继电器选型（精选四篇）
继电器选型 篇1
人们的生活水平正不断提高, 对于能源的需求量也逐渐加大, 这也就意味着油田需要选择更能节省能源消耗的设备, 才能够满足人们对能源的需求量。近几年, 电力市场出现了各种各样的低压配电柜与低压电器, 油田若想正确地选择最为合适的低压设备, 那么就需要对型号不同的低压配电柜参数和性能进行分析, 这样才能更好地满足主要元件对各个设备的相关要求。以下是对油田低压配电柜型号选择与低压电器选择的详细分析。
1 油田低压配电柜的型号
虽然如今电力市场低压配电柜的类型较多, 但目前我国使用最为广泛的有以下几种:GGD交流低压配电柜、GCK低压抽出式开关柜、GCS低压抽出式开关柜、MNS低压配电柜。以下是对几种低压配电柜型号的详细讲解。
1.1 GGD交流低压配电柜
GGD交流低压配电柜属于新型的低压配电柜, 其具有安全、可靠、经济等优点, 有着分辨能力强、动热稳定性高、方案组合灵活方便、系列性强、实用性高、防护效果优等特点, 通常被作为油田低压成套开关设备的更新换代使用产品。主要被用于变电站、发电厂当中交流50Hz、工作电压380V、工作电流3150A中的配电系统之中, 可以作为动力、照明等设备的电能转换产品或控制产品。
1.2 GCK低压抽出式开关柜
GCK低压抽出式开关柜是由动力配电中心、电动机控制中心组成的, 其有着分辨能力强、动热稳定性高、结构先进、方案组合灵活方便、系列性强、通用度高、一台柜体、回路数多等特点, 通常被用于交流50Hz、工作电压660V、工作电流4000A中的配电系统之中, 可以作为动力配电、照明等产品使用。
1.3 GCS低压抽出式开关柜
GCS低压抽出式开关柜属于两部联合设计组设计而成的配电柜, 其通常被用于交流50Hz、工作电压400V、工作电流4000A中的配电系统之中, 可以作为动力、配电、电容补偿等方面, 多被用于发电厂、化工、建筑等方面, 也可被用于石化、大型发电厂之中, 但一定要满足能够与计算机接口的要求。
1.4 MNS低压配电柜
MNS低压配电柜也是MNS低压抽出式成套开关设备, 其能够满足电力行业发展的各个需求, 根据国外低压开关柜设计来进行改善, 从而设计出的高级新型低压开关柜, 其适用于各个供电和配电场所之中, 不仅可以用于发电厂和变电站, 也能被用于企业、建筑等配电系统之中。
2 油田低压电器的选择
根据图1来对相关低压电器进行研究 (①隔离开关、②塑壳空气开关、③交流接触器、④铜排、⑤中间继电器、⑥热继电器、⑦接线端子) , 以下是对低压电器的作用与选择原则进行详细分析。
2.1 选择原理
①电器设备的额定电压应符合其所在回路的标称电压。
②电器设备的额定电流应大于其所在回路的计算电流。
③电器设备的额定频率应符合其所在回路的频率。
④电器设备应满足其所在现场的相关环境条件。
⑤电器设备能在短路条件下满足动热稳定要求, 而断开短路电流的电器在短路条件下具有断通能力。
2.2 隔离开关
隔离开关主要是将需要被检修的电气设备与电网带电部分进行隔离, 以此确保检修工作的安全性与可靠性, 相关规格选择需要根据是否能够承受电路中短路的电流来进行判断, 具体可根据I=P/U来进行计算。
2.3 断路器
断路器是指塑壳断路器, 也就是人们常说的空气开关, 其有着保护自动分断的功能, 并且能直接在空气介质中完成分断的过程, 断路器与隔离开关之间的区别在于, 断路器有着自动脱扣功能和灭弧功能, 而隔离开关只有灭弧功能。选择塑壳断路器需要根据以下原则进行:电动机在起动瞬间至少有20s启动尖峰电流在额定电流的7倍左右, 除去电动机引起的尖峰电流, 单台电动机断路器也需要有7倍左右的额定电流用于返回时间电动机的考核标准。
2.4 接触器
接触器是指交流接触器, 其由电磁系统、触头系统、灭弧装置、绝缘外壳组成, 线圈开始通电时, 静铁芯就会产生一定的电磁吸力, 并且能将动铁芯进行吸合, 因触头系统与动铁芯之间有着联动关系, 所以当动铁芯运作时就会带动其他三条动触片进行运作, 触点闭合之后就会接通电源。线圈断电之后, 吸力就会开始消失, 动铁芯就能依靠自身反作用力分离开来, 以此完成电源的切断过程。其规格的选择应根据接触器的对象、次数、类别、位置等进行选择。
