繼電保護、安全自動裝置及調度自動化電氣工程師.ppt

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1 電力系統(tǒng)的組成 是由許多發(fā) 輸 變 配電及用電的一次和二次設施所構成的電力生產(chǎn)運行系統(tǒng) 是一個龐大的多源 多節(jié)點 多輸入 多輸出 運行復雜的互連電網(wǎng) 2 電力系統(tǒng)的特點 電能量的生產(chǎn)供應與消費在同一時間完成 不能存儲 即用即發(fā) 電網(wǎng)運行環(huán)境非常復雜 而電氣設備的故障是難免的 因此保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行十分重要 3 保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的技術手段 電網(wǎng)中的任何擾動都會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行 電網(wǎng)發(fā)生故障時必須盡快切除故障 保證無故障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行 繼電保護裝置是在任何電氣設備發(fā)生故障時快速切除故障 保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行 安全自動裝置是在電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行時起控制作用的自動裝置 調度自動化是指揮 協(xié)調電網(wǎng)運行操作 事故處理 保持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行 三者是當前控制電網(wǎng)的主要技術手段 前言 電力系統(tǒng)與繼電保護 安全自動裝置及調度自動化 1 電氣工程師群193769630 電力系統(tǒng)有三大特點全網(wǎng)的電氣設備是在同一個頻率下同步運行 50周 電壓問題是局部問題電力設備事故是不可避免的電力系統(tǒng)需要三大支柱合理的電網(wǎng)結構是電網(wǎng)安全穩(wěn)定的物質基礎需要安全自動裝置協(xié)調配合技術管理水平是安全穩(wěn)定運行的保證電網(wǎng)發(fā)生故障的三道防線單一故障不損失負荷單一嚴重故障 保證系統(tǒng)穩(wěn)定 允許損失部分負荷 多重嚴重故障 不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定時 采取一切措施 電網(wǎng)不能崩潰瓦解和大面積停電 設置解列點 3 一 電力系統(tǒng)繼電保護 1 1繼電保護和安全自動裝置 1 繼電保護是當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時 能及時發(fā)出告警或使斷路器跳閘 快速切除故障 終止故障發(fā)展 保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行 安全自動裝置是防止電力系統(tǒng)發(fā)生故障情況時失去穩(wěn)定和避免發(fā)生大面積停電事故的自動裝置 2 用于保護電力元件的成套裝置一般統(tǒng)稱繼電保護裝置 用于保護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的一般統(tǒng)稱安全自動裝置 3 任何電力元件不得在無繼電保護的狀態(tài)下運行 當電力元件發(fā)生故障時要求保護裝置在最短時間 最小范圍內 按預先設定的方式 將故障設備從運行系統(tǒng)中斷開 繼電保護分主設備保護和系統(tǒng)保護 發(fā)電機 變壓器 等元件故障 由主設備保護來切除 線路故障 屬系統(tǒng)保護 有線路保護切除 但相互間還有后備作用 需要配合 4 1 1 1電力系統(tǒng)對繼電保護基本要求 繼電保護應滿足四性要求 可靠性 信賴性和安全性 指保護該動時動 不該動時不動 選擇性 首先由故障元件本身保護切除故障 當本身保護或斷路器拒動時才允許相鄰元件的保護動作切除故障 靈敏性 保護裝置具有的正確動作能力的裕度 一般以靈敏系數(shù)表示 不同類型保護的靈敏系數(shù)要求不同 速動性 保護裝置應盡快切除故障 提高系統(tǒng)穩(wěn)定 減輕設備損壞程度 縮小故障波及范圍 提高重合閘和自投的效果 因此在繼電保護研制 裝置選型 整定計算 保護配置 回路接線及工程設計等方面 都要圍繞四性的原則考慮 5 1 1 2 電網(wǎng)結構要求與安全穩(wěn)定標準 電網(wǎng)建設應滿足電力系統(tǒng)安全可靠 運行靈活 經(jīng)濟合理的基本要求 合理的電網(wǎng)結構是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的基礎 1 電力系統(tǒng)擾動 分小擾動和大擾動兩類 小擾動指正常負荷波動 功率及潮流變化 變壓器調分頭等引起的擾動 大擾動指系統(tǒng)元件短路 切換操作和其他較大的功率或阻抗變化引起的擾動 后者與繼電保護和安全自動裝置關系密切 2 電力系統(tǒng)承受大擾動能力的三級穩(wěn)定標準 第一級標準 在發(fā)生第一類故障 單一故障 擾動后 能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行和電網(wǎng)正常供電 第二級標準 在發(fā)生第二類故障 單一嚴重故障 擾動后 能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行但允許損失部分負荷 第三級標準 在發(fā)生第三類故障 多重嚴重故障 擾動后 當不能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行時 必須防止系統(tǒng)崩潰并盡量減少負荷損失 6 單一故障 任何線路單相瞬時接地故障并重合成功 雙回以上線路 有一回線永久故障斷開任一臺發(fā)電機跳閘 任一回交流聯(lián)絡線跳開 單一嚴重故障 單回線單相永久故障重合不成功及無故障三相斷開 同塔雙回線異名相故障重合不成功 雙回線三相斷開 一段母線故障 多重嚴重故障 故障時斷路器拒動 故障時繼電保護及自動裝置誤動或拒動 喪失大容量發(fā)電廠 6 1 1 1 3 繼電保護用電流互感器及電壓互感器 保護用電流互感器 P類 TPS類 