站用380V交流电源系统各级开关保护选择性问题的研究2014.01.21要点.pdf
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1、中国南方电网有限责任公司科技项目 申请书及可行性研究报告 项目名称:站用 380V交流电源系统各级开关保护选择性问题 的研究 申请单位: 起止时间: 项目负责人: 联系电话: 通信地址: 申请日期: 填 写 说 明 一、请严格按照要求填写各项。 二、专业类别根据项目所属专业种类从发电(能源)、输电、变电 一次、配电一次、电力建设、系统运行、继保自动化、电网规划设计 技术、通信及信息技术、计量营销、智能电网新技术、综合研究共12 类技术中选择。 三、项目摘要应简要说明项目研究内容和预期成果,字数要求500 字以内。 四、项目申请单位指提出项目建议与申请的单位或部门,如总部各 部门、直属机构、各分
2、子公司及其所属基层单位等。 五、项目分工应主要描述项目申请单位与协作单位的任务划分, 项目计划进度安排应按时间段列出研究推进计划,并明确各阶段交付 物及标志性里程。 六、科技经费预算支出科目具体解释见附件1。 项目简表 项目 名称 站用 380V 交流电源系统各级开关保护选择性问题的研究 项 目 负责 人 姓名工作单位 性别年龄职称 项 目 分 类 1、发电(能源) 2、输电 3、变电一次 4、配电一次 5、电力建设 6、系统运行 7、继保自动化 8、电网规划设计技术 9、通信及信息技术 10、计量营销 11、智能电网新技术 12、综合研究 项目起止 时间 2014.2-2015.2 申请经费
3、总额155 万 项目摘要 (500 字以内 ): 在变电站中不时发生因站用380V 交流电源馈线开关、进线开关和变压器高压 开关之间保护级差配合不当,导致馈线回路故障不能隔离引起变压器高压开关跳闸 的事故发生;而无人值守变电站特别是偏远变电站因开关跳闸无法及时排除故障恢 复供电,导致电池耗尽造成全站失电的事故。因此提高站用电源的可靠性就必须解 决各级开关级差配合问题和故障排除快速恢复供电问题。 本项目主要研究解决站用380V 交流电源馈线开关、进线开关和变压器高压开 关之间的级差配合保护问题 (考虑消防泵启动和相不平衡电流等影响);解决终端负 载小电流短路故障隔离以及故障停电快速恢复供电问题。
4、 主要研究内容: 1.调研 1变电站站用交流负荷,按照负荷类型进行分类均匀配置,减少站用变三相电 源不平衡。 2.研制 1研制有保护功能并能进行保护级差配合的微机备自投装置和馈线监控装置。 2研究各级开关之间的极差保护配合整定值。 3.优化设计配置 1进线开关使用电子式三段保护框架断路器,定值和脱扣时间都可以整定与高 压开关配合。 2站用变所有控制电源全部由逆变电源输出供电,提高控制电源可靠性。 3零序电流使用三相电流矢量合成,电流互感器使用保护型。 4所有馈线开关使用带电动操作机构的塑壳开关,由馈线监控装置保护和分合 控制。当负载发生短路故障时, 跳馈线开关防止故障扩大化。 如果越级跳进线开
5、关, 也可以远程隔离故障回路快速恢复供电。 申请单位意见: (公章)年月日 总部部门、直属机构、分子公司意见: (公章)年月日 项目分工与计划进度安排 1、项目相关单位及具体分工 单位具体分工 项目申请单位 协作单位 1 协作单位 2 协作单位 3 2、计划进度安排 任务名称开始时间完成时间主要内容及交付项 编写要求: 1.列出分时间段计划研究内容; 2.分时间段提供成果的内容和形式,要求具有可检查性。 项目组成人员情况 序号姓名年龄职称、职务工作单位任 务 分 工 4 5 6 7 8 9 10 11 12 一、目的和意义 1变电站站用电源是给整个变电站设备供电的系统,然而现有保护不能 对小电