2.5 热继电器
热继电器是指因热元件中的电流产生热量, 从而导致各个双金属片出现形变, 当形变达到一定距离之后, 那么就能够推动连杆进行运作, 使得控制电路被断开, 接触器就会失去电源, 以此达到电动机过载保护的目的。其规格选择首先应保证热继电器的额定电流必须大于电动机额定电流, 其次应根据额定电流选择热继电器的具体型号, 最后保证热继电器热元件额定电流大于电动机额定电流。但需要特别注意的是, 电动机启动时间若过长或不能及时停车, 那么需要将热元件电流调节至电动机额定电流的1.15倍左右。
3 结语
综上所述, 本文就油田低压配电柜的选型与低压电器的选择进行了详细的分析, 得知在为油田选择相应的低压设备时, 一定要根据现场实际情况来进行选择, 这样才能满足各个元件的使用条件。
摘要：近年来, 我国工业技术发展速度逐渐加快, 电力已经成为当今社会主要的能源形式之一, 低压配电柜与低压电器的使用也越来越广泛, 尤其是油田中的使用更为多样化, 但如何正确地选择适合油田使用的低压配电柜与低压电器, 那么就需要根据具体的型号与性能进行选择, 这样才能明确各个配电柜参数是否符合主要元件的使用要求。本文就油田低压配电柜的选型与低压电器的选择进行研究, 并根据实际情况提出针对性较强的建议。
关键词：油田,低压配电柜,选型,低压电器,选择
参考文献
[1]王艳然.浅谈油田低压配电柜的选型及低压电器的选择[J].中国石油和化工标准与质量, 2013 (02) :76.
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[3]吴斯琦, 蔡兰, 李益兵.基于Web架构的低压配电柜选型系统设计[J].机械制造, 2010 (03) :19-22.
[4]洪桂香.探叙低压配电线路保护电器的结构特点及其安全使用[J].电气工程应用, 2015 (04) :26-31.
河南电网继电保护选型配置原则 篇2
河南电网继电保护选型配置原则 总 则
1.1 为规范河南电网继电保护及安全自动装臵（简称保护装臵）的选型配臵，保证河南电网的安全稳定运行，制定本原则。
1.2本原则规定了河南电网的保护装臵选型配臵依据，各单位（不论管理形式和产权隶属关系）的新建、扩建和技改工程均应遵循本原则。对于违反本原则的，不允许投入运行。
1.3 本原则适用于河南电网220千伏系统，110千伏及以下系统应参照执行。
1.4智能化变电站按《智能变电站继电保护技术规范》（Q/GDW 441—2010）执行。
1.4 本原则依据下列规程、规定及文件制定：
《继电保护及安全自动装臵技术规程》（GB/T 14285—2006）《线路保护及辅助装臵标准化设计规范》（Q/GDW 161—2007）
《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装臵标准化设计规范》（Q/GDW 175—2008）
《智能变电站继电保护技术规范》（Q/GDW 441—2010）《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（国家电网生— 2 — 技„2005‟400号）
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护专业重点实施要求》（调继„2005‟222号）
《华中电力系统继电保护技术原则与配臵选型管理规定》 《河南电网继电保护和安全自动装臵选型管理规定》 《河南电网220千伏系统线路纵联保护通道配臵规范》 1.5 本原则由河南省电力公司负责解释。1.6 本原则自发布之日起实施。2 保护装置选型配置的通则 2.1 双重化配臵与安全性原则
继电保护双重化配臵是防止因保护装臵拒动而导致系统事故、减少由于保护装臵故障异常检修等原因造成一次设备停运的有效措施，220千伏系统（含馈线、用户变电站）母线、线路、变压器继电保护均应双重化配臵。新建变电站失灵保护应双重化配臵。
双重化配臵时，应选用安全性高的保护装臵，并遵循相互独立的原则，应做到：
