【摘要】根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀，提出系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置方案，對新建水電站建成后的繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行配置和投資估算，為提高新建水電站與系統(tǒng)調(diào)度通信聯(lián)系的可靠性，新建水電站設(shè)計(jì)一部市話作為電力調(diào)度通道的備用通道。
　　關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；通訊配置；自動(dòng)裝置
　　1引言
　　系統(tǒng)一次在設(shè)計(jì)水平年短路計(jì)算中考慮了330千伏線路進(jìn)入地區(qū)電網(wǎng)，屆時(shí)，整個(gè)地區(qū)電網(wǎng)從系統(tǒng)容量、電網(wǎng)性質(zhì)上發(fā)生了根本性的變化，對全網(wǎng)設(shè)計(jì)水平年系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置建議作專題研究。
　　調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是依據(jù)DL5002-91《地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定和系統(tǒng)一次提出的兩種接入系統(tǒng)方案，對新建水電站進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及投資估算。
　　新建水電站接入系統(tǒng)后，由地區(qū)水電有限責(zé)任公司調(diào)管。根據(jù)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范本設(shè)計(jì)組織110千伏兩回出線各一條調(diào)度電話線通道。為提高新建水電站與系統(tǒng)調(diào)度通信聯(lián)系的可靠性，新建水電站設(shè)計(jì)一部市話作為電力調(diào)度通道的備用通道。由于通道組織引起對端變電所增加的通信設(shè)備，本設(shè)計(jì)一并考慮。
　　2系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置方案
　　2.1地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置現(xiàn)狀
　　2.1.1地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置現(xiàn)狀
　　地區(qū)系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置：
　　地區(qū)電網(wǎng)是一個(gè)地方水電與企業(yè)自備火電相合的電網(wǎng)，主網(wǎng)電壓為110千伏，配網(wǎng)電壓為35千伏和10千伏。
　　①110干伏線路
　　110千伏城A變至M水電站兩回出線配有PJH-11D整流型距離零序保護(hù)裝置，M側(cè)均配有PXH一43A整流型距離零序保護(hù)裝置。
　　110千伏城A變至N動(dòng)力火電廠出線配有PJH-11D整流型距離零序保護(hù)裝置，火電廠側(cè)配有PXH-43A整流型距離零序保護(hù)裝置。
　　110千伏N動(dòng)力火電廠至N一變出線配有PXH-43A整流型距離零序保護(hù)裝置，N一變側(cè)為終端側(cè)，未裝設(shè)保護(hù)。
　　②10千伏母線
　　在110千伏城A變電所和M水電站110千伏母線上均裝設(shè)有110千伏母線保護(hù)裝置。
　　2.1.2網(wǎng)上運(yùn)行的電磁式、整流型保護(hù)裝置存在的主要問題：
　　①由于這些保護(hù)裝置在生產(chǎn)廠己被淘汰，或成為非主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)場維護(hù)所需的備品、備件及廠家的售后服務(wù)難以獲得。
　　②無智能化的自控功能，可能由于裝置元件的損壞引起保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。
　　③此類裝置為了抵御電磁干擾，在一定程度上通過延時(shí)來犧牲保護(hù)的速動(dòng)性.
　　2.2系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置原則及方案
　　2.2.1配置原則
　　（1）系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置依據(jù)DL400-91《系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)范》及系統(tǒng)一次專業(yè)提出的兩種接入系統(tǒng)方案進(jìn)行配置。
　　（2）由于微機(jī)線路保護(hù)裝置具有體積小、調(diào)試維護(hù)方便、整定靈活、接線簡單、技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn):在快速性、靈活性等方面達(dá)到和超過各類保護(hù)裝置:在可靠性、安全性、穩(wěn)定性方面也能滿足運(yùn)行要求。目前微機(jī)線路保護(hù)裝置在電網(wǎng)110千伏系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，且現(xiàn)場運(yùn)行人員反映良好，同時(shí)本設(shè)計(jì)原則上要求凡新上110千伏線路保護(hù)裝置均采用微機(jī)型線路保護(hù)裝置。