低漏磁適應于對復歸時間要求嚴格的斷路器失靈保護TPX類 TPY類 TPZ類 具有暫態(tài)特性的電流互感器 330kV及以上線路保護用電流互感器宜選用TPY 220kV及以下系統(tǒng)保護用電流互感器宜選用 類 新型電子式電流互感器 互感器的安全接地 二次回路必須有且只能有一點接地 一般在CT端子箱 幾組并聯(lián)CT也只能一點接地 在保護屏接地 雙斷路器 母線保護差動及其他差動保護 只允許一點接地 接地點在控制室 N600 7 1 1 4 電力系統(tǒng)的故障 1 電力系統(tǒng)的中性點接地方式 有直接接地 不接地 經(jīng)電阻接地 經(jīng)電抗或消弧線圈接地 大電流接地系統(tǒng) 小電流接地系統(tǒng) 電網(wǎng)中性點接地方式 決定主變壓器中性點接地方式 為降低設備的絕緣水平 目前我國110kV及以上電網(wǎng)均為直接接地方式 大電流接地系統(tǒng) 66kV以下采用小電流接地方式 中性點接地與不接地在發(fā)生故障時的電氣量是不同的 繼電保護必須根據(jù)故障量來設計動作原理 分析保護動作行為 2 常見故障類型及特性故障種類分 三相短路 對稱故障 不對稱故障 單相接地短路 兩相短路 兩相接地短路 線路不對稱斷相 系統(tǒng)振蕩等等 8 在高壓和超高壓電網(wǎng)中 絕大多數(shù)故障是單相接地短路 據(jù)統(tǒng)計占全部短路故障的70 90 左右 隨著電網(wǎng)電壓的提高 這個比例還在升高 其次是兩相短路接地 兩相短路和三相短路故障 在中性點非直接接地的電網(wǎng)中 短路故障主要是兩相短路 包括兩相接地短路 在中性點非直接接地的電網(wǎng)中 一相接地不會造成短路 只產(chǎn)生不大的電容電流 3 故障時的電氣量序分量 a 在直接接地系統(tǒng)中 三相短路 兩相不接地短路 有正序分量 負序分量 無零序分量 b 只有接地故障 單相或兩相接地短路故障 時才產(chǎn)生零序電流 9 4 電力系統(tǒng)振蕩與失步 當電力系統(tǒng)發(fā)生擾動時 如保護裝置切除故障線路后 使發(fā)電機功角發(fā)生變化 并列運行的機組之間相對角度發(fā)生搖擺 失去同步運行穩(wěn)定 引起系統(tǒng)振蕩 使線路電流 電壓大幅度地周期性波動 如果處理不當可能導致系統(tǒng)瓦解 大面積停電 10 P 1 2 3 當 90時 功率極限達到最大值 Pmax 11 12 4 電力系統(tǒng)振蕩與短路時電氣量的區(qū)別a 系統(tǒng)振蕩時 各點電壓和電流均做往復性擺動 短路時電氣量是突變的 b 系統(tǒng)振蕩時 不同地點的電流和電壓的相角可以有不同的 而短路時是相同的 c 系統(tǒng)振蕩時 不破壞三相的對稱性 所有電氣量是對稱的 而短路伴隨出現(xiàn)三不相對稱 從保護原理上說反應負序 零序分量的保護及電流差動保護在振蕩時是不會誤動的 相間電流保護和某些距離保護會誤動 12 1 1 5 高壓輸電線路常用繼電保護裝置的應用 1 電流保護 電流保護的工作原理 以通過保護安裝處的電流為作用量的繼電保護 當通過電流大于定值時保護動作 稱過電流保護 t 0 5s有相間過電流保護和零序過電流保護電流保護簡單 應用范圍廣 可與電壓 方向 時限等配合 效果將更好 可作成無時限和帶時限的多端式電流保護 零序電流保護 由于電力系統(tǒng)接地故障幾率高 占總故障的70 90 因此接地保護十分重要 而零序電流保護對高電阻接地故障有較好的保護能力 所以在高壓電網(wǎng)也做為接地故障的后備保護 當故障接地電阻不大于220kV 100歐姆 330kV 150歐姆 500kV 300歐姆 保護應能正確動作 13 2 距離保護 阻抗保護 1 距離保護原理 以測量線路阻抗為判據(jù)的保護裝置 主要用于輸電線保護 距離保護的動作特性 有園特性 四邊形 全阻抗形等 前兩種是具方向性 實際應用目前以四邊形和園形較多 帶方向性可作縱聯(lián)保護的方向元件 JX R JX JX 14 2 距離保護的階梯特性80 90 距離保護最大的特點是 定值不受運行方式和負荷大小的影響 距離保護一般有三段或四段 一般都帶方向性 保護一段只能整定線路的80 90 不能保護全線 二段作后備 三段可作相鄰線后備 為了增加裝置的可靠性 一般采用啟動元件和阻抗元件來組合 啟動元件也可采用負序 零序 相電流突變量等 15 3 線路縱聯(lián)保護 以線路兩側某種電量間的特定關系作為判據(jù) 即借助通道將判別量傳送到對側 按照兩側判別量之間的關系來判別區(qū)內或區(qū)外故障的保護稱為線路縱聯(lián)保護 線路故障時使兩側開關同時跳閘 判別量和通道是裝置的主要組成部分縱聯(lián)保護能實現(xiàn)全線速動 16 線路縱聯(lián)保護的種類 不同的判別量和傳送方式 形成不同的縱聯(lián)保護裝置a 電流差動式縱聯(lián)保護 比較同一時間線路各端的電流相位或電流瞬時值 分電流相位比較和電流差動保護兩類 電流相位比較 用專用收發(fā)訊機傳送載波信號的 如過去常見的高頻差動保護 現(xiàn)在光纖通道 可傳送數(shù)字信號 使電流差動保護得到了廣泛應用 b 方向比較保護 比較線路兩側電氣量的方向為判據(jù)的縱聯(lián)保護 用功率方向元件或阻抗方向元件 方向比較保護有欠范圍和超范圍兩種 縱聯(lián)方向比較保護有閉鎖式 允許式 如縱聯(lián)方向 縱聯(lián)距離保護等 17 4 縱聯(lián)電流差動保護 以線路兩端電流瞬時值的和為動作判據(jù) 母線流向線路為正方向 線路流向母線為反方向 由于比較兩側電流的瞬時值 所以對通道要求很高 采用導引線和光纖通道實現(xiàn)電流差動保護 保護定值只需躲外部故障時的不平衡電流 所以有較高的靈敏度 縱聯(lián)電流差動保護 有綜合式和分相式兩種 分相式縱聯(lián)電流差動保護是分別比較每相電流的瞬時值 特點是 有選相功能 在分相操作的高壓電網(wǎng)中可實現(xiàn)單相重合閘 同塔雙回線還可實現(xiàn)按相重合閘 18 5 高頻閉鎖方向保護 保護以比較線路兩側功率方向為判據(jù) 區(qū)內故障 兩側正方向功率元件均動作 跳閘 k1 A B 正方向 正方向 19 區(qū)外故障 一側正向元件動作 另一側反向元件動作 后者向對側發(fā)閉鎖信號 使兩側保護均不動作 k1 A B 傳送的閉鎖信號是在非故障線路上 故對通道要求不高 且閉鎖信號是在非故障線路發(fā)送 所以可靠性高 正方向 反方向 20 1 2電力系統(tǒng)繼電保護的配置 1 2 1 對繼電保護配置的基本要求1 繼電保護是電力系統(tǒng)的重要組成部分 