（1）双重化配臵的保护装臵之间不应有任何电气联系。（2）双重化配臵的保护装臵的交流电压、交流电流和直流电源彼此独立，并做到保护范围交叉重迭，避免死区。
（3）保护装臵双重化配臵还应充分考虑到运行和检修时的安全性，当其中一套退出运行或检修时，应不影响另一套保护正
常运行。
（4）为与保护装臵双重化相适应，有关与保护配合的相关回路（如断路器、隔离刀闸的辅助接点等）均应遵守相互独立的原则按双重化配臵。
（5）新建或改建220千伏线路纵联保护通道配臵应满足“双路由、双设备、双电源”原则。
（6）软硬压板采用“与门”逻辑。2.2 可靠性原则
2.2.1 保护装臵应具有高可靠性、强抗干扰能力，能适应保护装臵下放到变电站开关场的环境。
2.2.2 因电网一次接线方式改变，如需将原继电保护装臵搬迁，原继电保护装臵运行年限达到 8年的，不宜进行搬迁，应重新配臵继电保护装臵。
2.3 先进性与通用性原则
优先选用原理成熟、技术先进并经国家级或国家电网公司级设备质量检测中心的检测试验确认其技术性能指标符合《继电保护和安全自动装臵技术规程》、反事故措施等规程规定要求的保护装臵。保护装臵硬件配臵先进、分析软件完善，并同时具备与变电站监控系统、继电保护信息管理系统通信的功能。通信规约应满足国家相关规程。
2.4 微机化原则
保护装臵应选用微机型装臵。
— 4 — 2.5 国产化原则
保护装臵应选用国产自主品牌装臵。2.6 “六统一”原则
继电保护装臵应满足“六统一”原则，即满足“六统一”国家电网公司标准化设备规范（国家电网公司企业标准《线路保护及辅助装臵标准化设计规范》Q/GDW161—2007和《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装臵标准化设计规范》Q／GDW175—2008）有关要求。保护装置选型配置原则 3.1 220千伏线路保护
3.1.1 220千伏线路保护满足双重化配臵的原则，配臵两套完整、独立、能反映各种类型故障、具有故障选相功能的全线速动微机保护作为主保护，每套保护均具有完整的后备保护，分别连接不同的远方信号传输设备，每套保护装臵输出两组跳闸接点，分别起动断路器的两个跳闸线圈。
3.1.2 两套保护应采用不同生产厂家的产品。线路两端应采用同一型号的保护装臵。
3.1.3线路纵联保护应优先采用光纤通道，优先采用光纤分相电流差动保护。
3.1.4 具有光纤通道的输电线路，至少配臵一套光纤分相电流差动保护，如不具备配臵双套光纤分相电流差动保护的条件，另一套宜配臵纵联距离保护。
3.1.5 对于同杆并架输电线路，应为继电保护创造条件，架设光纤通道。为有选择性切除跨线故障，每回线宜配臵两套分相电流差动保护，两套保护分别使用不同的光纤通道。
3.1.6 超短线路（长度≤10km）, 应配臵双套光纤分相电流差动保护。
3.1.7 对于没有光纤通道的线路，配臵两套不同厂家的高频距离保护，分别使用不同的高频通道。
3.1.8 相间后备保护采用三段式相间距离，接地后备保护采用三段式接地距离加上四段式或两段式零序电流保护。
3.1.9 断路器失灵起动及辅助保护装臵应包括失灵起动、三相不一致保护及为了便于系统运行的可单独投退的带时限的后备过流保护（包括三相电流和零序电流）。新建变电站按“六统一”原则执行。
3.2 母线保护
3.2.1 220千伏母线按双重化配臵母线差动保护，每条母线均应配臵两套完整、独立、不同生产厂家的微机型母线差动保护，并安装在各自保护屏内。
新建变电站，配臵双套含失灵保护功能的母差保护，每套母差保护动作于一组跳闸线圈，两套保护采用不同厂家的产品，并安装在各自保护屏内。每套线路保护及变压器保护各启动一套失灵保护。母差和失灵保护应能分别停用。应采用母线保护装臵内部的失灵电流判别功能。
— 6 — 现有变电站失灵保护按一套配臵，失灵保护可以和任一套母线保护共用。
3.2.2 对于配臵双套母线保护的双母线接线，用于母线差动保护的断路器和隔离开关的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路应遵循相互独立的原则按双重化配臵。
