单,现场调试1天内就可以完成。

六、安装调试人员
 安装调试人员由供、需双方共同组成。其中,供方技术人员1人、安装人员2人,负责现场技术指导、安装调试;需方人员2人,工作负责人1人,二次保护1人;由需方工作负责人统一领导,组织安装施工。如果由需方负责现场的安装施工,供方派出一名技术人员现场指导调试。

七、交接验收和维护保养
1、全部安装调试工作完成后,需方应组织检查验收,最好是现场对线路做人为模拟接地实验,以此检验装置的各项指标是否满足现场要求。
2、向值班人员交付装置的安装使用说明书,介绍装置的使用操作方法。
3、在使用过程中若发现不正常时,需方要主动与供方电话联系说明情况。供方负责解释相关问题;必要时48小时内到达现场进行维修,属于产品质量问题免费保修壹年。
4、在保修期内,若遇到自然灾害、外力或需方在站内安装检修其他设备而导致本装置损坏。供方在向需方提供维修服务时或一年后软件升级、技术支持和配件,应收取合理的费用。
5、本协议是《定购合同》的一部分,一式二份,双方各执一份存查。



需方技术部门(盖章):              供方技术部门(盖章):



代表(负责人)签字:                代表(负责人)签字:




20__年___月___日                     20__年___月___日              




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