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風(fēng)電場110kV母線保護改造

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		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月12日
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新能源
風(fēng)電場1 1 0kV母線保護改造
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11OkV母線保護的改造方案。運行實踐表明，改造后系統(tǒng)運行穩(wěn)定性明顯提高，效果良好。
關(guān)鍵詞風(fēng)電場母線差動保護
中圖分類號TM773
0引言
國內(nèi)早期風(fēng)電場母線有的未設(shè)置保護裝置，在運行過
程中存在著安全隱患。降低風(fēng)電場故障對系統(tǒng)的影響，對
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
根據(jù)電網(wǎng)反措要求對110kV母線保護進行了改造，本文主
要對該母線原保護存在的問題及影響進行了分析。
1風(fēng)電場主接線方式
某風(fēng)電場有66臺1．5MW雙饋型風(fēng)電機組并網(wǎng)發(fā)電，
總裝機容量達99MW。發(fā)電機出口電壓為690V，每臺機
組配置1臺容量為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)電場升壓站。其中33臺風(fēng)機經(jīng)
35kV I、II、III回集電線路接到35kV I母線，另外33臺
風(fēng)機接到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)電場主接線如圖1所
示。
，
1 l O
—
k
—
V
．： —． ： ，
2 110kV母線保護存在問題及分析
風(fēng)電場110kV母線采用GIS全封閉式單母線運行方
式，未設(shè)專門的保護裝置，主要依靠線路和主變高壓側(cè)后
備保護來切除故障。根據(jù)保護配置及整定值設(shè)計，若出現(xiàn)
110kV母線故障，由羊膩線的后備保護零序保護IV段跳
收稿日期：2016—03—17
作者簡介：何蘭媚(1991一)，從事風(fēng)力發(fā)電運行與維護。
181開關(guān)，斷開與電網(wǎng)的連接，動作時間為3．6s； 由#1
主變、#2主變高壓后備保護零序過流IlI段切除與母線
的連接，動作時間為100s。
這種方式存在保護動作電流值判據(jù)的取值問題。風(fēng)電
場負荷是變化無常的，如果在系統(tǒng)低負荷運行情況下，母
線發(fā)生單相接地故障后，故障電流較小，保護電流達不到
保護動作整定值，電流值判據(jù)不成立而導(dǎo)致保護拒動，那
么系統(tǒng)未接地相電壓上升為線電壓，嚴重影響系統(tǒng)絕緣，
長時間故障未及時切除時可能引起電纜頭過熱爆炸，造成
惡性事故。如果在系統(tǒng)高負荷運行情況下，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誤動，那么會直接
造成母線被切除、事故范圍擴大化及風(fēng)機脫網(wǎng)事故發(fā)生。
由此可見，若母線出現(xiàn)單相接地故障時僅依靠線路和
主變高壓側(cè)后備保護來消除故障，則會因兩者的動作時間
長，達不到快速性而影響風(fēng)電場及電網(wǎng)安全運行，甚至導(dǎo)
致故障范圍擴大損壞設(shè)備，給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來極
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保護，確保母線無論發(fā)生高負荷運
行接地故障還是低負荷運行接地故障時，都能及時準確切
除故障源。
3 1 10kV母線增設(shè)差動保護
根據(jù)風(fēng)電場運行情況及風(fēng)電保護配置要求和電網(wǎng)反措
要求，在110kV母線增設(shè)母線差動保護。選用南瑞繼保
PCS-915母線保護裝置，從GIS匯控柜獲取l1OkV母線差
動保護所需電流量，從故障錄波柜獲取模擬量的采樣；同
時通過電纜將跳閘節(jié)點從保護屏柜分別送至l1OkV線路測
控柜、#1主變測控柜、#2主變測控柜，實現(xiàn)保護跳
閘；通過電纜與公用測控裝置相連，完成母差保護裝置告
警信號的上傳及復(fù)歸信號的下發(fā)；通過通信線與后臺監(jiān)控
系統(tǒng)連接，實現(xiàn)保護裝置遙測、遙信點的上送，并根據(jù)調(diào)
度需求，將相關(guān)遙測、遙信點送調(diào)度；通過電纜將保護動