　　（3）本設(shè)計(jì)推薦采用微機(jī)故障錄波裝置，該裝置硬件采用插件式結(jié)構(gòu)，通用性強(qiáng);具有完善的自控測試、報(bào)警功能及友好的人機(jī)界面;在電壓頻率變換插件上每路模擬輸入量均設(shè)有光隔，可有效地抑制干擾:在裝置運(yùn)行時(shí)，可在線修改定值，查看錄波波形，進(jìn)行波形分析打印、并將信息、數(shù)據(jù)和計(jì)算處理結(jié)果存入磁盤或送到遠(yuǎn)方調(diào)度端進(jìn)行觀察、保存、檢索，使設(shè)計(jì)、調(diào)試、操作、維護(hù)簡單、方便:在投資上也是經(jīng)濟(jì)可行的。
　　2.2.2配置方案
　　（1）方案一
　　M水電站、110千伏城A變電所、110千伏城B變電所形成110千伏系統(tǒng)三角環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方。
　　①110千伏線路
　　110干伏新建水電站到M水電站雙回路兩側(cè)均裝設(shè)微機(jī)距離零序線路保護(hù)裝置。
　　110千伏城B變電所至110千伏城A變、M水電站及C變各出線上均裝設(shè)微機(jī)距離零序線路保護(hù)裝置;對端城A變側(cè)處利用原有PJH-11D整流型距離零序線路保護(hù)裝置，M水電站側(cè)亦利用原有PXH-43A整流型距離零序線路保護(hù)裝置，C變側(cè)為終端變，故不裝設(shè)保護(hù)裝置。
　　110千伏城A變電所至M水電站及N動(dòng)力火電廠各出線上均利用原有PJH-11D整流型距離零序線路保護(hù)裝置:對端M水電站及N動(dòng)力火電廠側(cè)也均利用原有的PXH-43A整流型距離保護(hù)裝置。
　　110千伏N動(dòng)力火電廠至N一變線路兩側(cè)維持原有保護(hù)裝置不變。
　　②低周低壓減載裝置
　　當(dāng)系統(tǒng)因故障發(fā)生功率缺額時(shí)，為使地區(qū)供需平衡、防止頻率和電壓過度降低及保證地區(qū)重要用戶的正常連續(xù)性供電，要求在110千伏城B變電所裝設(shè)低周低壓減載裝置。
　　③故障錄波裝置
　　M水電站、新建水電站和110千伏城A變電所在整個(gè)地區(qū)電網(wǎng)中占有很重要的地位，M水電站處于中心樞紐位置，對新建水電站和M水電站的電能送出有直接的影響;新建水電站是地區(qū)主河上游最后一座水電站，將來還有規(guī)劃設(shè)計(jì)中的其它水電站有可能通過接入新建水電站上網(wǎng);110千伏城A變電所是一個(gè)重要的地區(qū)樞紐變電所，該變電所除了有兩回與水電相連接的110千伏線路還有一回與火電相連接的110千伏線路。為了分析電網(wǎng)故障以及便于快速判定線路故障點(diǎn)，要求在M水電站、新建水電站、110千伏城A變電所各裝設(shè)一套微機(jī)故障錄波裝置，主要錄取各110千伏線路的電流量、開關(guān)量、保護(hù)及安全自動(dòng)裝置動(dòng)作信號。
　　④同期并列裝置
　　根據(jù)系統(tǒng)一次專業(yè)提出的同期并列點(diǎn)，在新建水電站發(fā)電機(jī)出口及升壓變電所110千伏側(cè)、110千伏城B變電所110千伏側(cè)均裝設(shè)一套同期并列裝置。
　　（2）方案二
　　M水電站、110千伏城A變電所、110千伏城C變電所形成110千伏系統(tǒng)三角環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式。
　　由于方案一和方案二在一次原則接線上的區(qū)別只是:110千伏城B變電所是原35千伏城B變電所升壓改造后形成的，而110千伏城C變電所是新建變電所，兩者除35千伏出線不同外，其余110千伏系統(tǒng)部分基本一致，故方案一和方案二的系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置完全一致。
　　2.3投資估算
　　因方案一和方案二的系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置方案相同，因此，相應(yīng)的投資估算也相同，具體如下:
　　（1）新建水電站保護(hù)及安全自動(dòng)裝置投資
　　按照現(xiàn)年價(jià)格估算新建水電站保護(hù)及安全自動(dòng)裝置費(fèi)用為42萬元。
　　（2）新建水電站送出所需保護(hù)及安全自動(dòng)裝置投資費(fèi)用為91萬元。
　　（3）整個(gè)工程保護(hù)及安全自動(dòng)裝置投資約為133萬元。
　　3調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案
　　3.1地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀
　　目前水電有限責(zé)任公司調(diào)度所與各水、火發(fā)電廠及變電所之間基本上是依賴于市話與載波電話進(jìn)行調(diào)度管理，尚未形成統(tǒng)一完整的地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化管理體系。
　　3.2調(diào)度管理
　　在未建成地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化管理系統(tǒng)之前，新建水電站仍由水電有限責(zé)任公司現(xiàn)有的調(diào)度進(jìn)行調(diào)度管理。待水電有限責(zé)任公司建成地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能后，新建水電站將由水電有限責(zé)任公司地區(qū)調(diào)度所調(diào)度管理。
　　3.3配置方案
