CN219937938U - 一种海上升压站集电系统单相接地保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种海上升压站集电系统单相接地保护装置，在主变分支中压开关柜出口处，增设熔断器和三相电压互感器，形成开口三角零序电压；进一步地，在所述三相电压互感器开口三角二次绕组后，串接增设具有低压零序电压保护功能的装置。本实用新型对海上升压站集电系统单相接地保护方案进行改进，在主变中压分支上增设了零序电压保护，消除了当主变中压分支断路器因接地变单相接地保护跳开后，该中压分支断路器至主变低压出口引接电缆上的保护死区问题，避免了因一侧中压分支断路器以下的单相接地故障跳开整台主变压器，从而确保了保护的选择性，避免了停电范围的扩大，更好地保证了海上风电场的经济性。

Description

一种海上升压站集电系统单相接地保护装置

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电继电保护领域，尤其涉及一种海上升压站集电系统单相接地保护装置。

背景技术

随着我国海上风电的规模化发展，海上风电场装机容量日益增加。虽然海上风电电气设备继电保护标准化的程度越来越高，但海上升压站的特殊性给继电保护配置带来了新的挑战。

目前海上升压站主变压器低压侧普遍为双分裂接线形式，低压侧线圈为三角形接线，无中性点引出，在主变压器连接的中压母线处装设专用接地变压器、接地小电阻和零序电流互感器，集电系统为小电阻接地系统。小电阻接地及配套继电保护主要用于海上升压站集电系统的单相接地保护，该保护配置在以往陆上风电工程中为常规通用配置，但是否适用于海上升压站尚需进一步研究。

按陆上继电保护常规动作逻辑，接地变保护动作跳接地变进线断路器与主变压器低压侧断路器。但若接地故障点位于某一分支主变低压侧出口至中压柜断路器的引出电缆上时，主变低压侧断路器跳闸后，故障点仍然存在，由于此时接地变小电阻已切除，该引出电缆转变为不接地系统的接地故障，按陆上运行标准，系统还能续持运行1～2小时，但考虑到海上升压站采用无人值守方式运行，受天气和海况影响，运维人员可达性差，不能及时检查及处理故障，极易导致故障扩大并引发严重后果，因此，继电保护需要考虑及时将该接地故障识别并切除。若接地变保护同时联跳主变高、低压侧，可以将以上故障点切除，但整台主变停运，影响另一个分支的正常发电送出，经济性大幅降低。

对于以上提出故障类型及其应对措施，其方案效果将较大限制海上站主变的运行灵活性和工程经济性，不适应海上风电运行检修困难的实际特点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对海上升压站集电系统中，从主变低压出口至中压柜引出电缆的单相接地故障无独立保护的问题，提供一种海上升压站集电系统单相接地保护装置，以能够适应海上升压站集电系统接线特点，通过合理手段消除保护死区，尽可能减少故障跳闸停电范围，进而保证海上风电场“心脏”的正常运行。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种海上升压站集电系统单相接地保护装置，其特征在于包括：

在主变分支中压开关柜出口处，增设熔断器和三相电压互感器，形成开口三角零序电压。

进一步的，在所述三相电压互感器开口三角二次绕组后，串接增设具有低压零序电压保护功能的装置，使其具有低压零序电压保护功能。所述具有低压零序电压保护功能的装置采用零序电压保护装置或者通过改进原主变保护装置。

所述海上升压站集电系统包括低压多分支主变，通过中压电缆与低压侧对应支路开关柜相连，每段中压母线设置若干面中压风机进线柜，一面接地变进线柜，并连接一台接地变和一台小电阻，小电阻尾端设置零序电流互感器。

进一步的，所述海上升压站集电系统单相接地保护配置中，单相接地保护配合方案为：

(1)当单相故障位于主变分支中压断路器以下时，接地变保护第一时限跳对应中压分支断路器，故障切除；

(2)当单相故障位于主变中压分支断路器以上至主变低压出口的引接电缆上时，接地变保护第一时限跳中压侧分支断路器后，故障未切除，通过增设的零序电压保护第二时限跳主变高、低压侧断路器，故障切除。