作信號送至故障錄波裝置，實現(xiàn)錄波啟動。
風(fēng)電系統(tǒng)運行較特殊，為防止母線發(fā)生接地故障時保
(下轉(zhuǎn)第115頁)
2016I 9(A)期J 113
新能源
好，符合國家標準。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，該太陽熱水系統(tǒng)基本不需啟動
輔助熱源，達到了節(jié)能目的。
2．2經(jīng)濟性分析
表1為不同熱水系統(tǒng)經(jīng)濟性對比情況。與其它熱水系
統(tǒng)比較，該太陽熱水系統(tǒng)每年運行費用是電加熱的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)濟性對比
表2為單片機控制與PLC控制的太陽熱水系統(tǒng)的比較
情況。與單片機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)計成
本。單片機控制太陽熱水系統(tǒng)相對經(jīng)濟，但是對于單個不
成批量的復(fù)雜系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)的硬件成本低，但設(shè)計費
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)可實現(xiàn)3～5萬小時無故障，即使出現(xiàn)故障，維修后
還可保持長時間的穩(wěn)定運行，不用專人維護；而單片機控
制的太陽熱水系統(tǒng)一般運行幾年后便容易出現(xiàn)故障，需要
專人維護。另外，經(jīng)PLC優(yōu)化設(shè)計的太陽熱水系統(tǒng)，可
從多方面實現(xiàn)節(jié)能降耗。綜上所述，從長遠來看，PLC控
制的太陽熱水系統(tǒng)經(jīng)濟性好。
表2 單片機控制與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)定的對溫度
及液位等物理量精確控制和實時控制能力最強的較易實現(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)的唯一缺點是PLC設(shè)備的價格相對偏高，但是對于
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)濟性，從長遠考慮，用PLC控制的太陽熱水系統(tǒng)更經(jīng)
濟。隨著人們生活水平的提高，簡單的熱水系統(tǒng)不能滿足
需要時，必然使用PLC來改造舊系統(tǒng)以及使用PLC設(shè)計
新系統(tǒng)以獲得更加穩(wěn)定的熱水供應(yīng)。
參考文獻
[1]陳海霞，柴瑞娟，等．西門子s7—300／400PLC編程技術(shù)及工程
應(yīng)用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2013
E2]馮學(xué)香．提高PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的探究l-J]．硅谷，2012
(2)：8O
[3]張還，李勝多?？删幊炭刂破髟砑斑^程控制[M]．北京：中
國電力出版社，2008
(編輯丘石)
(上接第113頁)
護誤動或拒動，在增設(shè)母差保護時要考慮系統(tǒng)的運行方式
及電流值判據(jù)的范圍，從而消除影響系統(tǒng)安全運行的事故
隱患。
4母線增加差動保護運行效果
增設(shè)母線差動保護后，母線有了自己的獨立保護，從
而在故障時能從系統(tǒng)中快速切除。在運行過程中可通過監(jiān)
控系統(tǒng)隨時觀察母線的運行參數(shù)和運行情況，提高系統(tǒng)運
行的穩(wěn)定性。同時，以母線差動保護動作電流判據(jù)設(shè)專項
電流值，還提高了保護的可靠性。實踐證明， 自技改完成
以來，該風(fēng)電場各項運行參數(shù)均達到南方電網(wǎng)運行要求。
5結(jié)束語
某風(fēng)電場按照電網(wǎng)公司反措要求，增設(shè)了llOkV母線
差動保護，以專項電流值作為母線保護的判據(jù)，從而提高
了母線保護動作的可靠性，降低了110kV母線故障對系統(tǒng)
的影響，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，獲得了良好的經(jīng)濟效
益。
參考文獻
[1]Q／GDW 392-2009風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定[S]
[2]李福壽．中性點非有效接地電網(wǎng)的運行[M]．北京：水利電力
出版社，1992
2016l 9(A)期I 115

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