浅谈油田110kV变电站微机综合自动化系统配置

浅谈油田110kV变电站微机综合自动化系统配置

林剑

关键词:变电站;综合自动化;继电保护;远动装置

引言

油田电网共有110kV变电站29座,是油田电网的主干部分,自1994年油田电网第一座110kV微机综合自动化变电站登峰变投入运行以来,微机综合自动化技术开始在油田电网推广应用。至今已有9座110kV微机综合自动化变电站投入运行。多年的运行实践表明,采用变电站微机综合自动化技术使运行、检修人员工作量减少,可提高继电保护装置性能,在许多方面都显示了巨大的优越性,是油田电网二次系统的发展方向。但随着微机综合自动化产品种类及生产厂家的增多,逐渐暴露出一些产品在可靠性、保护定值项设置、软件升级管理等方面的问题,为保证油田电网安全运行,最大限度地利用微机综合自动化装置的软、硬件资源,几年来,我们对微机综合自动化技术进行了认真的探索、研究和总结,并在新建变电所二次技术协议中应用,下面就对油田电网110kV变电站微机综合自动化系统配置加以论述。

1、微机综合自动化装置的总体技术要求

根据我国的相关标准,结合油田电网110kV变电站对微机综合自动化系统的要求,为保障油田电网安全运行,提高供电可靠性,我们在继电保护配置及站内通讯等方面提出了总体技术要求。

1.1微机保护装置应符合继电保护的基本原理,具有国家权威机构认证的动、静模试验及型式试验报告,产品性能符合国家现行的有关标准,满足国家电力公司颁布的反事故措施标准的要求。随着微机综合自动化技术在电网二次系统中的应用越来越广泛,生产微机综合自动化装置的厂家越来越多,产品质量参差不齐,有的产品不符合继电保护基本原理。因此,我们要求进入油田电网的微机综合自动化装置在满足国家要求的同时还要满足油田电网的某些具体要求。

1.2继电保护功能相对独立,完全不依赖通讯网,通讯网或监控计算机故障不影响保护装置正常运行;继电保护装置应具有模拟量显示功能。要求继电保护功能相对独立是因为在综合自动化系统中,对继电保护与通讯系统的可靠性要求是不一样的,继电保护装置是电力系统安全运行的根本保证,要求有较高的可靠性。通讯系统由于网络传输接口、传输方式等方面的原因容易出现通讯中断等情况,可靠性相对较低。为保持一次设备的正常运行,在通讯系统故障时,继电保护装置需保持正常工作状态。继电保护装置具有模拟量显示功能使运行人员通过窗口显示仍能对一次设备的模拟量,包括电流、电压、有功、无功及电能等进行监视。

1.3110kV、35kV保护装置集中组屏安装在控制室内,6kV保护装置采用就地安装方式,工作环境温度为0~40。目前油田电网110kV变电站都设有主控室,110kV、35kV一次设备都在户外变电所运行,采用控制室内集中组屏方式比较经济;6kV设备在高压室内运行,采用就地安装的方式可以节约投资。

1.4保护装置具有自检、互检功能;能贮存事故报告,装置掉电时,事故报告不应丢失。保护装置具有互检、自检功能实际要求保护装置采用多CPU结构的要求。在目前情况下,由于国内产品的硬件工艺水平和CPU质量还不是很高,多CPU产品各CPU之间可以实现工作状况互检,每个CPU模块都可以独立工作,有效地提高了保护装置的可靠性,防止某一功能模块损坏而闭锁整套保护。

1.5监控计算机与微机保护装置及故障录波装置之间应有自动对时功能,保证全站统一时钟。应能与继电保护装置进行通讯,向微机保护装置发出指令,能接受保护装置送来的事故报告及各类告警信号并通过中央信号装置发出信号。全站统一时钟对准确分析系统故障过程非常重要,如果故障录波记录时间与保护装置动作时间、监控计算机事故报文时间不一致,会影响对故障进程及保护装置动作情况分析的准确性,从而影响对事故的及时准确处理。

2、继电保护装置的配置

2.1110kV双回线主保护:横差保护后备保护:适用于大电流接地系统的距离保护、零序方向电流保护,三相一次重合闸。110kV双回线配置横差保护可以快速、有选择地切除双回线内部故障,每一回线配置单独的后备保护,方便检修维护,后备保护按110kV单回线保护配置即可。由于有双侧电源线路及双回线,所以,要求重合闸装置具有不检定、检无压、检同期及检相临线路有电流4种可选择的工作方式。

2.2110kV、35kV母线分别配置三相、两相式母线差动保护。油田电网担负着为油田采油生产及炼化公司等大型化工企业生产供电的任务,属重要负荷,对供电可靠性的要求很高。为保证重要用户供电,油田110kV变电站110kV、35kV母线应装设母差保护。同时油田110kV变电站一般有110kV及35kV双回线,故要求母差保护具有闭锁双回线保护功能,同时,要求母差保护有充电保护及闭锁线路重合闸功能。

3、应用微机保护的优点

3.1110kV线路保护110kV零序方向电流保护中的零序电压正常时采用自产3UO,只在PT断线时,才采用开口三角3UO,常规接地保护只能采用开口三角3UO。这一功能保证了只要相间保护电压极性正确,零序保护3UO电压的极性就是正确的,提高了零序保护装置的可靠性。

3.2主变差动保护采用了二次谐波制动及比率制动原理,采用二次谐波制动原理能有效地防止变压器励磁涌流造成的差动保护误动作,提高差动保护动作速度,采用比率制动原理,在保护区外故障时靠制动作用,躲区外故障流过差动保护的不平衡电流,保护定值只要躲过正常运行时最大不平衡电流即可,大幅降低了差动保护定值,提高了差动保护的可靠性及灵敏性;对10kV三卷变压器,若采用常规差动保护,则主变低压侧套管到开关间的引线发生故障保护灵敏度有时不能满足要求。常规保护也可以采用比率制动式原理,但其差动元件构造复杂,可靠性不高,也不便于检修维护。

3.335kV线路采用微机距离保护解决了油田电网35kV线路采用两段式方向电流保护灵敏度低,不满足规程要求的问题。油田电网35kV线路采用电流保护其保护范围受系统运行方式变化的影响较大,若线路较长,负荷较重,则保护灵敏度常常不能满足要求,距离保护段不受系统运行方式变化的影响。油田电网35kV线路本应全面采用距离保护,但常规距离保护装置复杂,检修维护困难,大量应用距离保护会造成电网检修时间过长,检修工作量过大的问题。应用微机距离保护检修维护工作量很小,因此,在35kV系统中微机距离保护已越来越受到人们重视。

4、结束语

几年来,我们用这套标准对进入油田电网110kV变电站运行的微机和自动化产品进行了统一的技术要求,提高了油田电网110kV变电站二次系统自动化水平,大幅度降低了检修及运行人员的工作量。

参考文献

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