泾源小水电站上网保护的配置与调整

  仪器信息网 ·  2011-05-30 22:21  ·  33445 次点击
摘要:该文针对泾源小水电站现有设备和保护配置,尽可能在不增加设备和投资的基础上,对联络线路的继电保护重新配置和整定,以解决小型水电站与系统并网运行时,线路故障,系统重合闸动作,造成非同期并网,损坏电气设备的问题。
关键词:小型水电站短路电流同期并网保护配置
20世纪70年代投产的泾源小型水电站,装机总容量为1MW,大机组800kW,小机组200kW。电站上网运行后,保护设置十分落后,系统和电站又因在保护设置上没有配合,特别是由于同期并网问题未解决,线路故障后,系统和电站不能重合闸,只得双方用电话联系,让系统先送电,电站再手动准同期并网,造成延时送电。为提高供电质量和可靠性,在尽可能节约投资的情况下,固原供电局对电站与系统联络线的继电保护进行了重新配置和整定,以解决投入重合闸后的非同期并网问题。
1目前系统和电站的保护设置
(1)系统:系统结线如图1所示,110kV瓦泾线在瓦亭变侧设相间距离、接地距离、零序电流三段保护,泾源变侧无保护;泾源变主变设瓦斯、差动、复合电压闭锁过流、过负荷保护;35kV泾白线(泾黄线)在泾源变侧设速断、过流保护,白面变侧(黄花变)无保护;10kV各馈线(含小水电联络线)设速断、过流保护(时间0.5s);110kV、35kV、10kV各线设三相一次重合闸装置(重合闸时间1s),各线均未设同期并列装置。
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(2)电站:各10kV联络线均设速断(其保护范围为本联络线)、过流(时间0.5s)(保护范围为从电站侧看的下一级线路)保护,无自动重合闸装置;发电机、变压器出口断路器设手动准同期并列装置,而发电机和变压器的参数如表1所示。
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目前系统故障保护动作情况分析见表2。系统侧投入三相一次重合闸装置(重合闸时间1s)。
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分析结果为:35kV、110kV线路发生瞬时相间故障,110kV线路发生单相接地故障时,造成非同期并网。
2系统和电站联络线继电保护的重新配置方案
针对以上分析结果,设想将电站侧出线断路器保护定值重新整定,使速断保护范围延伸至下一级线路全线(从电站侧看),过流(时间0.5s)保护范围延伸至下下一级线路全线(从电站侧看),使电站侧出线断路器保护跳闸时间小于系统侧重合闸时间。这样,35kV、110kV线路瞬时相间故障时,电站侧10kV出线断路器速断动作,可避免非同期并网发生。为此,需对短路电流和保护定值重新计算整定。
110kV线路单相接地故障,由于35kV及以下系统、发电机中性点不接地,电站侧10kV出线断路器不会动作,解决非同期并网的办法只能是在110kV线路靠系统侧断路器装设检同期重合闸装置。
110kV线路再上一级(从系统侧看)发生故障,由于重合闸造成的非同期并网,对发电机的冲击电流倍数,经计算,实际冲击倍数为0.22~0.91,而各发电机允许冲击倍数为2.07~2.86,各发电机完全能承受,不再考虑。
3电站出线断路器继电保护整定
不考虑TA变比,只整定一次电流。根据短路电流计算结果,由于两台发电机的容量相差大,大、小机组的运行方式的短路电流相差7倍左右,且小机组短路电流小于大机组负荷电流,统一按躲过大机组最大短路电流来整定,根本不能满足灵敏度和选择性的要求。经分析短路电流的大小,将运行方式归纳为两种,:第一种为发电机1F、2F同时运行或1F单独运行;第二种为2F单独运行。按此装设两套速断、过流保护,运行人员根据运行方式投退保护(只有容量小的一台发电机2F单独运行时才投入第二套)。保护定值分别作如下整定,如表3所示。
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4结束语
(1)经对电站保护重新配置和整定,35kV、110kV线路瞬时相间故障时,电站侧10kV出线断路器速断动作,可避免非同期并网发生。
(2)110kV线路单相接地故障时,为避免非同期并网发生的办法,只能是在110kV线路靠系统侧断路器装设检同期重合闸装置。

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