黑河电业局北安一次变压器1、2号变压器保护改造

一.概述：

1.项目名称：黑河电业局北安一次变压器1、2号变压器保护改造工程

2.主办单位：黑河电业局继电保护科

3.可行性研究单位：黑河电业局继电保护科

4.可行性研究负责人：

王春芳赵宏伟市口镇华王山马风

5.项目背景：

黑河电网黑龙江省地处黑龙江省北部山区，供电半径长，地形复杂，电网薄弱，设备陈旧，特别是220千伏主变压器保护多为阿城继电器厂生产的常规保护。220千伏北安一次变电站是黑河电网的枢纽变电站，一次系统运行方式为省、俄模式，复杂多变。主变压器为两台容量为9万伏安的干式变压器，其中1#干式变压器负责省网运行中的110千伏东母线系统负荷，并负责科东、德都、九三厂局、龙镇、孙吴等县市的供电负荷。110千伏北长a、b线和110千伏贝隆线分别负责北安电厂和山口电厂的电力接入。35KV东母线负责北安市北安监狱及附近农场部队系统的负荷。因此，1#变压器负责大容量电能和省电网重要负荷的转换，其地位尤为重要；俄罗斯电网系统通过110千伏布黑线与俄罗斯阿穆尔州电力系统相连。与系统相连的电厂有黑河热电厂、西沟水电站；电力通过110千伏黑河变电站、110千伏西河线、110千伏孙茜线、110千伏孙蓓线送至220千伏北安一次变压器110千伏西母线，由110千伏丙母线经110千伏北科甲线送至220千伏克山变压器替代易安变压器和中心变压器的全部负荷。用2#代替35KV西母线，将实现整体部分负荷。负责俄罗斯省局的供电任务。由于黑河电网位于山区，电网相对薄弱，线路跳闸时有发生。北安一次变压器运行方式多且频繁，导致1、2号变压器切换方式频繁，继电人员工作量大、变值时间长，切换时间延迟，容易出现三误。给系统的安全稳定运行带来不便。

目前，北安一次变压器的1、2号变压器是阿吉生产的常规保护。随着科学技术的发展、工业和农业生产的发展以及人民生活水平的提高，对供电可靠性的要求越来越高。此外，电网运行方式变化频繁，电网模式越来越复杂，各种电力系统故障频繁发生。但是大容量主变压器配套的保护装置已经运行太久了。已经运行30多年，由于设备本身长期保护不匹配，很难维持正常运行。虽然每年春季测试，但由于常规继电器特性差，不能满足干式变压器正常运行的要求。如果继续运行，可能造成的后果和影响是无法估量的，因此1 #和2#主变压器更换微机保护势在必行。此外，据统计，其他局、厂的220KV主变压器保护已经全部更换为微机保护，但我局这样重要的保护仍然是常规保护，已经不能满足电网的实际需要，将制约电网的发展。因此，提出本改造项目。 #p#分页标题#e#

6.可行性研究概述、主要依据、过程和结论：

这项可行性研究工作是由黑河电业局继电保护科提出的，该科负责数据的收集、分析、汇编和上报。在这项工作中，黑河电业局北安一次变压器及继电保护科提供了信息

(1)现有设备运行概况、现状及存在问题、安全经济运行及社会影响分析、项目立项必要性：

1.设备概况、现状和存在的问题：

黑河电网是我省电力系统中供电半径较大、设备条件较差的系统。大部分保护已运行20多年，北安1、2号一次变压器保护已运行近30年。近年来，经过多次努力，都没有进行过改造，设备的所有部件都已经老化，性能远远低于法规要求，导致保护长期不匹配。根据近年来的定期检查统计，主要集中在以下几个方面：

(1)交流继电器特性差。由于省、俄网干式变压器运行方式频繁，继电人员工作量很大，时间长。而且省网和俄网由于短路等级不同，定值差别很大。长时间的值修改会导致一些继电器的电流、电压等特性不佳，从而延迟关断时间，容易出现三误。给系统的安全稳定运行带来不便。而且不靠谱。

