CN107086552B - 扩大单元接线型系统的保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扩大单元接线型系统的保护电路，包括通过电压互感器与110kV电力系统相连的线路保护装置和两台110kV电压等级的变压器，所述两台变压器共用同一回路与所述110kV电力系统连接，在所述的回路中，分别在每台变压器的110kV侧设置有串联的隔离开关、电流互感器和断路器，线路保护装置的输出端分别连接两台变压器110kV侧的断路器，线路保护装置的输入端连接有过电压保护及远方跳闸就地判别装置。本发明首次提出了适用于变电站及电站升压站的110kV电压等级的两台变压器共用同一回路的扩大单元接线型式的系统保护方式，解决了扩大单元接线型式在110kV电压等级变电系统中的应用，极大的缩短了保护动作时间。

Description

扩大单元接线型系统的保护电路

技术领域

本发明涉及保护电路，具体的讲是扩大单元接线型系统的保护电路。

背景技术

在目前的变电站或升压站的110kV电压等级电力系统中当规模为两台主变压器和一回线路时通常是设置单母线接线型式。该单母线接线型式设置汇流母线及相应的母线电压互感器、母线地刀等设备，每台主变压器的110kV进线间隔与110kV线路间隔中均设置有断路器、隔离开关和电流互感器。所述单母线接线型式还配置线路保护装置和变压器保护装置，不配置专用断路器保护装置。断路器重合闸由线路保护装置实现，断路器失灵采用远后备保护原则，由对侧变电站的线路保护装置和本站变压器保护装置后备保护功能实现。

这种单母线接线型式较多见于电厂发电机出口端的6kV～20kV电压等级电力系统的扩大单元接线型式多出了汇流母线、母线电压互感器、母线地刀，以及110kV线路间隔断路器、隔离开关和电流互感器等设备，增加了设备费用，并且需要设置母线设备间隔和线路间隔，增加了配电装置场地面积，占用了更多土地等不可再生资源，增加了对环境保护、水土保持等方面的影响。并且单母线接线型式不配置专用断路器保护装置，断路器失灵采用远后备保护原则，断路器失灵时保护动作时间延长，增大设备安全运行风险。

而类似于6kV～20kV电压等级电力系统的扩大单元接线型式目前在110kV电压等级的变电站或升压站鲜有应用，因为虽然扩大单元接线能够减少工程投资，减小工程占地面积，在绿色环保、可持续发展方面也有积极意义，但保护电路实现困难，影响了该型电路的使用和推广。

发明内容

本发明提供了一种扩大单元接线型系统的保护电路，以解决扩大单元接线型式在110kV电压等级变电系统中的应用，以及断路器重合闸和断路器失灵的问题，缩短保护动作时间，以及过电压保护及远方跳闸就地判别、变压器失灵联跳的问题。

本发明的扩大单元接线型系统的保护电路，包括通过电压互感器与110kV电力系统相连的线路保护装置和两台110kV电压等级的变压器，所述两台变压器共用同一回路与所述110kV电力系统连接，在所述的回路中，分别在每台变压器的110kV侧设置有串联的隔离开关、电流互感器和断路器，线路保护装置的输出端分别连接两台变压器110kV侧的断路器，线路保护装置的输入端连接有过电压保护及远方跳闸就地判别装置。线路保护装置可选择纵联电流差动或纵联距离/方向保护，同时具有三段式相间、接地距离、方向零序电流保护功能。

进一步的，所述线路保护装置的输出端还分别连接对应于两台变压器的断路器的断路器保护装置和过电压保护及远方跳闸就地判别装置；线路保护装置的输入端分别连接对应于所述两台变压器的变压器保护装置和所述的断路器保护装置。线路保护装置接收变压器保护装置、断路器保护装置以及过电压保护及远方跳闸就地判别装置的信号开入启动远跳，接收对侧变电站/升压站线路保护远跳命令跳开110kV侧的两台变压器的断路器。线路保护装置、变压器保护装置、过电压保护及远方跳闸就地判别装置启动“保护永跳”信号作为开关量输入断路器保护装置启动失灵保护。断路器保护装置判失灵后瞬时或延时重跳本台变压器110kV侧断路器，延时跳另一台变压器110kV侧断路器，并启动变压器保护装置联跳本台变压器各侧断路器和线路保护装置远跳对侧变电站/升压站线路断路器。