電力系統(tǒng)中所有線路 母線等電力設備 都不允許在無繼電保護狀態(tài)下運行 配置繼電保護必須符合繼電保護技術規(guī)程要求 符合四性的要求 2 繼電保護和安自的配置 要滿足電網(wǎng)結構 廠站主接線的要求 并考慮電網(wǎng)和廠站運行方式的靈活性 3 保護裝置對各種故障要能可靠地快速動作 切除故障時間要能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求 4 保護裝置能適應重合閘的要求 分相操作的高壓線路 可實現(xiàn)單相重合閘 單相故障跳單相 健全相再故障應能快速跳開三相 5 系統(tǒng)正常操作 或發(fā)生振蕩時保護裝置不應誤動 6 保護裝置的零序電流方向元件的電壓應采用自產(chǎn)零序電壓 等27條 21 1 2 2影響電網(wǎng)繼電保護配置的主要因素 1 電網(wǎng)電壓等級 電壓等級是電網(wǎng)重要性的標志之一 高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定問題突出 暫態(tài)過程嚴重 要求保護裝置可靠高 動作快 2 中心點接地方式 影響電網(wǎng)接地保護的選型與配置 3 電網(wǎng)結構形式 要避免成串或成環(huán)短線 T接分支等 4 選擇性切除故障時間的要求 按實際情況允許切除故障的最長時間 如220kV 500kV線路要求主保護近端故障 20ms 遠端故障 30ms 不包括通道傳送時間 5 故障類型及概率 但任一元件不能無保護運行 6 事故教訓及經(jīng)驗 采用有成熟運行經(jīng)驗的保護裝置 等 22 1 2 3主保護 后備保護 輔助保護 1 主保護 在電力系統(tǒng)中 能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求 能以最快速度有選擇地切除故障的保護裝置 有全線速動及按階梯時間動作兩類 當必須全線瞬時切除故障時 應采用對各類故障有選擇性的裝置 如性能完善的縱聯(lián)保護 是具有絕對選擇性的主保護 2 后備保護 主保護動作失敗或斷路器拒動時起作用的保護 具有相對選擇性 分遠后備和近后備 遠后備 依靠相鄰線路對側保護動作切除故障 稱遠后備保護 動作時間長 一般用于110kV及以下電網(wǎng) 近后備 依靠本站保護實現(xiàn)后備 如本側另一套保護 或斷路器失靈保護 220kV及以上電壓的復雜電網(wǎng) 遠后備不能滿足要求 故采用近后備 兩套獨立的保護裝置 220kV及以上采用近后備 110kV及以下采用遠后備 3 輔助保護 補充主 后備保護性能或主 后備保護退出時的簡單保護 23 1 2 4電力網(wǎng)線路保護配置原則 66kV及以下電網(wǎng)為中性點非有效接地系統(tǒng) 一般采用階段式電流保護 雙側電源可配帶方向的電流保護 有特殊要求的需配快速保護 或全線速動保護 如短路故障造成電廠廠用母線電壓低于60 Un 及短線路等 1 110kV線路保護配置 雙側電源如符合下列之一 應裝設一套全線速動保護1 系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時 延時段動作有穩(wěn)定問題 2 線路三相短路 使發(fā)電廠廠用母線電壓低于允許值 一般60 Un以下 3 如采用全線速動保護 不僅能改善本線路保護性能 且能改善整個電網(wǎng)保護性能 110kV雙側電源線路 可裝設階段式相間距離和接地距離 并配有零序電流保護 切除經(jīng)電阻接地的短路故障 或配置縱聯(lián)保護 110kV的后備保護宜采用遠后備 110kV線路單側電源可配置階段式相電流和零序電流保護 如不能滿足要求可裝設階段式相間距離和接地距離 并配有一段零序電流保護 切除經(jīng)電阻接地短路故障 24 2 220kV線路保護配置 加強主保護 簡化后備保護的基本配置原則 加強主保護 全線速動保護雙重化 功能完整 對各種故障均能快速切除 由于220kV及以上線路采用分相操作 可實現(xiàn)單相重合閘 因此保護裝置必須具備選相功能 對發(fā)生不大于100 的單相接地故障應有盡可能強的選相能力準確動作 簡化后備保護 是指主保護雙重化配置 同時每套主保護還應帶有延時的相間和接地距離保護 零序電流保護 主要為切除不大于100歐姆電阻內的接地故障 作為后備保護 不需再另配后備保護 220kV以上線路采用近后備方式全線速動保護及瞬時 段保護都是主保護兩套主保護互為近后備 線路第II段保護是全線速動保護的近后備保護 第III段保護是本線路的延時近后備保護 同時也是相鄰線路的遠后備保護 25 2 220kV線路保護配置 1 220kV應配置兩套全線速動保護 在旁路帶路時 至少保留一套全線速動保護 對兩套主保護的要求 2 兩套主保護的交流電流 電壓回路 直流電源彼此獨立 3 兩套主保護均能快速切除全線各種故障 4 為實現(xiàn)單相重合閘 兩套保護均有選相功能 5 每套保護分別動作于斷路器的一組跳閘線圈6 兩套主保護應有相互獨立的遠方信號傳輸設備7 全線速動保護 整組動作時間 近端 20ms 遠端 30ms 3 接地故障的后備 對220kV線路接地短路故障 宜裝設階段式接地距離和零序電流保護 對接地電阻不大于100歐姆的接地故障應能可靠切除 4 相間短路的后備 宜裝設階段式相間距離保護 全線速動保護對具有光纖通道的線路應優(yōu)先采用光纖電流差動保護 再配以接地和相間的后備保護 26 3 330 500kV線路保護配置 3 1330 500kV超高壓電網(wǎng)的特殊問題 輸電功率大 電網(wǎng)穩(wěn)定問題嚴重 采用大截面分裂導線 大容量發(fā)變設備 時間常數(shù)大 同桿雙回線的跨線故障 線路分布電容電流大 長線路重負荷 變比大 短路電流的直流分量嚴重 要采用帶氣隙CT 長線通道問題 及串補 直流 交流混網(wǎng)及不同的主接線形式等因素 因此保護裝置的技術性能應解決上述問題帶來的影響 3 2330 500kV線路 應按以下原則實現(xiàn)主保護雙重化1 配置兩套完整 獨立的全線速動主保護 2 兩套主保護的交流電流 交流電壓 直流電源均應相互獨立 3 每套保護均能快速切除各類故障4 為實行單相重合閘 兩套主保護均應有選相功能 5 每套保護分別動作于斷路器的一組跳閘線圈6 兩套主保護應有相互獨立的遠方信號傳輸設備7 全線速動主保護整組動作時間 近端 20ms 遠端 30ms 27 330 500kV線路保護 3 3330 500kV線路應按以下要求配置后備保護1 采用近后備方式 每套主保護都應具有完整的后備保護時 