　　對于系統(tǒng)一次專業(yè)提出的兩種接入系統(tǒng)方案，相應(yīng)的新建水電站遠(yuǎn)動(dòng)信息的配置方案是相同的，本設(shè)計(jì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案是在新建水電站上一套遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，初期按實(shí)現(xiàn)兩遙(遙測、遙估)功能考慮，預(yù)留將來擴(kuò)充遙控與遙調(diào)功能的可能。
　　4系統(tǒng)通訊配置方案
　　4.1系統(tǒng)通信現(xiàn)狀
　　目前，地區(qū)電力調(diào)度通信網(wǎng)中，已有載波通道尚未正式投運(yùn)，各變電所僅靠一部郵電電話與外界聯(lián)系。與新建水電站接入系統(tǒng)有關(guān)的載波通道現(xiàn)狀如下：
　　（1）M水電站至城A變110千伏B相有一條載波通道，載波機(jī)ZJ-5安。
　　（2）城A變至城B變35千伏B相有一條載波通道，載波機(jī)ZJ一5安。
　　（3）城B變至水電有限責(zé)任公司有一條20對音頻電纜。
　　4.2通道組織方案
　　（1）對應(yīng)一次方案一，將己有35千伏城B變擴(kuò)建為110千伏變，新建水電站至水電有限責(zé)任公司組織兩個(gè)不同路由載波通道:
　　①新建水電站至城B變110千伏II回B相組織載波通道，在M水電站高頻橋至城B變，通過己有的20對音纜延伸到水電有限責(zé)任公司。
　　②新建水電站至M水電站110千伏I回B相組織載波通道，在M水電站音轉(zhuǎn)后經(jīng)M水電站至城A變己有的110千伏B相載波通道組織至城A變，在城A變與城A變至城B變110千伏B相載波通道或城A變至城B變原有的35千伏B相電力載波通道音轉(zhuǎn)后組織至城B變，在城B變接己有的音纜延伸至水電有限責(zé)任公司。
　　（2）對應(yīng)一次方案二，新建水電站接入系統(tǒng)，需配套建設(shè)110千伏城C變，城C變和新建水電站至水電有限責(zé)任公司調(diào)度通道組織如下：
　　①110千伏城C變調(diào)度通道組織
　　城C變至城A變110干伏B相組織電力載波通道，在城A變音轉(zhuǎn)后上城A變至水電有限責(zé)任公司己有的調(diào)度通道，構(gòu)成城C變至水電有限責(zé)任公司調(diào)度通道。
　　城C變至城B變35千伏B相組織載波通道，在城B變接20對音纜到水電有限責(zé)任公司，構(gòu)成城C變至水電有限責(zé)任公司調(diào)度通道。
　　②新建水電站調(diào)度通道組織
　　新建水電站至M水站110千伏I回B相載波通道，在M水電站音轉(zhuǎn)后組織至城南變經(jīng)城A變至水電有限責(zé)任公司已有的35千伏載波通道和20對音纜，構(gòu)成新建水電站至水電有限責(zé)任公司調(diào)度通道。
　　新建水電站至M水站110千伏II回B相組織載波通道，在M水電站接高頻橋路后上M水電站至城C變110千伏B相通道組織至城C變，在城C變音轉(zhuǎn)至城B變，接20對音纜構(gòu)成新建水電站水電有限責(zé)任公司調(diào)度通道。
　　4.3設(shè)備配置
　　根據(jù)通道組織，配置相應(yīng)的載波通道設(shè)備、載波通道戶外設(shè)備據(jù)一次資料核對后選用常規(guī)設(shè)備。新建水電站設(shè)計(jì)一套通信直流不停電電源。因新建水電站的調(diào)度自動(dòng)化通道尚未明確，但要考慮開設(shè)調(diào)度自動(dòng)化通道的可能，故電力載波需復(fù)用一路600波特遠(yuǎn)動(dòng)信號。
　　4.4電站送出工程建設(shè)項(xiàng)目及投資估算
　　電站送出工程建設(shè)項(xiàng)目投資估算如下:
　　（1）新建電站至M水電站兩回llo千伏送出線路，全長2×14km，投資952萬元。
　　（2）擴(kuò)建M水電站110千伏兩個(gè)進(jìn)線間隔，投資285萬元。
　　（3）M至城A一回110千伏線路（“”入城B變，“”接線長2×8km）投資576萬元。
　　（4）35千伏城B升壓改造，工程投資822萬元。
　　電站送出工程估算總投資2635萬元(靜態(tài)值)。
　　5結(jié)論
　　根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀，提出系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置方案，對新建水電站建成后投入系統(tǒng)及接入有關(guān)的110千伏系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置進(jìn)行配置和投資估算。系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化配置方案，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是依據(jù)DL5002-91《地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定和系統(tǒng)一次提出的兩種接入系統(tǒng)方案，對新建水電站進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及投資估算。系統(tǒng)通訊配置方案，根據(jù)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范本設(shè)計(jì)組織110千伏兩回出線各一條調(diào)度電話線通道。為提高新建水電站與系統(tǒng)調(diào)度通信聯(lián)系的可靠性，新建水電站設(shè)計(jì)一部市話作為電力調(diào)度通道的備用通道。
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