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風(fēng)電場(chǎng)110kV母線保護(hù)改造

文檔作者：何蘭媚左江林謝錫峰黃麗娟文檔來源： 1．大唐丘北風(fēng)電有限責(zé)任公司 2．廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月12日
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新能源
風(fēng)電場(chǎng)1 1 0kV母線保護(hù)改造
何蘭媚 ，左江林 ，謝錫峰 ，黃麗娟
(1．大唐丘北風(fēng)電有限責(zé)任公司，云南文山663000；2．廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧530023)
[摘要] 介紹某風(fēng)電場(chǎng)11OkV母線保護(hù)的改造方案。運(yùn)行實(shí)踐表明，改造后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性明顯提高，效果良好。
關(guān)鍵詞風(fēng)電場(chǎng)母線差動(dòng)保護(hù)
中圖分類號(hào)TM773
0引言
國內(nèi)早期風(fēng)電場(chǎng)母線有的未設(shè)置保護(hù)裝置，在運(yùn)行過
程中存在著安全隱患。降低風(fēng)電場(chǎng)故障對(duì)系統(tǒng)的影響，對(duì)
保障電網(wǎng)設(shè)備和人身安全都有非常重要的’意義。某風(fēng)電場(chǎng)
根據(jù)電網(wǎng)反措要求對(duì)110kV母線保護(hù)進(jìn)行了改造，本文主
要對(duì)該母線原保護(hù)存在的問題及影響進(jìn)行了分析。
1風(fēng)電場(chǎng)主接線方式
某風(fēng)電場(chǎng)有66臺(tái)1．5MW雙饋型風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，
總裝機(jī)容量達(dá)99MW。發(fā)電機(jī)出口電壓為690V，每臺(tái)機(jī)
組配置1臺(tái)容量為1 600kVA的箱式變壓器，將電壓升至
35kV后經(jīng)架空線路送到風(fēng)電場(chǎng)升壓站。其中33臺(tái)風(fēng)機(jī)經(jīng)
35kV I、II、III回集電線路接到35kV I母線，另外33臺(tái)
風(fēng)機(jī)接到35kV II段母線， 發(fā)出的電能送至升壓站經(jīng)
110kV #1主變、#2主變升壓后通過1lOkV架空線——
羊膩線的181開關(guān)向電網(wǎng)送電。該風(fēng)電場(chǎng)主接線如圖1所
示。
，
1 l O
—
k
—
V
．： —． ： ，
2 110kV母線保護(hù)存在問題及分析
風(fēng)電場(chǎng)110kV母線采用GIS全封閉式單母線運(yùn)行方
式，未設(shè)專門的保護(hù)裝置，主要依靠線路和主變高壓側(cè)后
備保護(hù)來切除故障。根據(jù)保護(hù)配置及整定值設(shè)計(jì)，若出現(xiàn)
110kV母線故障，由羊膩線的后備保護(hù)零序保護(hù)IV段跳
收稿日期：2016—03—17
作者簡(jiǎn)介：何蘭媚(1991一)，從事風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行與維護(hù)。
181開關(guān)，斷開與電網(wǎng)的連接，動(dòng)作時(shí)間為3．6s； 由#1
主變、#2主變高壓后備保護(hù)零序過流IlI段切除與母線
的連接，動(dòng)作時(shí)間為100s。
這種方式存在保護(hù)動(dòng)作電流值判據(jù)的取值問題。風(fēng)電
場(chǎng)負(fù)荷是變化無常的，如果在系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行情況下，母
線發(fā)生單相接地故障后，故障電流較小，保護(hù)電流達(dá)不到
保護(hù)動(dòng)作整定值，電流值判據(jù)不成立而導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)，那
么系統(tǒng)未接地相電壓上升為線電壓，嚴(yán)重影響系統(tǒng)絕緣，
長(zhǎng)時(shí)間故障未及時(shí)切除時(shí)可能引起電纜頭過熱爆炸，造成
惡性事故。如果在系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行情況下，母線區(qū)外發(fā)生
接地故障，產(chǎn)生的電流增大而引起保護(hù)誤動(dòng)，那么會(huì)直接
造成母線被切除、事故范圍擴(kuò)大化及風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故發(fā)生。
由此可見，若母線出現(xiàn)單相接地故障時(shí)僅依靠線路和
主變高壓側(cè)后備保護(hù)來消除故障，則會(huì)因兩者的動(dòng)作時(shí)間
長(zhǎng)，達(dá)不到快速性而影響風(fēng)電場(chǎng)及電網(wǎng)安全運(yùn)行，甚至導(dǎo)
致故障范圍擴(kuò)大損壞設(shè)備，給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來極
大的威脅。為此，南方電網(wǎng)公司在反事故措施中明確要求
母線必須配置母線專項(xiàng)保護(hù)，確保母線無論發(fā)生高負(fù)荷運(yùn)
行接地故障還是低負(fù)荷運(yùn)行接地故障時(shí)，都能及時(shí)準(zhǔn)確切
除故障源。
3 1 10kV母線增設(shè)差動(dòng)保護(hù)
根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行情況及風(fēng)電保護(hù)配置要求和電網(wǎng)反措
要求，在110kV母線增設(shè)母線差動(dòng)保護(hù)。選用南瑞繼保
PCS-915母線保護(hù)裝置，從GIS匯控柜獲取l1OkV母線差
動(dòng)保護(hù)所需電流量，從故障錄波柜獲取模擬量的采樣；同
時(shí)通過電纜將跳閘節(jié)點(diǎn)從保護(hù)屏柜分別送至l1OkV線路測(cè)
控柜、#1主變測(cè)控柜、#2主變測(cè)控柜，實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳
閘；通過電纜與公用測(cè)控裝置相連，完成母差保護(hù)裝置告
警信號(hào)的上傳及復(fù)歸信號(hào)的下發(fā)；通過通信線與后臺(tái)監(jiān)控
系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置遙測(cè)、遙信點(diǎn)的上送，并根據(jù)調(diào)