可不再另設后備保護 如其中一套主保護不具有完整的后備保護 必須再設一套完整 獨立的后備保護 2 后備保護能反應各種故障類型3 接地后備保護應保證接地電阻不大于 330kV線路為150歐姆 500kV為300歐姆 保護有盡可能強的選相能力 并能正確動作 4 為快速切除中長線出口故障 宜設專門反應近端故障的輔助保護 5 根據(jù)一次系統(tǒng)要求裝設過電壓保護 3 4通道條件許可時 主保護宜選用分相電流差動保護 原理簡單 可靠性高 能全線速動 本身具有選相功能 同塔雙回線路發(fā)生跨線故障保護能有選擇性切除故障 并能實現(xiàn)按相重合閘等 28 3 5一個半接線保護的特點 330 500kV變電所主要方式 一個半斷路器接線 運行靈活 可靠性高 330kV及以上電網(wǎng)采用 1 線路保護按線路裝設 重合閘和失靈保護按斷路器為單元裝設 2 母線保護的重要性降低 母線保護不設電壓閉鎖 3 母線保護動作不能跳對側斷路器 4 要配置短引線保護 有線路刀閘 5 失靈保護動作需跳對側斷路器 方能切除故障 29 1 3母線保護和斷路器失靈保護 1 3 1對母線保護的要求 母線是電力系統(tǒng)的節(jié)點 是非常重要的電氣元件 1 220 500kV母線 應裝設快速有選擇地切除故障的母線保護 2 區(qū)內各種故障應正確動作 區(qū)外故障不應CT飽和而誤動 3 能自動適應雙母線接線 倒閘切換過程不應誤動 雙母線接線應能有選擇性切除故障 4 雙母線接線的母線保護應設電壓閉鎖 一個半接線母線不設電壓閉鎖 5 應允許使用不同變比的CT 6 雙母線接線的母線保護動作對有縱聯(lián)保護的線路應采取措施使對端斷路器快速跳閘 一個半接線的母線保護動作不能跳遠端斷路器 7 母線保護僅跳三相 且應閉鎖各元件的重合閘 等等 30 1 3 2母線保護配置 1 110kV及以下母線 配置一套母線保護 如對端保護能快速切除或后備保護切除穩(wěn)定允許也可不設母線保護 2 重要的220kV母線應配置雙套母線保護3 330 500kV母線雙套配置4 一個半斷路器接線 每組母線配置2套母線保護 31 1 3 3斷路器失靈保護 1 作用 屬于近后備保護 故障時保護動作但斷路器拒動 由失靈保護動作切除故障 還有斷路器與互感器之間故障 屬保護死區(qū) 也可由失靈保護切除 2 失靈保護的判據(jù) 保護動作不返回 故障線路或設備能瞬時復歸的出口繼電器動作后不返回 有電流 斷路器未斷開的判別元件動作后不返回 可用相電流元件 出口繼電器返回時間應不大于30ms失靈保護的判別元件的動作時間和返回時間均不應大于20ms3 220kV以上為分相操作的斷路器 失靈保護僅考慮單相拒動 4 失靈保護動作時間的整定原則 1 一個半斷路器失靈保護應瞬時先跳本斷路器一次 再經(jīng)一時限動作于斷開相鄰斷路器 2 單 雙母線的失靈保護 應短時跳開相關的母聯(lián)及分段 再經(jīng)延時動作于與拒動斷路器同一母線的所有有源支路的斷路器 變壓器包括斷開接有電源側的所有斷路器 延時一般按0 35 0 4s整定 32 5 失靈保護的閉鎖 1 單 雙母線設電壓閉鎖 2 一個半接線 母線不設電壓閉鎖 3 發(fā)電機 變壓器 高壓電抗器斷路器的失靈保護 防止閉鎖元件靈敏度不足 應采取措施或不設閉鎖 解除閉鎖 4 與母差保護共用跳閘出口的失靈保護 應共用母差保護的閉鎖元件 閉鎖元件的靈敏度應按失靈保護整定 數(shù)字式保護 閉鎖元件的靈敏度宜按母線及線路的不同要求分別整定 6 失靈保護動作應閉鎖重合閘 7 一個半接線 失靈保護動作還應跳開對端斷路器8 變壓器非電氣量保護動作不啟動失靈保護 33 1 4遠方跳閘保護 1 4 1需要傳送跳閘命令 跳開對側斷路器切除故障的 1 一個半接線失靈保護動作 2 高壓側無斷路器的線路并聯(lián)電抗器保護動作 見上圖 34 遠方跳閘保護 3 線路過電壓保護動作 4 線路 變壓器組的變壓器保護動作 5 串補線路電容器保護動作 且電容器旁路斷路器拒動等 35 1 4 2遠方跳閘保護的要求 1 通道 一般采用線路保護通道 2 為了可靠 對非數(shù)字通道執(zhí)行端應設故障判別元件3 對采用近后備方式的遠方跳閘保護應雙重化4 出口跳閘回路要獨立于線路保護的出口回路5 閉鎖重合閘 36 1 5繼電保護的整定計算 1 整定計算的一般規(guī)定1 逐級配合A 上下級配合 在靈敏度與動作時間上均相互配合以保證故障時能有選擇的動作 B 相鄰線保護之間一般主保護和主保護配合后備與后備配合 C 按階段配合 相間保護與相間保護配合 接地保護與接地保護配合 2 整定計算時 短路電流計算原則 不計發(fā)電機 變壓器 線路等阻抗參數(shù)的電阻部分 發(fā)電機的正序阻抗可采用t 0時的初舜值Xd 的飽和值 不考慮短路電流的衰減 及強勵作用 不計算故障點的電阻和接地電阻不計線路的電容電流和負荷電流的影響 不計暫態(tài)短路中的非周期分量 37 繼電保護的整定計算 3 運行方式和變壓器中性點接地方式的原則1 整定計算應考慮最大運行方式和最小運行方式 但以常見運行方式為基礎 正常運行方式和N 1方式 2 變壓器中性點接地運行方式的安排 應盡量保持變電所零序阻抗基本不變 保證各種運行方式下零序電流和電壓分布大致不變 使接地保護具有必要的靈敏度和可靠性 所以在同一廠站實行部分變壓器直接接地 部分變壓器不接地 檢修時可改接接地變壓器 如果變電所有2臺及以上110kV或220kV變壓器 一般只將一臺變壓器中心點接地運行對有3臺及以上110kV或220kV變壓器的雙母線運行的發(fā)電廠 一般正常按2臺變壓器中心點直接接地運行 把2臺變壓器分別接在兩段母線上 38 繼電保護的整定計算 4 整定計算常用系數(shù) 可靠系數(shù) 過電流保護K 1 距離保護K 1 返回系數(shù) Kf 返回量 動作量 過量動作繼電器Kf 1 欠量動作繼電器Kf 1靈敏系數(shù) Klm 故障量 整定值 一般以最小靈敏系要求 不同類型的保護 最小靈敏系數(shù)要求不同 5 線路零序電流保護110kV線路零序電流保護單側電源線路零序電流保護一般為三段式 終端線也可兩段 零序 段按躲過末端接地故障最大3倍零序電流整定 段按本線路末端接地故障有靈敏度 應與相鄰相鄰的 或 段零序配合 段作本線路經(jīng)接地電阻故障和相鄰線故障的后備保護 220 500kV電網(wǎng)的零序電流保護均采用單相重合閘 故零序電流保護的定值要躲過非全相運行的不平衡電流 非全相狀態(tài)再發(fā)生接地短路 應有反應接地故障的保護切除故障 39 二 安全自動裝置 2 1安全自動裝置的基本要求1 電力系統(tǒng)安全自動裝置 