1、風電場繼電保護專題講座（反事故措施和運行技術）內容提要前言繼電保護專業管理繼電保護定義及任務對繼電保護的要求繼電保護分類繼電保護配置原則繼電保護反措繼電保護投退原則繼電保護操作注意事項繼電保護運行及檢修注意事項、前言本課件內容主要包括風電場繼電保護反事故措施和繼電保護調度運行注意事項兩部分內容。本課件內容編制依據主要是國家電網公司風電并網運行反事故措施要點、十八項電網重大反事故措施（修訂版）、繼電保護及安全自動裝置技術規程、西北電力系統并網電廠繼電保護反事故措施要點以及西北電力系統調度規程。一、國家電網西北電力調控分中心保護專業管理1.機構設置繼電保護科2.主要職能保護配置、整定計算和運行管理

2、技術管理貫徹執行有關規程、標準和規定及修編等工作統計、分析與評價，事故調查等程序版本管理對所轄電網相關人員的培訓負責組織有關組柜（屏）典型設計工作慎重推廣新技術提出提高保護運行管理水平的建議一、國家電網西北電力調控分中心保護專業管理3. 直接管轄范圍涉及單位：直調設備所屬省電力檢修公司、省超高壓公司、供電局（公司）、火力發電廠、水電站、風電場和光伏電站。廠站：130座保護裝置：5008臺，其中220KV及以上保護裝置占4834臺。以上數據統計截止日期是2011年12月31日二、繼電保護定義及任務 1. 繼電保護裝置定義當電力系統中的電力元件或電力系統本身發生了故障或危機其安全運行的事件時，需要

3、有向運行值班人員及時發出告警信號，或者直接向所控制的斷路器發出跳閘命令，以終止這些事件發展的一種自動化措施和設備。實現這種自動化措施、用于保護電力元件的成套硬件設備，一般通稱為繼電保護裝置。二、繼電保護定義及任務 2. 繼電保護的任務當被保護的電力系統元件故障時，準確迅速切除故障；當被保護的電力系統元件出現不正常工作情況時，發信號，以便處理；或由裝置自動調整，或將哪些繼續運行而會引起事故的電氣設備予以切除。三、電力系統對繼電保護的基本要求 1. 可靠性2. 選擇性3. 快速性4. 靈敏性“四性”之間,有的相輔相成,有的相互制約,需要針對不同的使用條件,分別進行協調。四、繼電保護分類 按照繼電保

4、護裝置所保護的對象所屬系統，分交、直流系統保護。交流系統保護直流系統保護四、繼電保護分類 按照繼電保護功能在系統異常、故障時所發揮的作用重要程度，保護可分為如下四種類型保護:主保護：是滿足系統穩定和設備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護。后備保護：后備保護是當主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護。分為遠后備和近后備。輔助保護：是為了補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護。異常運行保護：是反應被保護電力設備或線路異常運行狀態的保護。五、繼電保護配置西北電網保護配置詳見以下兩個規范（規定）：西北220kV750kV電網繼電保護配置及整定

5、技術規范（試行）西北并網風電場繼電保護配置及整定技術規定（試行）五、繼電保護配置繼電保護配置基本原則：強化主保護，簡化后備保護220kV及以上“雙重化”配置110kV及以下單套配置五、繼電保護配置升壓站主要一次設備保護功能配置：線路保護（高壓輸電線路、場內集電線路）母線保護（高壓母線、低壓母線）升壓變保護無功補償設備保護站用變保護箱式變壓器保護五、繼電保護配置風電場一次設備保護功能配置：風機輔助設備保護(電氣量、非電氣量)六、反事故措施（一次）1. 風電機組:電壓適應性：風電場并網點電壓在 1.1 倍額定電壓范圍（含邊界值）內時，風電機組應能正常運行。 風電場并網 點 電 壓 跌 至 0.2