进一步的，所述断路器保护装置的输出端还连接有所对应变压器的断路器及变压器保护装置的输入端和另一台变压器的断路器；断路器保护装置的输入端还连接有所对应变压器的变压器保护装置的输出端。

进一步的，在所述的断路器保护装置中设有断路器重合闸和断路器失灵保护结构。重合闸方式可选择单相重合闸、三相重合闸或停用重合闸，同步检定方式可采用不检查同步、同步检定或无电压检定，两台断路器保护装置之间构建先合闭锁、后合回路，灵活适应各种运行方式的要求。断路器保护装置可通过线路保护动作或断路器偷跳变位启动重合闸，收到“保护永跳”或“闭锁重合闸”的开入信号后不重合。

进一步的，为了提高远程跳闸的安全性，防止误动作，可以将所述两台变压器所对应断路器的跳位辅助接点串联后作为开关量输入所述的过电压保护及远方跳闸就地判别装置。过电压保护及远方跳闸就地判别装置接收线路对侧远跳指令并就地判别后跳开两台变压器110kV侧的断路器，闭锁重合闸，装置跳闸输出端独立于线路保护装置跳闸回路。

进一步的，所述的断路器的跳位辅助接点还并联有切换开关，用于反映实际运行方式。

本发明的扩大单元接线型系统的保护电路，首次提出了适用于变电站及电站升压站的110kV电压等级的两台变压器共用同一回路的扩大单元接线型式的系统保护方式，包括该接线型式110kV线路保护的配置方案与运行原理，解决了扩大单元接线型式在110kV电压等级变电系统中的应用，以及断路器重合闸和断路器失灵的问题，极大的缩短了保护动作时间，并且还解决了过电压保护及远方跳闸就地判别、变压器失灵联跳的问题。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

附图说明

图1为本发明扩大单元接线型系统的保护电路的电路示意图。

具体实施方式

如图1所示本发明扩大单元接线型系统的保护电路，包括通过电压互感器VM与110kV电力系统相连的线路L和两台110kV电压等级的变压器TF，所述两台变压器TF共用同一回路与所述110kV电力系统连接。在所述回路中，分别在每台变压器TF的110kV侧设置有串联的隔离开关DS、电流互感器CM和断路器CB，线路保护装置LP采集线路的三相电压与两台变压器TF的110kV侧三相合电流。线路保护装置LP的输出端分别连接两台变压器TF对应的断路器CB，输入端连接有过电压保护及远方跳闸就地判别装置OVP。线路保护装置LP可选择纵联电流差动或纵联距离/方向保护，同时具有三段式相间、接地距离、方向零序电流后备保护功能。

线路保护装置LP的输出端还分别连接对应于所述两台变压器TF所对应断路器CB的断路器保护装置BP和过电压保护及远方跳闸就地判别装置OVP，线路保护装置LP的输入端还分别连接对应于所述两台变压器TF的变压器保护装置TP和对应于所述两台变压器TF的断路器CB的断路器保护装置BP。线路保护装置LP接收变压器保护装置TP、断路器保护装置BP以及过电压保护及远方跳闸就地判别装置OVP的信号开入启动远跳，接收线路对侧变电站/升压站线路保护远跳命令跳开本侧两台变压器TF的110kV侧断路器CB，接收断路器CB分闸位置接点开入根据整定控制字决定是否启动重合闸后加速，输出保护跳闸接点开入至断路器保护装置BP启动断路器CB重合闸和失灵保护。线路保护装置LP中设有至少5组收信输出接点，分别用于信号I/O、故障录波、启动远方跳闸就地判别、两台变压器TF的110kV侧断路器CB跳闸。