是指在電網(wǎng)發(fā)生故障時 為確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行 防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞或事故擴大 起控制作用的自動裝置 如自動重合閘 備用電源自投裝置 自動切負荷 低頻低壓減載 自動解列 失步解列等 2 按照電力系統(tǒng)穩(wěn)定導則的標準要求 裝設安全自動裝置 實施緊急控制 防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞或事故擴大 3 安全自動裝置同樣要滿足繼電保護四性的要求 40 2 1 1安全穩(wěn)定控制的配置原則 為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行 一次系統(tǒng)應建立合理的電網(wǎng)結構和完善的電力設施 合理的運行方式 二次系統(tǒng)應配置性能完善的繼電保護系統(tǒng)和適當?shù)陌卜€(wěn)控制措施 組成一個完備的防御系統(tǒng) 通常分為三道防線 1 正常運行狀態(tài)下的安全穩(wěn)定控制 在電網(wǎng)承受第一類大擾動時 應有一次系統(tǒng)設施 繼電保護 及安穩(wěn)預防性控制等 組成第一道防線 包括 發(fā)電機功率預防性控制 勵磁附加控制 并聯(lián)和串聯(lián)電容補償控制 高壓直流 HVDC 功率調制等 2 緊急狀態(tài)下的安全穩(wěn)定控制 受第二類大擾動 應有防止穩(wěn)定破壞和參數(shù)嚴重越限的緊急控制 實現(xiàn)第二道防線 包括發(fā)電機汽輪機快速控制汽門 發(fā)電機勵磁緊急控制 動態(tài)電阻制動 并聯(lián)和串聯(lián)電容器強行補償 HVDC功率緊急調制和集中切負荷等 3 極端緊急狀態(tài)下的安全穩(wěn)定控制 受第三類大擾動 應配備防止事故擴大避免系統(tǒng)崩潰的緊急控制 如系統(tǒng)解列 再同步 頻率和電壓緊急控制 同時避免線路和機組保護在振蕩時誤動 防止線路和機組連鎖跳閘 實現(xiàn)安穩(wěn)的第三道防線 41 2 2自動重合閘 2 2 1自動重合閘 3kV以上架空或混合線路一般應裝設自動重合閘 2 2 2基本要求 1 重合閘由保護動作啟動和斷路器與操作把手位置不對應啟動 2 手動切斷路器 不啟動重合閘 3 重合閘動作次數(shù) 一次重合 4 能定時自動復歸5 可實現(xiàn)后加速 前加速 加速繼電保護動作 6 能接受外部閉鎖 2 2 2重合閘動作時限要求1 單電源三重 應大于故障點的滅弧時間 操作機構準備好再動作時間 2 雙側電源 三重及單重 除1 條外 待線路兩側均切除故障 應考慮潛供電流對滅弧時間的影響 3 系統(tǒng)穩(wěn)定要求 42 1 110kV及以下 均為三相操作 故都采用三相重合閘單電源 三相一次重合閘 特殊情況可采用2次重合閘 雙電源 一般情況可采用同期鑒定或無壓鑒定 保護將故障線路兩側斷路器跳開 一側先檢無壓重合 另一側檢同期重合 如并列運行的電廠或系統(tǒng)有4條以上聯(lián)系的線路或3條緊密的線路可采用不檢同期三相重合閘 并列運行的電廠或系統(tǒng)之間有2條聯(lián)系的線路或3條不緊密的線路 系統(tǒng)穩(wěn)定允許時 可采用同步檢定和無壓檢定的三相重合閘 2 220 500kV 為分相操作機構 具備綜合重合閘條件 a 220kV單側電源 可采用不檢同期三相重合閘 b 220 500kV 一般采用單相重合閘 220kV雙電源不檢同期和檢同步的三相重合閘條件同110kV c 330 500kV同塔雙回線 可能發(fā)生跨線故障 為提高系統(tǒng)穩(wěn)定可采用按相重合閘 d 單相重合閘應考慮 非全相時應有防止保護誤動的措施 長時非全相 應有斷開三相措施 e 重合閘應按斷路器配置 F 電廠出口應有措施防止機組重合于永久故障 2 2 3重合閘的配置方式 43 2 3備用電源自動投入裝置 2 3 1備自投的設置 1 具有備用電源的發(fā)電廠廠用電和變電所的所用電源 2 有雙電源供電 正常一用一備 斷開 3 降壓變電所內有備用變壓器或互為備用的電源 4 有備用機組的某些重要輔機 2 3 2備自投的功能要求 1 除發(fā)電廠備用電源快速切換外 應保證工作電源或設備斷開后 才投入備用電源 2 工作電源或設備上的電壓 不論何種原因消失 除有閉鎖信號外 備自投裝置均應動作 3 備自投裝置應保證只動作一次 檢驗的方法 檢母線無電壓 線路無電流 工作電源開關斷開等 2 3 3發(fā)電廠備用電源自投裝置 除2 3 2外還應符合下列要求 1 當一個備用電源同時為幾個工作電源備用時 備用電源已代替一個工作電源 另一個工作電源又斷開 必要時自投裝置仍能動作 2 有兩個備用電源的情況 如各自獨立 應各自裝設備自投 當任一備用電源為全廠各工作電源備用時 自投裝置應使任一備用電源能對各工作電源實行備自投 3 廠用母線速動保護動作需閉鎖備自投 2 3 4當備自投投于故障時應有保護加速跳閘 44 2 4 暫態(tài)穩(wěn)定控制 安全穩(wěn)定裝置 2 3 1根據(jù)電網(wǎng)的實際情況配置防止暫態(tài)穩(wěn)定破壞的控制裝置1 要進行穩(wěn)定計算 根據(jù)計算確定穩(wěn)控方案 控制策略或邏輯 2 穩(wěn)定控制裝置 優(yōu)先采用就地判據(jù)的分散式裝置 或幾個廠站通道聯(lián)系 組成分布式區(qū)域控制系統(tǒng) 盡量避免采用龐大復雜的控制系統(tǒng) 3 裝置要采用模塊化結構 便于發(fā)展 2 3 2防止暫態(tài)穩(wěn)定破壞的措施 功率過剩地區(qū) 采用發(fā)電機快速減出力 切除部分發(fā)電機 短時投入電氣制動 投動態(tài)電阻制動 等 功率短缺地區(qū) 采用發(fā)電機快速加出力 切除部分負荷 改變抽水蓄能機的工況 快速啟動備用機組 調相改發(fā)電等 勵磁緊急控制 串 并聯(lián)電容裝置的強補 切除并聯(lián)電抗器 HVDC緊急調制等 預定地點將局部電網(wǎng)解列以保持主網(wǎng)穩(wěn)定 2 3 3根據(jù)相關規(guī)定 安全穩(wěn)定裝置宜按雙重化配置 45 2 5失步解列控制 1 當系統(tǒng)穩(wěn)定破壞出現(xiàn)失步時 應采取消除失步振蕩的控制措施 1 裝設失步解列控制裝置 按預先安排的輸電斷面將系統(tǒng)解列為各自保持同步的區(qū)域 2 局部系統(tǒng)可采用再同步控制 