超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)、帶電功能測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，包括第二開關(guān)站和第三開關(guān)站，第二開關(guān)站設(shè)置有第二開關(guān)站邊開關(guān)、第二開關(guān)站中開關(guān)和第二開關(guān)站邊開關(guān)；第三開關(guān)站設(shè)置有第三開關(guān)站邊開關(guān)、第三開關(guān)站中開關(guān)和第三開關(guān)站邊開關(guān)；針對輸電線路，第二開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第二開關(guān)站主一保護裝置、第二開關(guān)站主二保護裝置和第二開關(guān)站后備保護裝置；第三開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第三開關(guān)站主一保護裝置、第三開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站后備保護裝置。
【專利說明】超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)、帶電功能測試方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種超高壓電網(wǎng)的實驗系統(tǒng)，特別涉及其中的重合閘動模實驗系統(tǒng)?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]大亞灣核電站400KV系統(tǒng)是大亞灣核電機組向香港地區(qū)供電重要輸電線路，通過聯(lián)絡(luò)變壓器，同時也肩負著廣東電網(wǎng)與香港電網(wǎng)輸電的重要聯(lián)絡(luò)線。大亞灣400KV線路設(shè)計初期有三條線路，按照N-1模式設(shè)計，保護和通訊裝置已運行13年多，按照電力行業(yè)標準和南方電網(wǎng)公司十項重點反事故措施要求運行年限到10 —12年的保護裝置必須更換。
[0003]由于大亞灣400KV線路向香港地區(qū)供電，屬于香港中華電力調(diào)度，改造設(shè)計規(guī)范必須遵循香港中華電路的標準。在香港-大亞灣聯(lián)絡(luò)線路大亞灣側(cè)采用了現(xiàn)代數(shù)字保護后，要求系統(tǒng)保護設(shè)計原則均基于原來設(shè)計習(xí)慣改造，牽涉到的回路較多，鑒于香港線路技術(shù)標準和國內(nèi)技術(shù)標準的差別，必須驗證整個回路設(shè)計的正確性以及聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)間保護配合的合理性。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的主要目的是:提供一種適于驗證回路設(shè)計的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)。
[0005]為此，本發(fā)明提出了一種超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，包括第二開關(guān)站和第三開關(guān)站，所述第二開關(guān)站設(shè)置有第二開關(guān)站邊開關(guān)、第二開關(guān)站中開關(guān)和第二開關(guān)站邊開關(guān)；所述第三開關(guān)站設(shè)置有第三開關(guān)站邊開關(guān)、第三開關(guān)站中開關(guān)和第三開關(guān)站邊開關(guān)；所述第二開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第二開關(guān)站主一保護裝置、第二開關(guān)站主二保護裝置和第二開關(guān)站后備保護裝置；所述第三開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第三開關(guān)站主一保護裝置、第三開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站后備保護裝置。
[0006]同時，本發(fā)明提出了一種超高壓電網(wǎng)的帶電功能測試方法，包括如下自動重合閘試驗過程:
[0007]調(diào)聞開關(guān)的失靈保護定值，減少線路帶的負載；
[0008]選擇重合閘方式；
[0009]模擬線路保護動作啟動重合閘；
[0010]檢查各個開關(guān)是否按照重合閘方式動作，邏輯是否正確。