3.2.3 母联（分段）断路器应配臵独立于母线保护的充电过流保护装臵。充电过流保护配臵由压板投退的三相过电流和零序电流保护，具有两个延时段（两段相电流过流的时间应可以分别整定），充电过流保护应具有长期投入功能，并启动失灵保护。
3.2.4 母线保护动作后，除一个半断路器接线外，对有纵联保护的线路，应采取措施，使对侧断路器能速动跳闸。
3.3 220千伏降压变压器保护
3.3.1 220千伏降压变压器保护按双重化配臵，即配臵两套电气量保护和一套非电量保护。
3.3.2 每套电气量保护均按《继电保护和安全自动装臵技术规程》要求，配臵完整的差动及后备保护，能反应被保护设备的各种故障及异常状态。
3.3.3 为与保护双重化配臵相适应，断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配臵。多卷变压器各侧均应配臵保护。
3.3.4 变压器非电量保护应设臵单独的电源回路（包括直流
空气小开关及其直流电源监视回路）和出口跳闸回路，且必须与电气量保护完全分开。
3.3.5 当断路器具有两组跳闸线圈时，两套电气量保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈；非电量保护应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。
3.3.6电气量保护起动失灵保护,并具备解除复压闭锁功能；变压器后备保护跳母联（分段）时不应启动失灵保护。
3.3.7 复合电压闭锁相间过流保护，高、中压侧保护的复合电压元件必须用三侧电压元件构成“或”门使用，低压侧的复合电压元件可只采用本侧的复合电压。
3.3.8 220千伏侧后备保护
3.3.8.1 复合电压闭锁相间过电流保护设两段。第一段两时限带方向，方向指向220千伏变压器，保护动作第一时限跳中压侧母联或分段断路器，第二时限跳中压侧断路器；第二段无方向，保护动作时间应大于各侧带方向保护的动作时间，延时跳各侧断路器。
3.3.8.2 零序电流保护设两段。第一段两时限带方向，方向指向220千伏侧母线，保护动作第一时限跳220千伏母联或分段断路器，第二时限跳本侧断路器；第二段无方向，延时动作跳各侧断路器。
3.3.8.3间隙电流保护，间隙电流和零序电压二者构成“或门”延时跳开变压器各侧断路器。
— 8 — 3.3.8.4零序电压保护，延时跳开变压器各侧断路器。3.3.8.5 过负荷保护延时动作于发信号。3.3.9 110千伏侧后备保护
3.3.9.1 复合电压闭锁相间过电流保护设三时限，第一时限和第二时限带方向，方向指向110千伏母线，保护动作第一时限跳110千伏母联或分段断路器，第二时限跳本侧断路器；第三时限不带方向，延时跳开变压器各侧断路器。
3.3.9.2 零序电流保护设两段。第一段两时限带方向，方向指向110千伏母线，保护动作第一时限跳110千伏母联或分段断路器，第二时限跳本侧断路器；第二段无方向，延时跳开变压器各侧断路器。
3.3.9.3间隙电流保护，间隙电流和零序电压二者构成“或门”延时跳开变压器各侧断路器。
3.3.9.4零序电压保护，延时跳开变压器各侧断路器。3.3.9.3 过负荷保护延时动作于发信号。3.3.10 低压侧后备保护
3.3.10.1过流保护。设一段二时限，第一时限跳开本分支分段，第二时限跳开本分支断路器。
3.3.11.2 复压闭锁过流保护。设一段三时限，第一时限跳开本分支分段，第二时限跳开本分支断路器，第三时限跳开变压器各侧断路器。
3.3.11.3 过负荷保护延时动作于发信号。
3.3.12 自耦变压器保护
3.3.13.1 公共绕组过负荷保护延时动作于发信号。3.3.13.2中性点零序过流保护为一时限无方向，保护动作跳变压器各侧断路器。
3.3.14 非电量保护
跳闸型非电量保护瞬时或延时跳闸，信号型非电量保护发信号。非电量保护不起动失灵保护。
3.4 下列情况应配臵远方跳闸保护，使相关线路对侧断路器跳闸切除故障：
3.4.1 一个半断路器接线的断路器失灵保护动作。3.4.2 线路变压器组的变压器保护动作。
远方跳闸保护宜采用光纤通道，一取一经就地判据跳闸方式。3.5 继电保护及故障信息管理子站、故障录波器