使失步的系統(tǒng)恢復同步 3 應在運行允許時間內盡快消除失步狀態(tài) 4 系統(tǒng)中各失步控制系統(tǒng)應相互協(xié)調配合 震蕩解列裝置的原理 利用測量阻抗原理 46 2 6頻率和電壓異常緊急控制 1 電力系統(tǒng)中應裝設限制頻率降低的控制裝置 因故障失去部分電源引起頻率降低時 可采用低頻減負荷裝置限制頻率降低 裝置基本性能 a 快速動作的基本段 延時不超過0 2s 最高一級動作頻率一般不超過49 2Hz b 延時較長的后備段可按時段分若干級 最小動作時間為10 15s 級差不宜小于10s2 為限制頻率降低有條件可改變抽水蓄能機組工況和啟動備用電源等 切除抽水蓄能機組的頻率可為49 5Hz左右 根據(jù)電力系統(tǒng)自動低頻減負荷技術規(guī)定 1 為了保證火電廠繼續(xù)安全運行 應限制頻率低于47 0Hz的時間不超過0 5s 以避免事故進一步惡化 2 自動低頻減負荷裝置動作后 應使運行系統(tǒng)穩(wěn)定頻率恢復到不低于49 5Hz水平 3 因負荷過切引起系統(tǒng)頻率過調 其最大值不應超過51Hz 47 電壓異常緊急控制 3 防止系統(tǒng)出現(xiàn)擾動后引起無功欠缺 電壓過分下降 可能出現(xiàn)電壓崩潰 應裝設自動限制電壓降低的緊急控制裝置 1 裝置作用于增發(fā)無功 或減少無功需求 切除并聯(lián)電抗器 切除負荷 2 采用低電壓減負荷控制措施非常重要 4 也要防止系統(tǒng)出現(xiàn)擾動后引起無功過剩 引起電壓升高的措施 應設置自動防止電壓升高的緊急控制 330kV以上線路或長距離的220kV線路 需要時裝設工頻過電壓保護 具有大量電纜線路的配電變電所 突然失去負荷會導致母線電壓升高 應設置自動防止電壓升高的裝置 48 2 7故障記錄及故障信息管理 2 5 1故障錄波器1 為了分析電力系統(tǒng)事故和安全穩(wěn)定裝置在事故過程中的動作情況 需要在主要發(fā)電廠 220kV及以上變電所和重要的110kV變電所裝設故障記錄裝置 故障錄波器 故障錄波器錄取模擬量和事件量及故障測距的數(shù)據(jù)等 2 5 2保護與故障信息管理系統(tǒng)1 為使調度端能全面 準確 實時地了解系統(tǒng)事故過程中繼電保護裝置的動作行為 需建立保護與故障信息管理系統(tǒng) 目前各級網(wǎng)調均已建有主站 各主要廠站也都配有子站系統(tǒng) 2 主站端能直接接收直調廠站的故錄和繼電保護運行信息 并能進行分類查詢 分析 管理等功能 3 能進行波形 相序 相量 諧波的分析 判斷故障點等4 子站系統(tǒng)與調度端主站的通訊采用專用數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送 49 2 8繼電保護和安全自動裝置的通道 一般有以下幾種通道 光纖通道 微波通道 電力載波通道 導引線電纜等 都可作為繼電保護和自動裝置的通道 目前優(yōu)先選用光纖通道 光纖通道有采用專用光纖芯和2Mb s口的復用通道 雙重化原則配置的保護和自動化裝置 兩套裝置的通道應互相獨立 光纖通道能傳送數(shù)字信號 易實現(xiàn)光纖電流差動保護電力數(shù)據(jù)網(wǎng) 主要傳送數(shù)字信息 如保護與故障信息管理系統(tǒng)的傳送 調度自動化信息傳送等 50 220kV變電所繼電保護配置舉例 雙母線 1 220kV線路保護配置 每回線路配置雙套全線速動保護 如縱聯(lián)電流差動 縱聯(lián)距離保護等 每套主保護帶完整的后備保護 三段相間阻抗和三段零序阻抗及2段零序電流 主保護1采用專用光纖通道 主保護2采用復用光纖通道 220kV線路主保護動作時間要求 近區(qū)故障小于等于20ms 遠區(qū)故障小于等于30ms 兩套主保護要求完全獨立 自動重合閘隨主保護配置 具有綜合重合閘功能 2 母線保護 配置雙套微機型母線保護 3 配置一套失靈保護裝置 或其中一套母線保護帶失靈保護 4 配置故障錄波器屏 根據(jù)出線回路數(shù)定臺數(shù) 5 配置保護與故障信息管理系統(tǒng)子站 如一個半接線 1 每組母線配2套母差保護 2 每個斷路器配置一面斷路器保護 包括重合閘 失靈保護和短引線保護 3 配置遠跳回路 根據(jù)通道情況設就地故障判別裝置 51 習題講解 1 繼電保護設計應滿足哪四性要求 可靠性 信賴性和安全性 選擇性 靈敏性 速動性 2 什么是主保護 什么是后備保護 1 主保護 在電力系統(tǒng)中 能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求 能以最快速度有選擇地切除故障的保護裝置2 后備保護 主保護動作失敗或斷路器拒動時起作用的保護 具有相對選擇性 后備保護分遠后備和近后備 3 220KV線路主保護如何配置 對主保護動時間作的要求 220KV線路主保護應配置雙套全線速動的主保護 主保護動作時間近區(qū)故障小于等于20ms 遠區(qū)故障小于等于30ms 52 習題講解 4 220 500kV的母線保護配置原則220kV及以上的母線應配置兩套母線保護 一個半斷路器接線 每組母線裝設兩套母線保護 有選擇性 快速切除母線故障 5 220kV 500kV的接地后備保護能可靠地有選擇地切除故障 應保證接地電阻不大于多少 220kV不大于100歐姆 500kV不大于300歐姆 330kV不大于150歐姆 6 330 500kV線路如何實現(xiàn)主保護雙重化 1 配置兩套完整 獨立的全線速動主保護 2 兩套主保護的交流電流 交流電壓 直流電源均應相互獨立 3 每套保護均能快速切除各類故障4 為實行單相重合閘 兩套主保護均應有選相功能 5 每套保護分別動作于斷路器的一組跳閘線圈5 兩套主保護應有相互獨立的遠方信號傳輸設備6 全線速動主保護整組動作時間 近端 20ms 遠端 30ms 8 53 習題講解 7 繼電保護整定計算時有哪幾個主要假設條件短路電流計算時幾點主要假設 忽略主設備和線路阻抗參數(shù)的電阻部分 不計線路的電容電流和負荷電流的影響 不計故障點的電阻和接地電阻 不計短路暫態(tài)電流中的非周期分量 8 繼電保護整定計算中可靠系數(shù)K1 返回系數(shù)Kf如何定義 1 電流保護的可靠系數(shù)Kk 1 距離保護的Kk 1 過量動作的繼電器的返回系數(shù)Kf 1 欠量繼電器的返回系數(shù)Kf 1 9 斷路器失靈保護動作時間的整定原則 1 一個半斷路器失靈保護應瞬時先跳本斷路器一次 再經(jīng)一時限動作于斷開相鄰斷路器 2 單 雙母線的失靈保護 應短時跳開相關的母聯(lián)及分段 