[0011]本發(fā)明中的動模實驗系統(tǒng)，適用于技術(shù)標準、硬件配置不同的多個電網(wǎng)之間回路設(shè)計的驗證，可用于驗證大亞灣400KV線路向香港線路供電的回路設(shè)計的正確性以及聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)間保護配合的合理性，以提高電網(wǎng)系統(tǒng)改造的安全性和可靠性，保證電網(wǎng)的安全、可靠運行。
[0012]本發(fā)明中的帶電功能測試方法，可以用于驗證超高壓電網(wǎng)線路保護的整體換型改造，可用于驗證大亞灣400KV線路向香港線路供電的回路設(shè)計的正確性以及聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)間保護配合的合理性，以提高電網(wǎng)系統(tǒng)改造的安全性和可靠性，保證電網(wǎng)的安全、可靠運行?！尽緦＠綀D】

【附圖說明】】
[0013]圖1是本發(fā)明實施例一的動模試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖2瞬時性故障動模試驗錄得的波形圖；
[0015]圖3永久性故障動模試驗錄得的波形圖；
[0016]圖4復(fù)雜故障分析動模試驗錄得的波形圖；
[0017]圖5是本發(fā)明實施例的進行帶電功能測試的超高壓電網(wǎng)線路圖。
[0018]SYN重合閘裝置檢同期功能、DLC重合閘裝置檢無壓功能
[0019]SEL-421高頻距離保護裝置(SEL)
[0020]RCS-931光纖差動保護裝置(南瑞)
[0021]GRL-100光纖差動保護裝置(東芝)
[0022]P122反時限過流保護裝置(ABB)
[0023]REB670智能化微機保護裝置
[0024]RCS-902高頻距離保護裝置(南瑞)
【【具體實施方式】】
[0025]下面通過具體的實施例并結(jié)合`附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0026]本發(fā)明提供整個大亞灣400KV線路保護的動模試驗系統(tǒng)和試驗方法。試驗主要按照回路設(shè)計正確性驗證和保護配合驗證兩個方面進行。動模試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。
[0027]本例的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，包括第二開關(guān)站和第三開關(guān)站，所述第二開關(guān)站設(shè)置有第二開關(guān)站邊開關(guān)201、第二開關(guān)站中開關(guān)202和第二開關(guān)站邊開關(guān)203 ;所述第三開關(guān)站設(shè)置有第三開關(guān)站邊開關(guān)301、第三開關(guān)站中開關(guān)302和第三開關(guān)站邊開關(guān)303 ;所述第二開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第二開關(guān)站主一保護裝置、第二開關(guān)站主二保護裝置和第二開關(guān)站后備保護裝置；所述第三開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第三開關(guān)站主一保護裝置、第三開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站后備保護裝置。
[0028]另一側(cè)的第一開關(guān)站，第一開關(guān)站設(shè)置有邊開關(guān)101、中開關(guān)102 ;第一開關(guān)站邊開關(guān)101和中開關(guān)102與第二開關(guān)站中開關(guān)202與邊開關(guān)203的通過線路相連。第一開關(guān)站側(cè)分別設(shè)置有主一保護裝置、主二保護裝置和后備保護裝置。
[0029]第二開關(guān)站中開關(guān)202和邊開關(guān)203的接點和第三開關(guān)站中開關(guān)302和邊開關(guān)303的通過線路相連。
[0030]第一開關(guān)站主一保護裝置與第二開關(guān)站主一保護裝置以光纖相接，第二開關(guān)站主一保護裝置和第三開關(guān)站主一保護裝置以光纖相接。
[0031]第一開關(guān)站主二保護裝置與所述第二開關(guān)站主二保護裝置相接；第二開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站主二保護裝置相接。