(2)大部分DC继电器的机械部分磨损，特别是1YJJ、2YJJ、3YJJ、4YJJ、1TWJ、2TWJ、3TWJ、1ZZJ、2ZJ、1YJJ等。自设备投入运行以来从未更换过。其他DC继电器在多年的定期检查中已逐步更换，但整套特性并没有明显改善。

(3)近年来，部级对策要求“220千伏主变压器气体非电保护出口继电器应与差动等电保护出口继电器分开使用”，以满足启动220千伏故障保护的需要。要求“220千伏干线变压器的主保护和后备保护为双套保护”。由于变化回路大，常规保护无法实现双重保护，资金等各种因素无法完成。

(4)由于长期运行，所有二次电缆都是70年代生产的胶体电缆。由于长期老化，同一根电缆的芯线之间的绝缘强度大大降低，接线盒连接处的芯线护套已经干燥。此外，原施工期防水防寒措施不当。每年冬天来临时，经常发生电缆冻结事故，造成严重危害。

(5)、由于上述原因，各级保护之间的配合很难实现，很多保护灵敏度严重不足，对电网的安全构成严重威胁，影响工农业生产和人民生活的正常用电。此外，由于电网运行方式变化频繁，小的电流定值常规继电器很难准确的整定；给常规保护给改值工作带来了困难，据统计，全网平均每月改值1-2次，为了保证调试质量,每次改值两个工作班同时进行，需用八天时间才能完成，有时刚改完几天，就要恢复，为此耗费了大量的精力。在改值期间，负荷损失严重,影响部分供电区供电,导致造成的严重的社会影响,很大程度上损坏了电力企业在公众中的形象.#p#分页标题#e#

2、项目成立的必要性：

综上所述，对1、2#变保护的改造是十分必要的。

(1)、改造北安一次变1、2#变保护，可以消除保护本身的缺陷，进而保证了一次设备的安全，提高供电的可靠性，对电网的安全，稳定运行有着十分重要的意义。

(2)改造北安一次变1、2#变保护，可以大大提高设备的选择性快速性灵敏性,减小运行维护量,提高黑河电网保护的整体水平.运行方式发生变化，可由运行人员进行简单的操作即可完成保护改值任务，减少了继电工作量和维护成本，如选择合适的保护，具有故障测距和录波功能，易于分析故障和查找故障点，减轻送电工人的劳动强度.而且分散录波已经成为当今保护配置的典型,结合原变电站的集中录波,对故障分析,将起到对比的作用,能更好的进行故障分析.如果将来停止对俄购电，保护装置用于省网，更加提高了可靠性，目前投资，将来受益，十五年以内，保护不必进行改造。

(3)、改造北安一次变1、2#变保护，采用新型的微机保护，不但能满足部颁反措要求“220KV主干式变压器的瓦斯非电量保护出口继电器同差动等电量保护出口继电器分开使用”以适应启动220KV失灵保护的需要。而且满足“220KV主干式变压器保护主保护、后备保护为双重化要求”满足工农业生产和人民日益增长的用电需求，对地方经济的发展起到积极的促进作用，对提高全局经济效益也有着深远的意义.

(4)、在当今科技高速发展的2021-06-03 ,微机保护在电力系统的普及已事在必行指日可待,北安一次变1、2#变保护的改造,不单单是一个元件保护的改造,也是日后变电站综合自动化变电站的铺垫,这将是一件利在当代,功在日后的计划,我们从事继电保护工作的人员期待着这一计划的实施.