6、倍 額 定 電 壓 時 ， 風 電 機 組 應 能 不 脫 網 運 行625ms；并網點電壓跌落后 2s 內恢復到 0.9 倍額定電壓過程中，風電機組應能不脫網連續運行。 風電機組應具有必要的高電壓穿越能力。頻率適應性：電力系統頻率在 50.2Hz 范圍（含邊界值）內時，風電機組應能正常運行。電力系統頻率在 48Hz49.5Hz 范圍（含 48Hz）內時，風電機組應能不脫網運行 30min。 六、反事故措施（一次）2. 風電場:風電場應綜合考慮各種發電出力水平和接入系統各種運行工況下的穩態、暫態、動態過程，配置足夠的動態無功補償容量，且動態調節的響應時間不大于 30ms。風電場應確保場內無功補

7、償裝置的動態部分自動調節，確保電容器、電抗器支路在緊急情況下能被快速正確投切。風電場匯集線系統單相故障應快速切除。匯集線系統應采用經電阻或消弧線圈接地方式，不應采用不接地或經消弧柜接地方式。經電阻接地的匯集線系統發生單相接地故障時，應能通過相應保護快速切除，同時應兼顧機組運行電壓適應性要求。經消弧線圈接地的匯集線系統發生單相接地故障時，應能可靠選線，快速切除。六、反事故措施(二次)1. 管理方面:風電場內涉網保護定值應與電網保護定值相配合，并報電網調度部門審查備案。風電場應定期檢查保護裝置的整定值和壓板狀態，裝置整定值應與有效定值單內容一，壓板投退應符合相關運行要求。風電場二次系統及設備，均應

8、滿足 電力二次系統安全防護規定要求，禁止通過外部公共信息網直接對場內設備進行遠程控制和維護。發生故障后，風電場應及時向調度員報告故障及相關保護動作情況，及時收集、整理、保存相關資料，積極配合調查。六、反事故措施(二次)2. 保護配置: “十八項”電網重點反事故措施對雙重化配置的繼電保護的基本要求：兩套保護裝置的交流電流應分別取自電流互感器互相獨立的繞組；交流電壓宜分別取自電壓互感器互相獨立的繞組。其保護范圍應交叉重疊，避免死區。兩套保護裝置的直流電源應取自不同蓄電池組供電的直流母線段。兩套保護裝置的跳閘回路應與斷路器的兩個跳閘線圈分別一一對應。兩套保護裝置與其他保護、設備配合的回路應遵循相互獨

9、立的原則。每套完整、獨立的保護裝置應能處理可能發生的所有類型的故障。兩套保護之間不應有任何電氣聯系，當一套保護退出時不應影響另一套保護的運行。六、反事故措施(二次)2. 保護配置:“十八項”電網重點反事故措施對雙重化配置的繼電保護的基本要求：線路縱聯保護的通道（ 含光纖、微波、載波等通道及加工設備和供電電源等）、遠方跳閘及就地判別裝置應遵循相互獨立的原則按雙重化配置。330kV及以上電壓等級輸變電設備的保護應按雙重化配置。除終端負荷變電站外，220kV 及以上電壓等級變電站的母線保護應按雙重化配置。220kV 電壓等級線路、變壓器、高抗、串補、濾波器等設備微機保護應按雙重化配置。每套保護均應含

10、有完整的主、后備保護，能反應被保護設備的各種故障及異常狀態，并能作用于跳閘或給出信號。六、反事故措施(二次)2. 保護配置(與以前不同之處):匯集系統中的母線應配置母差保護。風電場應在升壓站內配置故障錄波裝置，記錄升壓站內設備規定時間內的電氣量數據，波形記錄應滿足相關技術標準。風電場應配備全站統一的衛星時鐘設備和網絡授時設備，對場內各種系統和設備的時鐘進行統一校正。六、反事故措施(二次)2. 保護配置(高壓送出線路): 考慮到風電場應具有低電壓穿越能力，宜配置 全線速動保護，有利于快速切出故障，幫助風 機減少低電壓穿越時間。六、反事故措施（二次）3. 線路光纖保護：2005年底，西北110kV