度需求，將相關(guān)遙測(cè)、遙信點(diǎn)送調(diào)度；通過電纜將保護(hù)動(dòng)
作信號(hào)送至故障錄波裝置，實(shí)現(xiàn)錄波啟動(dòng)。
風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行較特殊，為防止母線發(fā)生接地故障時(shí)保
(下轉(zhuǎn)第115頁)
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好，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。從用戶使用情況來看，該系統(tǒng)滿足了
用戶需求。在天氣晴好時(shí)，該太陽熱水系統(tǒng)基本不需啟動(dòng)
輔助熱源，達(dá)到了節(jié)能目的。
2．2經(jīng)濟(jì)性分析
表1為不同熱水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比情況。與其它熱水系
統(tǒng)比較，該太陽熱水系統(tǒng)每年運(yùn)行費(fèi)用是電加熱的1／2，
不到燃油鍋爐的1／3，節(jié)能效果顯著。
表1不同熱水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
表2為單片機(jī)控制與PLC控制的太陽熱水系統(tǒng)的比較
情況。與單片機(jī)控制的太陽熱水系統(tǒng)相比，PLC控制的太
陽熱水系統(tǒng)更穩(wěn)定，且對(duì)于熱水系統(tǒng)，一般選用低端PLC
產(chǎn)品即可， 從而減少系統(tǒng)硬件成本和PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)成
本。單片機(jī)控制太陽熱水系統(tǒng)相對(duì)經(jīng)濟(jì)，但是對(duì)于單個(gè)不
成批量的復(fù)雜系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)的硬件成本低，但設(shè)計(jì)費(fèi)
用卻較高。從系統(tǒng)穩(wěn)定性角度考慮，PLC控制的太陽熱水
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)3～5萬小時(shí)無故障，即使出現(xiàn)故障，維修后
還可保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，不用專人維護(hù)；而單片機(jī)控
制的太陽熱水系統(tǒng)一般運(yùn)行幾年后便容易出現(xiàn)故障，需要
專人維護(hù)。另外，經(jīng)PLC優(yōu)化設(shè)計(jì)的太陽熱水系統(tǒng)，可
從多方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。綜上所述，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，PLC控
制的太陽熱水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性好。
表2 單片機(jī)控制與PI．C控制太陽熱水系統(tǒng)的比較
3結(jié)束語
用PLC控制的太陽熱水系統(tǒng)是目前最穩(wěn)定的對(duì)溫度
及液位等物理量精確控制和實(shí)時(shí)控制能力最強(qiáng)的較易實(shí)現(xiàn)
復(fù)雜系統(tǒng)控制的太陽熱水系統(tǒng)。用PLC控制的太陽熱水
系統(tǒng)的唯一缺點(diǎn)是PLC設(shè)備的價(jià)格相對(duì)偏高，但是對(duì)于
復(fù)雜系統(tǒng)和多用戶系統(tǒng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接決定了系統(tǒng)的
經(jīng)濟(jì)性，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，用PLC控制的太陽熱水系統(tǒng)更經(jīng)
濟(jì)。隨著人們生活水平的提高，簡(jiǎn)單的熱水系統(tǒng)不能滿足
需要時(shí)，必然使用PLC來改造舊系統(tǒng)以及使用PLC設(shè)計(jì)
新系統(tǒng)以獲得更加穩(wěn)定的熱水供應(yīng)。
參考文獻(xiàn)
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(編輯丘石)
(上接第113頁)
護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，在增設(shè)母差保護(hù)時(shí)要考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式
及電流值判據(jù)的范圍，從而消除影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的事故
隱患。
4母線增加差動(dòng)保護(hù)運(yùn)行效果
增設(shè)母線差動(dòng)保護(hù)后，母線有了自己的獨(dú)立保護(hù)，從
而在故障時(shí)能從系統(tǒng)中快速切除。在運(yùn)行過程中可通過監(jiān)
控系統(tǒng)隨時(shí)觀察母線的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行情況，提高系統(tǒng)運(yùn)
行的穩(wěn)定性。同時(shí)，以母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流判據(jù)設(shè)專項(xiàng)
電流值，還提高了保護(hù)的可靠性。實(shí)踐證明， 自技改完成
以來，該風(fēng)電場(chǎng)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)均達(dá)到南方電網(wǎng)運(yùn)行要求。
5結(jié)束語
某風(fēng)電場(chǎng)按照電網(wǎng)公司反措要求，增設(shè)了llOkV母線
差動(dòng)保護(hù)，以專項(xiàng)電流值作為母線保護(hù)的判據(jù)，從而提高
了母線保護(hù)動(dòng)作的可靠性，降低了110kV母線故障對(duì)系統(tǒng)
的影響，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效
益。
參考文獻(xiàn)
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2016l 9(A)期I 115

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