3.5.1继电保护及故障信息管理子站应满足《河南电网继电保护信息子站技术标准》。
3.5.2故障录波器要求选用微机型，所选用的微机故障录波装臵要有完善的分析功能，满足《220—500千伏电力系统故障动态记录技术准则》（DL/T553—94）及电力行业有关标准。
3.5.3同一变电站内故障录波器型号应统一。站内故障录波器应按调度管辖范围组网，接入继电保护信息管理子站或分别传送到相应调度部门。
防爆电器的设计选型与设计制作要求 篇3
【关键词】防爆电器；设计选型；设计制作
由于防爆电器的使用环境具有一定的爆炸危险，因此，必须采用一定的安全措施，让防爆电器除了完成普通电器的电气功能外，还能检测和控制爆炸危险区的安全用电，通讯等。在日常生活中常见的防爆电器类型有：本质安全型，隔爆型，增安型等，防爆电器主要分为煤矿防爆电器和工厂防爆电器两类。
一、防爆电气产品的设计总思路
（一）防爆电气设备应用的环境要求。①具有易燃易爆蒸汽/气体的爆炸性危险作业环境。②具有可燃性粉尘的爆炸危险作业环境。③可燃性粉尘和易燃易爆蒸汽/气体同时存在的危险作业环境，如固态煤炭成品车间及其称重，涂覆，包装，运输等装置中。并且，随着煤炭企业的不断发展，危险性作业环境将越来越普遍，这就要求煤炭企业高度重视防爆电器设备在企业生产过程中的使用。同时，设计部分也应进一步对防爆电器进行研究。④在前三种情况的基础上还存在其他特殊条件（如腐蚀性介质，低温，高温高湿，振动，砂尘雨水等）的环境中也必须用到防爆电器产品。
（二）防爆电器设备的选型。根据企业中工作环境的爆炸危险性的不同，将蒸汽/气体危险场所划分为：0区、1区、2区。划分的依据为爆炸危险源的释放程度。一般而言，0区限于排放口较小的区域或煤炭装置内。防爆电器一般使用在1、2区，特别是在具有沙尘雨水和腐蚀的2区中，必须使用防爆功能较强的防爆电器设备。
在具有爆炸危险性的工作场所中，经常存在盐雾，化学腐蚀等其他因素，这些因素不仅使设备电器的机械功能和电气性能被严重破坏，同时还使设备的防爆功能受到严重破坏。因此，在进行防爆电器的选用时，必须确定其抵御能力和安全性。在可燃性粉尘危险环境中应采用限制表面温度保护和外壳保护的结构，避免粉尘进入设备外壳内，吸附在绝缘体上，导致因电路短路而出现生产事故。
对于粉尘和易燃易爆性气体同时存在的危险性作业场所，选择设备时，一定要选择双重防爆型电气设备，其防爆级别在满足易燃易爆性气体的特点时，还必须满足可燃性气体的特性。
二、防爆电气的设计制作要求
（一）电源设计。独立电源的蓄电池和干电池的本质安全，且便于携带。蓄电池和干电池皆为电阻性电路，其电源的电源安全参数的确定，可根据电阻性最小点燃电流的曲线来实现。利用电池的最高电压，找出最小点燃电流，再除以安全系数值，便能得到电池允许的最大安全电流值。电池直接短路是电池最严重的放电状态，因此，在进行电源设计时，必须考虑电源的本质安全性能，并将最大短路电流作为衡量标准。
（二）电路设计。在进行电路设计时，必须充分考虑电器的电气功能，使电气原理的正确性得到保证。其次，防爆电器的绝缘参数，爬电距离，电气间隙必须与GB3836的相关要求相符合。
（三）外壳设计。外壳的设计必须具有较强的防碰撞功能，防冲击性和良好的内在品质，同时防静电功能和导热性能也必须具有一定的强度，同时还必须设计出精致耐看的外观形状。
①防爆电器外壳对材料的基本要求：在对外壳进行设计时，必须要使防爆电器的外壳具有较强的防腐蚀性，抗氧化能力，抗撞击强度，外壳表面无静电，导热系数高，加工性能良好等。就目前而言，部分国家在进行小型防爆电器的外壳制作时都选用黄铜作为主要材料。由于我国的黄铜资源严重缺乏，因此，在我国大多采用工程塑料，铸钢，铸铁，铝合金等材料制作防爆电器外壳。由于我国对工业塑料的化学成分，防火花工能，防静电功能提出了更高的要求，因此在防爆电器的外壳制作中一般不提倡使用该种材料。同时，铸钢，铸铁存在容易腐蚀的特点，因此在外壳制作中也极少被用到，目前我国正在向利于无镁铝合金和低镁铝合金作为外壳生产材料的方向发展。
②外壳精度要求：防爆电器的外壳设有接线嘴，引线机构，安装装置，吊挂装置，防爆结合面及标志性字符等，其形体形状一般较为复杂。因此外壳的制作过程具有较强的精度性，使字符等内容能够明显的表现出来。