11、系統相繼發生了兩起因光纖通道自環和交叉造成的保護誤動事故，類似問題近期在全國其它電網也時有發生。由于光纖通道經過的環節較多，易出現通道自環或交叉等問題。該通道隱患因隱蔽性較強，其危害性極大。因此，必須采取有效的解決措施，確保光纖保護的運行安全。反措文件:西電調字(2006)17號 六、反事故措施（二次）3. 線路光纖保護：在通道的各個環節如光纜纖芯、接口板、PCM板卡、配線架的配線端子等處設立明顯的標志 。在光纖保護或接口裝置定值項中增加“地址編碼”定值，只有當線路兩側的保護地址編碼相對應時，光纖保護才能正常工作 。六、反事故措施（二次）4. 變壓器瓦斯繼電器:變壓器瓦斯繼電器的安裝，要求導管

12、沿油枕方向與水平面具有24%升高坡度。主變壓器重瓦斯保護和輕瓦斯保護的正電源應分開,重瓦斯保護接保護電源，輕瓦斯保護接信號電源 。將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點改為立式，以提高重瓦斯動作的可靠性 。為防止瓦斯繼電器因漏水短路，應在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施 。瓦斯繼電器引出線應采用防油線。六、反事故措施（二次）5. 變壓器本體保護:變壓器本體保護宜采用就地跳閘方式。主變壓器未采用就地跳閘時，非電量保護由就地端子箱引至保護 室的二次回路不宜存在過渡或中轉環節。非電量保護重動中間繼電器啟動功率不小于5W，動作電壓為直 流額定電壓的55-70%范圍內，額定直流電源電壓下動作時間為 1

13、0-35ms。主變非電氣量保護不啟動斷路器失靈。六、反事故措施（二次）6. 母線保護:一個半接線母差保護宜不經電壓閉鎖。雙母線接線母差保護應經電壓閉鎖。母差失靈出口帶50毫秒延時。六、反事故措施（二次）7. 斷路器保護:220KV及以上斷路器使用其本體三相不一致保護。斷路器防跳繼電器使用斷路器機構內防跳繼電器。六、反事故措施（二次）8. CT二次回路CT二次回路有并且只能有一點接地 。獨立的、與其他互感器二次回路沒有聯系的電流互感器二次回路，可以在主控室內也可以在開關場實現一點接地。由幾組電流互感器二次組合的電流回路，例如差動保護，其電流互感器二次回路接地點宜選在控制室內。六、反事故措施（二次

14、）9. PT二次回路PT二次回路有并且只能有一點接地 。獨立的、與其他互感器二次回路沒有聯系的電壓互感器二次回路，可以在主控室內也可以在開關場實現一點接地。經控制室零相小母線（N600）連通的幾組電壓互感器二次回路，只應在控制室將N600一點接地。各電壓互感器二次中性點在開關場的的接地點應斷開。為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的斷路器或接觸器等。電壓互感器二次主繞組和副繞組（開口三角）引如線必須分開，不得公用。六、反事故措施（二次）10. 二次電纜及導線強電控制回路電纜芯線最小截面不小于2,屏柜內導線不小于2;弱電控制回路不小于2。電流回路不小于2,還應根據電流互感器10%

15、誤差曲線校核;電壓回路,應根據允許的壓降選擇:至計費電能表壓降不超過額定電壓的0.5%,至測量儀表,正常負荷下不超過3%,至保護和自動裝置,當全部保護裝置動作和接入全部測量儀表時,不超過3%.保護和控制設備的直流電源、交流電流、電壓及信號引入回路應采用屏蔽電纜 。屏蔽電纜的屏蔽層應在開關場和控制室內兩端接地。交流和直流回路不應合用同一根電纜。強電和弱電回路不應合用同一根電纜。交流電流和交流電壓不應應合用同一根電纜。與保護連接的同一回路應在同一根電纜中走線。六、反事故措施（二次）11.二次等電位接地網應在主控室、保護室、敷設二次電纜的溝道、開關場的就地端子箱及保護用結合濾波器等處，使用截面不小于