进一步的，所述海上升压站集电系统单相接地保护配置同样适用于中压分支母线检修的工况，主变一侧中压分支母线检修时，将该中压分支断路器打开，中压引接电缆由零序电压进行保护，另一侧中压分支可继续发电运行。

由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型对海上升压站集电系统单相接地保护方案进行改进，在主变中压分支上增设了零序电压保护，消除了当主变中压分支断路器因接地变单相接地保护跳开后，该中压分支断路器至主变低压出口引接电缆上的保护死区问题，避免了因一侧中压分支断路器以下的单相接地故障跳开整台主变压器，从而确保了保护的选择性，避免了停电范围的扩大，更好地保证了海上风电场的经济性。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种海上升压站集电系统单相接地保护装置的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例为适用于海上升压站集电系统的单相接地保护装置。本实施例中海上升压站设有一个220kV等级的海上升压站低压双分支主变1，通过中压电缆与低压侧对应支路开关柜6相连，每段中压母线7设置若干面中压风机进线柜12，一面接地变进线柜8，并连接一台接地变9和一台小电阻10，小电阻尾端设置零序电流互感器11。

相较原有集电系统单相接地保护配置，本实施例在主变分支中压开关柜出口处，增设了三相电压互感器2和熔断器3，形成开口三角零序电压；并在开口三角二次绕组后，串接增设零序过压保护装置13。

本实施例中单相接地保护的具体配合方案为：

(1)当单相故障位于主变分支中压断路器5以下时，接地变保护第一时限跳对应中压分支断路器5，故障切除；

(2)当单相故障位于主变中压分支断路器5以上至主变低压出口的引接电缆4上时，接地变保护第一时限跳中压侧分支断路器5后，故障未切除，通过增设的零序电压保护13第二时限跳主变高、低压侧断路器，故障切除。

本例所述海上升压站集电系统单相接地保护配置同样适用于中压分支母线7检修的工况，主变一侧中压分支母线7检修时，将该中压分支断路器5打开，中压引接电缆4由零序电压进行保护，另一侧中压分支可继续发电运行。

本实施例中增设的零序电压保护功能，能够在主变中压分支断路器因接地变单相接地保护跳开，但故障仍未切除的情况下，以第二时限跳开主变高、低压侧断路器，从而在消除中压分支断路器至主变低压出口引接电缆上的保护死区的同时，确保了保护的选择性，能够更好地满足海上风电场的经济性要求。

以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种海上升压站集电系统单相接地保护装置，其特征在于包括：

在主变分支中压开关柜出口处，增设熔断器和三相电压互感器，形成开口三角零序电压；

在所述三相电压互感器开口三角二次绕组后，串接增设具有低压零序电压保护功能的装置。

2.根据权利要求1所述的海上升压站集电系统单相接地保护装置，其特征在于所述具有低压零序电压保护功能的装置采用零序电压保护装置。

3.根据权利要求1所述的海上升压站集电系统单相接地保护装置，其特征在于

(1)当单相故障位于主变分支中压断路器以下时，接地变保护第一时限跳对应中压分支断路器，故障切除；

(2)当单相故障位于主变中压分支断路器以上至主变低压出口的引接电缆上时，接地变保护第一时限跳中压侧分支断路器后，故障未切除，通过具有低压零序电压保护功能的装置第二时限跳主变高、低压侧断路器，故障切除。

4.根据权利要求1所述的海上升压站集电系统单相接地保护装置，其特征在于：海上升压站集电系统包括低压多分支主变，通过中压电缆与低压侧对应支路开关柜相连，每段中压母线设置若干面中压风机进线柜，一面接地变进线柜，并连接一台接地变和一台小电阻，小电阻尾端设置零序电流互感器。