③铸件的内在要求：根据国家出台的GB3836-2010的相关规定，在外壳加工完成后，必须进行水压测试，水压试验的试验压力应为所测得的爆炸参考压力的1.5倍，但至少为0.35MPa。压力保持10+2s，“以不连续滴水（每间隔大于10s滴水1滴为不连续滴水）为合格”的规定进行判定。并且在试验压力和规定时间内，被试外壳无结构损坏或可能影响隔爆性能的永久变形。另外，防爆外壳加工完成后，其表面不能出现针孔，气眼等，铸件必须组织均匀，具有良好的致密性，表面光洁。
④实用性和经济性要求：在进行外壳的设计时，还必须考虑到其实用性和经济性，在生产中防爆电器外壳必须具有耗能低，耗材少，质量轻，体积小等特点，进而降低生产成本，提高经济效益。
结束语
总之，防爆电器是煤炭企业生产得以顺利进行的重要因素，因此，我们必须加强对防爆电器的设计，进一步改善防爆电器的设计理论，使防爆电器的防爆性能得到进一步提高，安全性能和运行的可靠性得到改善，进而促进我国煤炭企业的发展。
参考文献
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继电器选型 篇4
以某变电所改造为背景,研究如何在改造中对继电保护装置适当选型,为大型老旧的变电站建设成为综合自动化运行管理模式提供保障。
考虑到继电保护在系统运行中的重要地位,对设备的保护装置仍独立设置,按保护对象配置并单独组屏,实现就地分散布置,直接输入电流、电压量,动作后直接操作断路器跳闸,与综合自动化系统完全独立,以保证整个系统的可靠性。
近三年,先后做了湛江220kV坡头变电站、海南220kV洛基变电站、河源220kV龙川变电站、以及潮州220kV金砂变电站综合自动化改造工程。下面以一个具体改造工程来说明变电站继电保护改造应遵循的原则和注意的问题:
变电站继电保护改造主要包括:#3主变、#4主变保护装置更换选型;220kV线路保护装置更换选型;220kV母线保护装置更换选型;220kV故障录波器及主变故障录波器改造选型。
2 继电保护装置的选型原则
1)所选保护装置,应具有成熟的技术和很高的安全可靠性,符合电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施的有关规定,经现场运行表明其性能指标均达到要求的微机型设备。
2)保护配置除应满足实际需要外,还应符合DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》中对电力设备保护配置的有关规定。
3)所选保护装置除必须满足规程要求并结合现有相关设备的技术要求外,还应兼顾保护技术的发展、升级、组网功能的需要,在对具有一定技术实力并有完整质量保证体系和完整的售后服务的多个生产厂家进行技术经济对比后,选择具有较高性价比、便于运行和维护的产品作为选型目标。
4)同一类设备的保护装置型号应尽量统一,以利于设备维护和安全运行,也便于综合管理。
5)确定变电站综合自动化系统改造所使用继电保护和安全自动装置的接口和协议。采用网络103或IEC61850协议的方案,其保护装置内部是有区别的,必须根据协议确定保护装置。
6)保护动作信息可通过无源接点和通信接口两种方式传送至站内监控系统,对于通信接口方式,保护应具备3个或以上以太网通信口。完成A网B网和独立的故障信息网络C网通讯。
由于变电站以前大量采用了A公司的产品,对于此变电站来说,对A公司产品的运用也已经具备了一定的经验,出于上述可靠性、高性价比、便于运行和维修、统一性等选型原则,继电保护部分的设备大部分也选用A公司生产的产品。
3 保护选型
3.1#3,#4主变保护选型
变电所#3,#4两台主变保护现均为电磁型保护,一方面继电器的各项性能指标下降,备品、备件短缺,保护装置的动作可靠性降低,影响了主变压器的安全运行,另一方面保护配置不完整,落实“反措”困难,也不利于电力系统的稳定运行,在完善保护配置的思想指导下,将#3,#4主变压器保护更新为微机型变压器保护装置。