16、 100 mm2的裸銅排（纜）敷設與主接地網緊密連接的等電位接地網。在主控室、保護室柜屏下層的電纜室內，按柜屏布置的方向敷設 100 mm2的專用銅排（纜），將該專用銅排（纜）首末端連接，形成保護室內的等電位接地網。保護室內的等電位接地網必須用至少 4 根以上、截面不小于 50mm2的銅排（纜）與廠、站的主接地網在電纜豎井處可靠連接。 六、反事故措施（二次）12.屏柜及裝置接地靜態保護和控制裝置的屏柜下部應設有截面不小于 100mm2的接地銅排。屏柜上的接地端子應用截面不小于 4mm2的多股銅線和接地銅排相連。接地銅排應用截面不小于 50mm2的銅纜與保護室內的等電位接地網相連。 六、反事故措

17、施（二次）13. 戶外端子箱開關場就地端子箱內應設置截面不少于 100 mm2的裸銅排，并使用截面不少于 100 mm2的銅纜與電纜溝道內的等電位接地網連接。 戶外端子箱應有防塵、防潮等措施。戶外端子箱箱體與站內主接地網采用焊接方式連接。六、反事故措施（二次）14. 直流電源直流系統應采用兩組蓄電池,三臺充電裝置的方案,每組蓄電池和充電裝置應分別接于不同的母線,作為備用的第三臺充電裝置可在兩段母線之間切換.直流母線應采用分段運行方式,每段母線應分別采用獨立的蓄電池組供電,并在兩端直流母線之間設置聯絡斷路器,正常運行時聯絡斷路器處于斷開位置.保護裝置的直流電源采用輻射供電方式.六、反事故措施（二

18、次）15. 電源空開保護（屏）柜裝置電源開關應使用直流開關。直流開關的容量應滿足裝置運行要求，并滿足 逐級配合原則。六、反事故措施（二次）16. 二次標識保護裝置及其附屬器件、二次回路等均應安規定 要求標識。保護壓板宜按類別進行著色，功能壓板采用黃 色，出口壓板及失靈回路相關壓板采用紅色， 壓板底座及其他壓板采用淺駝色。七、繼電保護投退原則 繼電保護裝置的狀態分為投入、退出和信號三種。投入狀態指裝置功能壓板和出口壓板均按要求正常投入，把手置于對應位置。退出狀態指裝置功能壓板、出口壓板全部斷開，把手置于對應位置。信號狀態指裝置功能壓板投入，出口壓板全部斷開，把手置于對應位置。運行中的繼電保護投退

19、操作，應依照當值調度員的指令進行，未經許可不得改變繼電保護裝置的狀態。退出繼電保護裝置部分保護功能時，除斷開該功能壓板外，有專用出口壓板的還應斷開出口壓板。七、繼電保護投退原則 繼電保護整屏退出時，應斷開保護屏上所有保護壓板,包括功能壓板(把手)和跳閘壓板。正常情況下，一次設備在運行狀態或熱備用狀態時，其保護裝置為投入狀態；一次設備在冷備用或檢修狀態時，其保護裝置為退出狀態；繼電保護裝置無需投入，但需對其運行工況進行觀察監視，應投信號狀態。八、繼電保護操作注意事項線路光纖差動保護線路遠方跳閘保護主變壓器差動保護主變壓器瓦斯保護斷路器充電保護雙母線母差保護八、繼電保護操作注意事項1. 線路光纖差動:線路光纖差動保護投入跳閘前,必須確認光纖通道正常后,方可投入。線路光纖差動保護執行兩端同時投退原則。線路充電時,要求線路兩側光纖差動保護投入,開關控制電源投入。要特別注意做好線路停運,線路一側有工作,另一側無工作并且開關合環運行情況下線路光纖差動保護誤動措施。