断路器保护装置BP包含断路器CB电流速断保护、充电保护、重合闸和失灵保护功能。断路器保护装置BP的输出端还连接有所对应变压器TF的110kV侧断路器CB及变压器保护装置TP以及另一台变压器TF的110kV侧断路器CB；输入端还连接有所对应变压器TF的变压器保护装置TP。断路器保护装置BP采集110kV线路的三相电压、所对应变压器TF低压侧单相电压和所对应变压器TF的110kV侧三相电流。断路器保护装置BP接收线路保护装置LP跳闸信号开入启动重合闸，接收线路保护装置LP和变压器保护装置TP跳闸信号开入启动断路器CB失灵保护，输出保护跳闸接点和重合闸接点分合对应变压器TF的110kV侧断路器CB。断路器保护装置BP收到其他保护装置跳闸命令启动失灵保护后，若相电流大于断路器CB失灵保护的相电流的定值，同时零序电流或负序电流大于断路器CB失灵保护相应电流的定值，输出至少4付失灵动作接点瞬时或延时重跳所对应变压器TF的110kV侧断路器CB，延时跳另一台变压器TF的110kV侧断路器CB，并启动变压器保护装置联跳所对应变压器TF的各侧断路器CB和线路保护装置LP远跳对侧变电站/升压站线路的断路器CB。断路器保护装置BP重合闸方式可选择单相重合闸、三相重合闸或停用重合闸，断路器保护装置BP重合闸同步检定方式可根据断路器CB两侧电源情况独立设置，重合闸同步检定方式可采用不检查同步、同步检定或无电压检定，两台断路器保护装置BP之间构建先合闭锁、后合回路，灵活适应各种运行方式的要求。断路器保护装置BP可通过线路保护结构或断路器CB偷跳变位启动重合闸，收到“保护永跳”或“闭锁重合闸”的开入信号后不重合。

为了提高过电压远方跳闸的安全性，防止误动作，可以将所述两台变压器TF的110kV侧断路器CB跳位辅助接点串联后作为开关量输入所述过电压保护及远方跳闸就地判别装置OVP。输入过电压保护及远方跳闸就地判别装置OVP的断路器CB每付跳位辅助接点还并联有切换开关，以反映扩大单元接线型系统实际运行方式。过电压保护及远方跳闸就地判别装置OVP执行端设置电流、电压、功率等故障判别元件，接收线路对侧变电站/升压站远跳命令并就地判别后跳开两台变压器TF的110kV侧断路器CB，闭锁重合闸。过电压保护及远方跳闸就地判别装置OVP输出端可独立于线路保护装置跳闸回路。

Claims (6)

1.扩大单元接线型系统的保护电路，其特征为：包括通过电压互感器(VM)与110kV电力系统相连的线路保护装置(LP)和两台110kV电压等级的变压器(TF)，所述两台变压器(TF)共用同一回路与所述110kV电力系统连接，在所述的回路中，分别在每台变压器(TF)的110kV侧设置有串联的隔离开关(DS)、电流互感器(CM)和断路器(CB)，线路保护装置(LP)的输出端分别连接两台变压器(TF)110kV侧的断路器，线路保护装置(LP)的输入端连接有过电压保护及远方跳闸就地判别装置(OVP)。

2.如权利要求1所述的扩大单元接线型系统的保护电路，其特征为：所述线路保护装置(LP)的输出端还分别连接对应于两台变压器(TF)的断路器(CB)的断路器保护装置(BP)和过电压保护及远方跳闸就地判别装置(OVP)；线路保护装置(LP)的输入端分别连接对应于所述两台变压器(TF)的变压器保护装置(TP)和所述的断路器保护装置(BP)。

3.如权利要求2所述的扩大单元接线型系统的保护电路，其特征为：所述断路器保护装置(BP)的输出端还连接有所对应变压器(TF)的断路器(CB)及变压器保护装置(TP)的输入端和另一台变压器(TF)的断路器(CB)；断路器保护装置(BP)的输入端还连接有所对应变压器(TF)的变压器保护装置(TP)的输出端。

4.如权利要求3所述的扩大单元接线型系统的保护电路，其特征为：在所述的断路器保护装置(BP)中设有断路器重合闸和断路器失灵保护结构。

5.如权利要求1至4之一所述的扩大单元接线型系统的保护电路，其特征为：所述两台变压器(TF)所对应断路器(CB)的跳位辅助接点串联后作为开关量输入所述的过电压保护及远方跳闸就地判别装置(OVP)。

6.如权利要求5所述的扩大单元接线型系统的保护电路，其特征为：所述的断路器(CB)的跳位辅助接点还并联有切换开关。

Images