基于上述内容,更换两套主变保护。成套主变保护包括:主变本体非电量保护、差动保护和后备保护、各侧开关操作箱。选用主后合一形式。主保护装设两套不同躲涌流原理的微机型纵差保护,每套保护的CPU独立。
后备保护配置:(1)主变各侧装设复合电压起动的过流保护;(2)接地零序保护;(3)不接地零序保护;(4)保护出口采用跳闸矩阵方式,可灵活整定;(5)过负荷发信号;(6)启动主变风冷;(7)过载闭锁有载调压:(8)故障录波。
主变压器保护的高压侧应提供6组出口(2组跳操作箱的2个跳闸线圈,2组接入2套失灵保护的主变失灵解复压闭锁开入,两组接入两套失灵保护的失灵启动开入)。
另装设变高开关失灵起动装置。不再选配装设联跳电容器、电抗器回路的出口,因为变电站综合自动化已经配备VQC程序模块,不需重复此功能。
在接入测控装置的信号中,主变档位可以BCD码用硬接点接入,但小电流接地选线装置,其接地选线,也是BCD码输出,不应以硬接点接入,可通过通讯完成。具体原因应该是它是一个瞬动接点,如果接点有问题,很难判断对误。
3.2 220kV线路保护选型
220kV线路保护配置现状:原为A公司高频距离,主一保护为A相高频:60kHz;主二保护为B相高频:102kHz。由于开关机构等一次设备已经更换,新的开关机构具有双跳闸线圈,而该套保护运行年代已久,已经没有配品、配件,故安排进行更换。
现选择A公司的微机光纤分相电流差动保护:主一保护为微机光纤分相电流差动保护,专用光纤通道;主二保护为微机光纤分相电流差动保护,复用光纤通道。一条线路的保护由2面屏组成,第一面屏配置如下装置(或具有如下功能):线路微机保护装置,重合闸装置,通道接口设备,操作箱,电压切换装置和打印机;第二面屏配置如下装置(或具有如下功能):线路微机保护装置,断路器失灵起动装置,通道接口设备,电压切换装置和打印机。重合闸附属于保护功能则每套保护均设置。
线路微机光纤分相电流差动保护由三相电流分相差动和零序电流差动构成其主保护,距离和零序电流保护构成其后备保护。线路两侧保护要求型号、保护软件版本号相同。主保护和后备保护CPU各自独立。
该装置具备设备双重化要求。装置采用整体面板和全封闭机箱,抗干扰能力强,端子采用接插端子,屏上走线整洁。现场调试和维护工作可以用A公司开发的专用调试仪进行,减轻了现场工作量。装置采用单片机++DSP的模块化设计,单片机(总起动元件)与DSP(保护测量)的数据采样系统的电子电路完全独立,只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源,从而真正保证了任一器件损坏不致于引起保护误动。DSP负责所有保护运算和逻辑判别,单片机负责装置总起动、通信接口、事件记录、故障录波等辅助功能。装置在较高的采样率(每周24点)的前提下,装置保证在每个采样间隔内完成所有保护运算和逻辑判别,实现了对所有保护继电器(主保护与后备保护)实时并行计算,主要继电器采用全周傅氏算法,具有很高的可靠性及安全性。事件报告的整理与保护逻辑计算同一点完成,避免了在复杂故障情况下,多个CPU插件由于起动不同时造成报告的错位或丢失。
总的来说,因为220kV线路基本上都有光纤通道,220kV线路保护更换以光纤分相电流差动保护为主,通道采用专用光纤通道和复用光纤通道。对于主接线有旁路的220kV线路,则应具体情况具体分析。
对于110kV保护,则尽量采用光纤差动保护。如果暂时没有光纤通道,可以只投距离保护,使保护更换一步到位。
另外,更换线路保护要考虑线路长度,如果距离太长,线路保护的通信插件可能不满足,需要核实更换大功率插件,这些都要事前做好统计,避免不必要的麻烦。
3.3 220kV母线保护装置选型
母线故障是最严重的电气故障之一,母线保护是正确迅速切除母线故障的重要手段,它的拒动或误动将给电力系统带来严重危害。变电站原有的220kV母线保护装置为电磁型保护,现已属淘汰设备,在运行中存在着继电器元件性能降低,备品、备件短缺,检修维护困难,装置动作可靠性差等问题,影响了母线的安全运行,长期运行以来使继电器的性能难以得到可靠保证,同时母线保护装置为关系到系统稳定安全的重点设备单元,特别是220kV母线保护更是尤为重要。在微机保护优越性日益突出的今天,更换母差保护势在必行。