[0032]第一開關(guān)站主一保護裝置保護裝置、第二開關(guān)站主一保護裝置采用和第三開關(guān)站主一保護裝置采用南瑞RCS-931型光纖差動保護裝置或東芝GRL-100光纖差動保護裝置。第一開關(guān)站主二保護裝置、第二開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站主二保護裝置選用SEL公司SEL-421高頻距離保護裝置或南瑞RCS902 — H型高頻距離保護裝置。[0033]第一開關(guān)站后備保護裝置、第二開關(guān)站后備保護裝置和第三開關(guān)站后備保護裝置采用阿?，mP122反時限過流保護裝置。
[0034]其中，GRL100差動保護在國內(nèi)超高壓電網(wǎng)中首次應(yīng)用，主保護主要是提供差動保護功能，利用微波或光纖數(shù)字系統(tǒng)傳送在各終端同步采集的瞬時電流值。繼電器每隔7.5電角度采樣一次，每采樣四次，就通過遠程通信系統(tǒng)向其它終端傳輸一次電流數(shù)據(jù)。GRL100利用從所有終端采集的電流數(shù)據(jù)進行主-主型電流差動保護。因所有終端的同步采樣是在GRL100中進行的，這些電流數(shù)據(jù)是同時在各個終端采集的瞬時值。所以，可通過使用相同的采樣地址計算本地與遠程電流數(shù)據(jù)之和即可計算出差動電流。因此，無需補償傳輸延遲時間。
[0035]GRL100提供以下保護:分相電流差動保護、零序電流差動保護、遠方差動跳閘等功能。零序電流差動確保靈敏的高阻接地故障。大亞灣改造主要使用的是分相電流差動保護，東芝GRL100中分相電流差動保護主要算法如下:
[0036]特性曲線A按照下式算法邏輯實現(xiàn):
[0037]Id ≥(1/6)Ir+(5/6)DIFII
[0038]DIFIl是定值，被定義為最小內(nèi)部故障電流。這個曲線有個較小的制動，確保在較低的故障水平有靈敏度。DIFIl的設(shè)置取決于動作所需的最小內(nèi)部故障電流以及在正常使用條件下不動作所要的最大不平衡差動電流，主要為內(nèi)部充電電流。
[0039]特性曲線B按照下式實現(xiàn):
[0040]Id ≤ Ir 2*DIFI2
[0041]DIFI2是定值，這個特性曲線有較強的制動特性，避免由于CT的飽和或傳變誤差時差動保護動作出現(xiàn)誤動。DIFI2的設(shè)置取決于以下幾個因素:在發(fā)生外部故障時由CT飽和產(chǎn)生的最大不平衡電流，最大負載電流，在發(fā)生內(nèi)部故障時的最大流出電流。
[0042]在保護動作出口邏輯上，GRL100的跳閘輸出信號可以被DIF_BL0CK和CRT_BL0CK鎖定。當(dāng)通信回路失敗時，DIF-A、DIF-B、DIF-C也被鎖定。差動元件在小電流能提供一個制動特性，在大電流區(qū)域能抑制CT飽和。當(dāng)遠端的繼電器由于調(diào)試或其他原因沒有聯(lián)通時，錯誤的數(shù)據(jù)可能在被傳輸。為了避免錯誤的操作，繼電器設(shè)置接受的電流數(shù)據(jù)置O。遠端失去聯(lián)系邏輯。當(dāng)?shù)匦盘柾ㄟ^“LOCAL TEST”信號判斷遠端是否失去聯(lián)通，另外，當(dāng)?shù)毓δ芤材芡ㄟ^檢測斷路器和隔離開關(guān)狀態(tài)CBDS-A、CBDS-B、CBDS-C來判別遠端是否失去聯(lián)系。當(dāng)斷路器和隔離開關(guān)在合時，CBDS-A為“I” ；當(dāng)斷路器或者隔離開關(guān)在斷開狀態(tài)時，標明為失去聯(lián)通。
[0043]單回路動模試驗
[0044]為了驗證設(shè)計回路的完整性，在動模中主要進行回路完整性試驗，按照線路瞬時性故障和永久性故障分別進行了模擬。
[0045]模擬Fl處的瞬時故障，動模波形如圖2A相單相接地瞬時故障，線路兩側(cè)保護RCS931、SEL421跳閘，第一開關(guān)站邊開關(guān)101、第二開關(guān)站邊開關(guān)201、第二開關(guān)站中開關(guān)202跳開，5秒后兩側(cè)遠跳接點ITR及跳閘接點復(fù)歸，重合閘啟動，第二開關(guān)站邊開關(guān)201檢無壓條件滿足，進過重合閘時間后，第二開關(guān)站邊開關(guān)201重合閘動作，重合閘脈沖展寬，第二開關(guān)站邊開關(guān)201開關(guān)重合后，線路電壓恢復(fù)，第一開關(guān)站邊開關(guān)101和第二開關(guān)站邊開關(guān)201的檢同期條件(SYN CHK)滿足，經(jīng)過檢同期時間后重合。[0046]模擬Fl處的永久性故障。