(二)、改造方案：

1、将北安一次变1、2#变保护更换为南自厂生产的WBZ-500H型微机干式变压器保护装置。

2、将北安一次变1、2#变保护全推，更换为南瑞公司生产的RCS-978E型系列微机保护。

(三)、方案比较：

两种保护在原理上均能满足各项要求。

方案1：WBZ-500H型微机干式变压器保护装置是在WBZ-500基础上研制出来的新一代微机干式变压器保护。本型保护吸取WBZ-500型保护多年的运行经验，并采用背插式机箱结构和多CPU技术，大大提高了保护的处理速度和抗干扰能力。其设计合理、实用性强。WBZ-500微机干式变压器保护获2000年度家科技进步奖，本型保护适用于500kV及以下各电压等级的各类型干式变压器。整套装置由差动保护、后备保护、非电量保护三个先立单元组成。各单元在电气和结构上相对先立，必需联接处均经光电隔离。其有如下特点:1.采用大屏幕液晶显示，人机界面全部汉化，采用菜单式命令，易操作。显示、打印采用单先的CPU控制，保护CPU单先进行保护的运算。提高了保护CPU的运算处理能力。显示与主机采用精简代码通信，提高了显示的反应速度。跳闸方式可由控制字整定，方便灵活。保护配置灵活，可以通过控制字和压板投退保护。压板投退均输出报告。整定值（除个别控制字外）均采用十进制显示，操作简单、直观，精度高。整定值一经整定便复制三份永久保存，直至下次被修改。上电时以三取二方式自我校核。正常运行时，自动检查整定值，确保无误差动保护可采用多侧制动。采用相电流突变和零序电流稳态量启动方式，启动方式快速稳定。后备保护配置齐全，拥有完善的软件继电器库，保护功能可通过对各继电器库的调用组合。实现存储器和时钟可保持10份带录波数据的报告、事件，且较近的一次跳闸报告不会被非跳闸报告冲掉。10.通信方式灵活，可采用RS232/RS485/RS422口与变电站综合自动化系统配合，可实现远方定值修改，事件记录上传等功能。#p#分页标题#e#

方案2：南瑞RCS-978系列数字式干式变压器装置保护基于双套主保护、双套后备保护配置的原则，适用于500kV及以下电压等级的各种干式变压器。保护的主体方案是将一台主变的全套电量保护集成在一套保护装置中，主保护和后备保护共用一组电流互感器TA。主保护包括：稳态比率差动保护、差动速断保护、高灵敏工频变化量比率差动保护、零序比率差动或分侧差动（针对自耦干式变压器）保护和过励磁保护（定、反时限可选）。后备保护包括：阻抗保护、复合电压闭锁方向过流保护、零序方向过流保护、零序过压保护、间隙零序过流保护、过负荷报警、起动风冷、过载闭锁有载调压、零序电压报警、TA异常报警和TV异常报警等。另外，RCS-978的附加功能包括：完善的事件报文处理、灵活的后台通信方式、与COMTRADE兼容的故障录波、后台管理故障分析软件等。为将来实现综合自动化打下基础。装置采样率为每周波24点，主要继电器采用全周波傅氏算法。装置在较高采样率前提下仍能保证故障全过程中所有保护继电器（主保护与后备保护）的并行实时计算，使装置具有很高的固有可靠性和安全性。管理板中设置了先立的总起动元件，动作后开放保护装置的跳闸出口继电器正电源；同时针对不同的保护采用不同的起动元件，CPU板各保护动作元件只在其相应的起动元件动作后同时管理板相应的起动元件也动作才能有跳闸输出。保护装置的元件在正常情况下损坏不会引起装置误输出，装置的可靠性很高。干式变压器各侧二次电流相位和平衡通过软件调整，平衡系数调整范围可达16倍。装置采用Δ→Y变化调整差电流平衡，可以明确区分涌流和故障电流，大大加快差动保护在空投干式变压器于内部故障时的动作速度。稳态比率差动保护的动作特性采用三折线，励磁涌流闭锁判据采用差电流二次、三次谐波或波形判别。采用差电流五次谐波进行过励磁闭锁。装置采用适用于干式变压器的谐波识别抗TA饱和的方法，能有效地解决干式变压器在区外故障伴

[1][2][3][4]下一页