220kV母线保护装置选择A公司的RCS-915系列母线保护。此装置能够较好的满足要求。RCS-915系列母线保护装置,适用于各种电压等级的单母线、单母分段、双母线等各种主接线方式,母线上允许所接的线路与元件数最多为21个(包括母联),装置设有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护、母联非全相保护以及断路器失灵保护等功能。
4 主变故障录波器及220kV故障录波器选型
4.1 选故障录波器应注意几点
故障录波装置除常规应能记录电流、电压、高频检波信号及开关量。还应该注意:
1)要具备直流录波功能;
2)启动元件分为主启动元件和辅启动元件,启动元件均能整定定值。
主启动元件包括电压突变启动、电压越限启动、负序电压越限启动、零序电压越限启动、电流突变启动、电流越限启动、负序电流越限启动、零序电流越限启动、开关量变位启动。
4.2 主变故障录波器选型
变电站原4台主变均无故障录波装置,选择B公司WDGL-IV/B型变压器故障录波器。该装置有如下技术特点:
1)具有差动启动判据及差流分析功能:可设定对主变进行录波,并进行差动启动和差流分析。
2)具备非电量记录功能:可详细记录故障时变压器油温变化过程。
3)多层硬件结构体系设计:先进的数据信号处理器(DSP)及多CPU并行处理技术构建,保证系统具有强大的数据处理能力、灵活的功能可扩充性及可配置能力,同时保证装置在整个运行期内不失其硬件平台的技术领先性。
4)14位高精度A/D、模拟通道高速同步控制采样技术、模拟量通道的自动校正技术(包括幅值、相角误差校正)等保证系统数据采集、处理的精度和准确性。
5)自检及自恢复功能:每一模块都配有硬件WATCHDOG,受干扰时,都能使系统复位,避免死机。可按设定时间定期自检,自检内容包括RAM ROM,EPROM,当任一插件出现异常时,显示出错信息,发出装置异常信号,并可远传自检报告。
4.3 220kV故障录波器选型
变电站原220kV故障录波器原为D厂WDS-E型微机故障录波器,主要担负着220kV线路的录波工作,已使用多年,从性能及操作性方面都与目前的产品有一定差距,在运行过程中存在的问题较多。现选择为C公司YS-88A微机故障录波器。该装置的采集速度,采集精度,记录容量等主要技术指标均达到国内外同行业先进水平,启动判据全面,记录方式灵活,是一种功能全面,性能可靠的录波装置。该装置的主要特点如下:
1)采用了高速数字信号处理器,大规模可编程芯片,双端口RAM等新型集成电路,使装置的数据处理能力、CPU的运行稳定性得到大幅提高。
2)实现了高速度高精度数据采集及处理,数据采集精度达到16BIT,完全满足行标的有关精度方面的要求,采集速度达到每秒10 000点,对于工频信号,每周波200点,谐波处理能力理论上能达到99次,因此该装置特别适用于500kV线路录波以及其他对谐波处理能力要求比较高的场合。
3)数据采集板采用双CPU并行处理技术,能在完成高速采样的同时,进行快速傅力叶(FFT)等复杂的数字滤波运算,提高了录波启动的准确性和抗干扰性。
4)独特的智能变速功能,解决了高速记录与有限缓冲区之间的矛盾。系统中有三种采样速率,能根据故障特点自动变速,既能观察到故障瞬间的细节,又能压缩数据量。
5 结论
此变电站自动化系统由站控层和间隔层两部分组成,并用分层、分布、开放式网络系统实现连接选型。对于保护装置,将电磁型保护更换为微机保护。A公司产品的微机保护,能与双以太网直接相连。旧保护装置或其它厂家生产的保护装置,可根据需要配置保护管理机,完成信息交换。对于IEC61850方案,保护管理机应支持对旧保护装置接入并建模。改造后保护装置需具备完整故障录波功能,通过微机的RAM完成故障录波,故障数据的集中收集由C网连接完成。
参考文献
【1】李国厚.变电站自动化的功能设计原则[J].继电器,2002,30(1):30-33.
【2】姚敏.综合自动化系统在220kV变电站中的应用及展望[J].黑龙江电力,2006,28(6):442-446.
【3】陈德树.计算机继电保护原理及应用[[M].北京:中国电力出版社,1998.