再經(jīng)延時動作于與拒動斷路器同一母線的所有有源支路的斷路器 變壓器斷路器的失靈保護還應動作于斷開接有電源側的所有斷路器 54 習題講解 10 110KV及以下雙側電源 包括220kV雙側電源 自動重合閘方式的選定原則 1 具有3回聯(lián)系的線路或4回聯(lián)系不緊密的線路 可采用不檢查同步的三相重合閘2 具有2回聯(lián)系的線路或3回聯(lián)系不緊密的線路 可采用同步檢定和無壓檢定的三相重合閘 55 習題講解 11 如設有專用備用變壓器 電源自投方式為 當自投啟動條件滿足時 自投裝置立即動作12電力系統(tǒng)承受大擾動能力的三級穩(wěn)定標準 1 第一級安全安全穩(wěn)定標準是 在發(fā)生第 類故障擾動后能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行和電網(wǎng)的正常供電 第 類故障是指單一故障 2 第二級安全安全穩(wěn)定標準是 在發(fā)生第 類故障擾動后能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行但允許損失部分負荷 第 類故障是指嚴重故障 3 第三級安全安全穩(wěn)定標準是 在發(fā)生第 類故障擾動后 系統(tǒng)不能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行時 必須防止系統(tǒng)崩潰并盡量減少負荷損失 第 類故障是指多重嚴重故障 56 三 調度自動化 3 1 電力系統(tǒng)調度 1 電網(wǎng)運行要求 合理的電網(wǎng)結構是電網(wǎng)安全穩(wěn)定的物質基礎保證 要保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行 除繼電保護 自動裝置外還必須有現(xiàn)代化的調度自動化手段 2 電網(wǎng)的調度管理 1 電網(wǎng)調度的基本任務 指揮 協(xié)調發(fā) 輸 變 配和用戶的運行操作 事故處理 保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定的正常運行 2 電網(wǎng)調度的原則 統(tǒng)一調度 分級管理分層控制的原則 3 電網(wǎng)調度機構 我國分五級 國調 網(wǎng)調 省調 地調 縣調 4 電網(wǎng)調度的基本手段 實現(xiàn)調度自動化 當前控制電網(wǎng)的技術手段主要是 繼電保護及自動裝置 電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制裝置 調度自動化系統(tǒng) 57 3 3 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的基本功能 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)分1 能量管理系統(tǒng) EMS 配電管理系統(tǒng) DMS 兩者皆以數(shù)據(jù)信息采集與監(jiān)控 SCADA 為其基本功能 故表示為 SCADA EMS 和 SCADA DMS 3 3 1 SCADA EMS 功能 以發(fā) 輸電網(wǎng)為主的調度指揮 協(xié)調控制的自動化系統(tǒng) 1 數(shù)據(jù)信息采集與監(jiān)控 SCADA 是EMS的基本功能 2 發(fā)電和經(jīng)濟調度控制 AGC EDC 是發(fā)電層的重要應用功能 3 電網(wǎng)運行的高級應用功能軟件 PAS 是網(wǎng)絡層的一系列高級應用功能軟件 4 調度員培訓仿真 DTS 仿真電網(wǎng)正常 故障操作及事故處理的演示培訓 提高調度水平 3 3 2 SCADA DMS 的功能 以變 配 用為主的調度控綜合自動化系統(tǒng) 1 數(shù)據(jù)信息采集與監(jiān)控 SCADA 面向配電網(wǎng)大量的用戶終端設備 2 負荷控制管理 LCM 提高對負荷控制策劃的能力 有效控制負荷 3 配網(wǎng)運行的高級應用軟件 PAS 配電網(wǎng)絡有負荷預測 平衡等問題 有無功 電壓控制 網(wǎng)損等 配網(wǎng)不能全部實現(xiàn)遠動化 比發(fā)電控制更復雜 4 配網(wǎng)管理的圖資地理信息系統(tǒng) AF FM GIS 5 配電網(wǎng)絡的饋線自動化 FA 58 3 3 3數(shù)據(jù)信息采集與監(jiān)控系統(tǒng) SCADA 功能 1 SCADA 實時數(shù)據(jù)信息采集 模擬量 狀態(tài)量 脈沖量 數(shù)字量 時間信息 其他信息 2 數(shù)據(jù)信息的處理運算和存儲 3 數(shù)據(jù)計算 4 事件順序記錄 SOE 5 數(shù)據(jù)庫管理 等等 59 3 3 4自動發(fā)電控制和經(jīng)濟調度系統(tǒng) AGC EDC 的功能 AGC與EDC是現(xiàn)代電網(wǎng)頻率和有功功率控制調整的有效手段 是對電網(wǎng)的發(fā)電及其經(jīng)濟調度的重要應用功能 1 電網(wǎng)調頻與 AGC EDC A 頻率調整 3000MW以上電網(wǎng)頻率偏差控制在50 0 1Hz日累計時差 5s 3000MW以下電網(wǎng)應控制在50 0 2Hz B 頻率調整方式 按三種負荷變動的特點分 一次調頻 第一種負荷變動 幅度小 周期短 由發(fā)電機調整系統(tǒng)完成 由發(fā)電機本身調速系統(tǒng)直接調節(jié) 響應速度快 但為有差調節(jié) 相應系統(tǒng)頻差較大 故靠一次調節(jié) 不能滿足頻率質量要求 二次調頻 針對第二種負荷變動 周期短 變動幅度較大 改變調頻發(fā)電機的同步器來實現(xiàn) 平移調速器的調速靜態(tài)特性 二次調頻是實現(xiàn)AGC功能的關鍵 有比例調節(jié) 微分調節(jié) 積分調節(jié) 其中積分調節(jié)能做到無差調節(jié) 電網(wǎng)的經(jīng)濟調度控制 三次調頻 針對第三類負荷變動 周期長 幅度大 有給定負荷曲線發(fā)電的發(fā)電機組來負擔調節(jié)任務 三次調頻的作用就是配合在完成AGC功能的同時實現(xiàn)經(jīng)濟調度EDC功能 60 C AGC EDC 的基本功能1 AGC 自動發(fā)電控制 實現(xiàn)最佳負荷 頻率控制 2 EDC 在線經(jīng)濟調度控制功能是按調度計劃 