6、流故障进行有效准确隔离造成开关越级跳闸导致站用交流电源失电;电 池组现有技术也不能保证100%支撑负荷运行以及电池供电时间有限,所以有 造成全站失电的危险。 2本项目主要的是研究解决站用380V 交流系统电源馈线开关、 进线开关 和变压器高压开关之间的级差配合保护问题;解决终端负载小电流短路故障准 确隔离问题以及故障停电快速恢复供电问题。可以减小站用电源故障停电范 围,保证变电站的可靠运行,远程快速恢复供电,减少故障维护成本,可以在 南网改造和新建的变电站中广泛推广应用。 二、 项目研究的背景 1国内外研究水平的现状和发展趋势 站用 380v 交流电源系统因各级开关保护选择性失配,发生小电流故
7、障 引起全站站用交流电源系统失电时有发生。 案例:今年某 220KV 变电站发生了户外照明灯发生短路,终端开关箱 微断开关、电源屏馈线开关和进线开关都没有跳闸,最后变压器高压开关 零序过流保护跳闸,然而高压开关零序跳闸失电后没有能闭锁低压电源屏 备自投,切换到另一台站用变电源,因户外照明灯的故障尚未排除,所以 导致另一台站用变也跳闸失电,最终引起全站失电的事故。 经过分析,以上故障是因为终端户外照明灯线路短路故障电流比较小 只有 200A,而电源屏馈线开关为C65N/3P C63A,该开关为反时限特性, 只有过流达到5-10 倍的开关额定值时才会启动瞬时脱扣,而故障电流为 200A 时需要 5
8、-30 秒才能脱扣,进线开关的瞬时脱扣电流和脱扣值比馈线 开关更大,此时零序保护早已启动跳闸变压器高压开关,另一台站用变也 是同样原因跳闸。由于开关的固有特性,各级开关无法实现级差配合保护 引起事故扩大化的情况时有发生。因此为了保证稳定的电源供应急需解决 各级开关级差配合以及故障快速隔离恢复故障问题。 2介绍国外研究机构对本项目的研究情况。 未见相关报道。 3介绍国内研究机构对本项目的研究情况。 现在运行变电站站用380V 交流系统设计方案未充分考虑闭锁备自投 装置,各级开关级差配合保护、变压器三相负荷不平衡、故障隔离快速恢 复供电等问题。因存在的问题为尚未得到根本性解决,所以对直流系统的 要
9、求越来越高,然而电池组现有技术也不能保证其100%的可靠性,所以 只能反过来要求站用交流系统的高其可靠性。 4项目研究的技术关键与难点。 主要技术难点在于微机备自投装置的开发,馈线监控装置的开发,馈 线开关、进线开关和站用变高压开关之间的级差配合整定。 三、 项目申请单位具备的研究基础和条件 该项目的协作厂家为深圳市泰昂能源科技股份有限公司,该公司一直专注于 变电站站用电源领域开发和配套,有10 多年的研发和生产经验,有自主知识产权 的技术开发和研发团队, 具有软件、硬件综合开发能力。 其交直流一体化电源系统、 直流电源系统、 智能模块化精密配电系统等相关产品已获得国家发明专3 项、实用 新型
10、专利 35项,17 项发明专利进入实审阶段。 泰昂第一个提出站用电源交直流一体化设计方案思路,并且参与制定站用电 源交直流一体化系统技术规范, 交直流一体化已经成为国家电网集中招标的标准方 案,他们生产的站用电源交直流一体化系统已经在南网和国网中有广泛应用。 其微机备自投装置IPC-03 是专门解决站用电源发生的事故而研发的,它有意 识地将零序保护、 过流保护等功能集成于备自投装置内,不仅具有备自投逻辑控制 功能,电量监测功能,同时具备保护功能,且提供六种工作模式:固定电源1、固 定电源 2、自动电源 1、自动电源 2、自动切换、停止供电。该装置的部分设计要 求已经成为南网站用电源备自投招标的
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