[0047]B相永久性故障，線路兩側(cè)保護RCS931、SEL421跳閘，第一開關(guān)站邊開關(guān)第一開關(guān)站邊開關(guān)101、第二開關(guān)站邊開關(guān)201、第二開關(guān)站中開關(guān)202跳開，5秒后兩側(cè)遠跳接點ITR及跳閘接點復(fù)歸，重合閘啟動，第二開關(guān)站邊開關(guān)201檢無壓條件滿足，進過重合閘時間后，第二開關(guān)站邊開關(guān)201重合閘動作，重合閘脈沖展寬，第二開關(guān)站邊開關(guān)201開關(guān)重合到永久性故障后，線路保護RCS931DKK、SEL421再次跳閘，第二開關(guān)站邊開關(guān)201發(fā)PFR，閉鎖第二開關(guān)站中開關(guān)202重合閘，遠跳回路發(fā)送遠跳信號15秒，第一開關(guān)站邊開關(guān)101開關(guān)RCS921接收到ITR達10秒后閉鎖重合閘，15秒后ITR返回，動模波形如圖3。
[0048]復(fù)雜故障過程中的動模試驗
[0049]模擬#2線路C相F2瞬時接地故障，在#2線路故障2秒后模擬#1線路A相Fl瞬時性接地故障。#2線路兩側(cè)RCS902、GRL100跳閘，第二開關(guān)站中開關(guān)202、第二開關(guān)站中開關(guān)203、第三開關(guān)站中開關(guān)302均跳開；5秒后遠跳ITR及跳閘接點均復(fù)歸，開關(guān)保護921重合閘啟動；第二開關(guān)站中開關(guān)203的檢無壓條件滿足，經(jīng)重合閘時間后，重合閘動作，重合閘脈沖展寬；第二開關(guān)站中開關(guān)203重合成功后，# 2線路電壓恢復(fù)，第三開關(guān)站中開關(guān)302的檢同期條件滿足，2秒后重合；在#2線路故障2秒后模擬Fl點瞬時故障，第一開關(guān)站邊開關(guān)101、第二開關(guān)站邊開關(guān)201跳開，5秒后兩側(cè)遠跳ITR及跳閘接點均復(fù)歸，重合閘啟動；第二開關(guān)站邊開關(guān)201的檢無壓條件滿足，經(jīng)重合閘時間后，第二開關(guān)站邊開關(guān)201重合閘動作，重合閘脈沖展寬；第二開關(guān)站邊開關(guān)201重合成功后，# I線路電壓恢復(fù)，第一開關(guān)站邊開關(guān)101、第二開關(guān)站中開關(guān)202的SYN CHK滿足，經(jīng)過2秒后同時重合，動模波形如圖4。
[0050]從整個動模試驗來看，新設(shè)計的保護裝置在正常投切空載長線路、重負荷下線路合環(huán)、區(qū)內(nèi)外金屬性故障、轉(zhuǎn)換性故障、區(qū)內(nèi)外經(jīng)過度電阻故障、系統(tǒng)振蕩及系統(tǒng)中再故障等故障模式，保護裝置均能正確動作，說明整個設(shè)計是滿足香港中華電力的規(guī)范要求的。
[0051]實施例一:
[0052]根據(jù)上述的動模試驗系統(tǒng)和試驗方法，具體模擬香港中電大埔線(第三開關(guān)站)-大亞灣聯(lián)絡(luò)線路(第二開關(guān)站)-深圳線400kV超高壓電網(wǎng)(第一開關(guān)站)，進行詳細的試驗。
[0053]一.試驗系統(tǒng)參數(shù)
[0054]一 )、400kV線路保護定值部分:
[0055]1、香港中電提供以下保護定值:400kV大浦一線線路保護定值，具體包括:線路主保護、后備保護定值以及開關(guān)重合閘參數(shù)；400kV大浦二線線路保護定值，具體包括:線路主保護、后備保護定值以及開關(guān)重合閘參數(shù)；400kV深圳線路保護定值，具體包括:線路主保護、后備保護定值以及開關(guān)重合閘參數(shù)；
[0056]2、廣東核電提供除香港中電提供的線路保護定值外的其它相關(guān)保護定值。
[0057]二)、系統(tǒng)參數(shù)提供
[0058]1、香港中電提供系統(tǒng)參數(shù)如下:
[0059]大浦站400kV母線對地系統(tǒng)參數(shù)
[0060]
【權(quán)利要求】
1.一種超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，包括第二開關(guān)站和第三開關(guān)站，所述第二開關(guān)站設(shè)置有第二開關(guān)站邊開關(guān)(201)、第二開關(guān)站中開關(guān)(202)和第二開關(guān)站邊開關(guān)(203);所述第三開關(guān)站設(shè)置有第三開關(guān)站邊開關(guān)(301)、第三開關(guān)站中開關(guān)(302)和第三開關(guān)站邊開關(guān)(303);所述第二開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第二開關(guān)站主一保護裝置、第二開關(guān)站主二保護裝置和第二開關(guān)站后備保護裝置；所述第三開關(guān)站側(cè)設(shè)置有第三開關(guān)站主一保護裝置、第三開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站后備保護裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:還包括第一開關(guān)站，所述第一開關(guān)站設(shè)置有第一開關(guān)站邊開關(guān)(101)、第一開關(guān)站中開關(guān)(102);所述第一開關(guān)站邊開關(guān)(101)與第一開關(guān)站中開關(guān)(102)的接點與所述第二開關(guān)站中開關(guān)(202)與第二開關(guān)站邊開關(guān)(203)通過輸電線路相連相接。