針對發(fā)電機組實現(xiàn)有功功率負荷按經(jīng)濟分配的控制 3 AGC EDC 為使調整有功功率 既滿足電網(wǎng)頻率的要求 又滿足經(jīng)濟運行的要求 D AGC控制系統(tǒng)的功能要求 實施 AGC EDC 功能 應以SCADA EMS來完成各項控制功能 AGC EDC 的控制由調度通過向發(fā)電廠的RTU發(fā)送給定值進行自動調整 61 3 3 5電網(wǎng)安全高級應用軟件 PAS PAS功能主要有網(wǎng)絡建模與網(wǎng)絡拓補分析 狀態(tài)估計 調度員在線潮流 負荷預測等 其中 網(wǎng)絡模型 是將電力網(wǎng)的物理特性用數(shù)學模型來描述以便用計算機進行分析 電網(wǎng)數(shù)學模型包括發(fā)電機 變壓器 線路 電容器 斷路器 負荷等 網(wǎng)絡拓補 將網(wǎng)絡物理模型轉化為計算用模型 3 3 6調度員仿真 DTS 是培訓調度員的重要工具具備電網(wǎng)正常運行 事故處理 事故后恢復操作等 62 3 3 7電能量計量系統(tǒng) EEMS 電能量計量系統(tǒng)是為適應電力市場化營運的需要的電網(wǎng)自動化系統(tǒng) 適應范圍 發(fā) 輸 變 配電各級電網(wǎng)的需要 電能關口計量點 指發(fā)電企業(yè) 電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)及用電企業(yè)之間進行電能結算的計量點 關口計量點計量表計安1 1配置 1 基本要求a EEMS系統(tǒng)完整 具有獨立主站 子站和信息傳輸通道的專用自動化系統(tǒng) b 要求數(shù)據(jù)精確 完整 可靠 保證電能量數(shù)據(jù)信息的唯一性和可信度 2 EEMS的系統(tǒng)功能電能量數(shù)據(jù)采集 統(tǒng)計 報表 安全保密 電價與計費 等 63 3 4 遠動終端 RTU 遠動終端 RTU 是調度自動化系統(tǒng)的基礎設備 配置在發(fā)電廠 變電所 及配電網(wǎng)內的相應設施上 負責電網(wǎng)運行信息的 上傳下達 工作 基本功能是采集并向遠方發(fā)送信息量及接收并執(zhí)行控制指令 通常RTU是指以現(xiàn)代微機為核心的遠動終端 3 4 1遠動終端主要功能 遠動終端可分為與SCADA EMS配套的常用RTU 與SCADA DMS配套的配電饋線遠方終端FTU 配電所遠方終端DTU 配電變壓器遠方終端TTU以及與EEMS配套的電能量遠方終端ERTU等 主要功能 遙測 遙信 遙控 遙調 事件順序記錄 事故追憶 通道監(jiān)視 自檢及遠方診斷 運行信息的 上傳下達 64 3 4 2遠方電能量處理終端ERTU的功能 電能表處理裝置 由于普通RTU不能滿足電能量計費方面的要求 不具備電能累計量數(shù)據(jù)的處理 儲存 傳送等 所以要有專門的遠方終端來實現(xiàn)電能量的采集 處理傳送等功能 3 4 3頻率與有功功率自動調整終端設設 FPT FPT裝在發(fā)電廠端 執(zhí)行調度自動發(fā)電控制的指令 參與電網(wǎng)自動調頻和有功功率調節(jié)與經(jīng)濟分配 65 3 5調度自動化的配置原則 1 調度自動化系統(tǒng)的基本組成由各調度中心的主站 廠站遠動終端 傳輸信息的通道組成 2 調度自動化系統(tǒng)及其主站的配置原則1 關鍵設施要按多重化冗余系統(tǒng)配置 按主 備或雙工方式配置 主 備系統(tǒng)通常采用熱備用 雙工方式是指系統(tǒng)的兩套設施同時做相同的工作 輸出信息經(jīng)兩套比較后由承擔工作的一套輸出 2 在同一電網(wǎng)的各級調度的設施 盡量統(tǒng)一或兼容 采用開放的分布式系統(tǒng)配置 通信規(guī)約應符合部頒標準或國標規(guī)約 調度端的主站系統(tǒng) 其功能包括 SCADA AGC AVC PAS 網(wǎng)絡建模 網(wǎng)絡托樸 潮流分析等滿足調度自動化的運行要求 66 3 調度自動化系統(tǒng)的配置方式 1 集中式系統(tǒng) 集中式處理系統(tǒng) 由主機 后臺機 前置機 子站 RTU 的結構配置方式 集中式 簡單 容量小 后臺機負荷重 CPU的總負荷常大于50 開放性差 2 分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)的特點 將整個中央控制系統(tǒng)的任務分解成界面明確的較小的部分 主機CPU與各功能模板上微處理器各司其職 并通過計算機網(wǎng)絡連接 67 4 EEMS系統(tǒng)配置 電能量計量系統(tǒng) EEMS 要滿足各個關口點的電能量的采集和電力交易市場的多種要求 必須十分可靠和準確 1 主站端配置 主站端采集服務器 通過終端服務器和數(shù)據(jù)網(wǎng)接口設備傳來的數(shù)據(jù)完成采集和處理等 2 廠站端配置 主要配置關口電能表和其他電能表 處理裝置和電能量遠方終端 其中關口電能表多數(shù)為冗余配置 1 1 電能量遠方終端 接收關口電能表和其他電能表的電能數(shù)據(jù) 經(jīng)分時段累計處理后遠傳至調度主站 通信方式 電話撥號和專用通道外 還應具備網(wǎng)絡通信接口 68 3 6遠動系統(tǒng)配置 RTU采用開放分布式多CPU模塊化結構 主機上的CPU與各功能模塊上的微處理機 CPU 各司其職 通過計算機網(wǎng)絡連接 可采用局域網(wǎng) LAN 或現(xiàn)場總線連接 實際現(xiàn)在各廠站均采用網(wǎng)絡計算機監(jiān)控系統(tǒng) NCS 遠動功能已并入計算機監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)也采用分布式網(wǎng)絡結構 遠動功能由遠動工作站完成 遠動工作站雙機冗余配置 可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享等優(yōu)點 一般不再設專用RTU 但ERTU TMS 目前仍是獨立的 FPT可與發(fā)電廠的機爐協(xié)調控制系統(tǒng)結合 3 7遠動信息的傳輸通道 調度主站與廠站調度通信方式 1 網(wǎng)絡方式 電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng) 局域網(wǎng) LAN 廣域網(wǎng) WAN 2 專線方式 光纖 微波 音頻有線等 69 謝謝 70