3.如權(quán)利要求1所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第二開關(guān)站中開關(guān)(202)與第二開關(guān)站邊開關(guān)(203)的接點和所述第三開關(guān)站中開關(guān)(302)和第三開關(guān)站邊開關(guān)(303)的通過輸電線路相連相接。
4.如權(quán)利要求2所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第一開關(guān)站側(cè)分別設(shè)置有主一保護裝置、主二保護裝置和后備保護裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第二開關(guān)站主一保護裝置和第三開關(guān)站主一保護裝置以光纖相接。
6.如權(quán)利要求3所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第二開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站主二保護裝置相接。
7.如權(quán)利要求4所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第一開關(guān)站主一保護裝置與所述第二開關(guān)站主一保護裝置以光纖相接。
8.如權(quán)利要求4所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第一開關(guān)站主二保護裝置與所述第二開關(guān)站主二保護裝置相接。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第一開關(guān)站主一保護裝置、第二開關(guān)站主一保護裝置和第三開關(guān)站主一保護裝置為光纖差動保護裝置。
10.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第一開關(guān)站主二保護裝置、第二開關(guān)站主二保護裝置和第三開關(guān)站主二保護裝置為高頻距離保護裝置。
11.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的超高壓電網(wǎng)輸電線路保護動模實驗系統(tǒng)，其特征是:所述第一開關(guān)站后備保護裝置、第二開關(guān)站后備保護裝置和第三開關(guān)站后備保護裝置為反時限過流保護裝置。
12.一種超高壓電網(wǎng)的帶電功能測試方法，包括如下自動重合閘試驗過程: 調(diào)聞開關(guān)的失靈保護定值，減少線路帶的負載； 選擇重合閘方式； 模擬線路保護動作啟動重合閘； 檢查各個開關(guān)是否按照重合閘方式動作，邏輯是否正確。
13.如權(quán)利要求1所述的超高壓電網(wǎng)的帶電功能測試方法，其特征是:所述重合閘方式選用以下之一:4選，即保證4個開關(guān)的自動重合閘裝置功能正常； 3選，即保證#2、#3、#4個開關(guān)的自動重合閘裝置功能正常；#1開關(guān)重合閘裝置不送電，模擬它故障是故障的； 2選，即保證#1、#2、#4個開關(guān)的自動重合閘裝置功能正常；#3開關(guān)重合閘裝置不送電，模擬它故障是故障的； 1選，即保證#1、#2、#3個開關(guān)的自動重合閘裝置功能正常；#4開關(guān)重合閘裝置不送電，模擬它故障是故障的。
14.如權(quán)利要求1所述的超高壓電網(wǎng)的帶電功能測試方法，其特征是:所述邏輯是否正確，是指自動重合閘是否按照4選，或3選，或2選，或I選邏輯進行相關(guān)開關(guān)合閘。
15.如權(quán)利要求1所述的超高壓電網(wǎng)的帶電功能測試方法，其特征是:每次所述自動重合閘試驗過程，保證自動重合閘裝置充電 良好，具備重合閘功能。
【文檔編號】G01R31/00GK103809052SQ201210456685
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】黃超, 何力, 馮偉崗, 吳水健, 段賢穩(wěn), 賀英章, 郭振武 申請人:中國廣東核電集團有限公司, 大亞灣核電運營管理有限責(zé)任公司