培训-固定串补控制保护.pdf

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1、1 2007-8-9 培训材料培训材料 FACTS事业部 2007年1月 FACTS事业部 2007年1月 固定串补测量、控制及保护部分固定串补测量、控制及保护部分 中国电力科学研究院.中电普瑞电力电子公司中国电力科学研究院.中电普瑞电力电子公司 2007-8-9 国产化串补二次系统的突出特点 世界上首次实现串补装置完全双重化的控制、保护、调 节（可控串补）系统配置。 高可靠性、抗干扰能力强。 模块化设计，易于检修、运行、调试。 世界上首创串补录波回放模块，方便二次系统调试与检 测。 可靠的调节算法，确保良好的调节功能。（可控串补） 全中文界面，便于中国电力系统使用。 2007-8-9 目目目

2、目 录录录录 第一部分测量及供能系统 第二部分控制与保护系统 第三部分录波及后台系统 2007-8-9 第一部分第一部分第一部分测量及供能系统测量及供能系统测量及供能系统 2 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 TCSCTCSC测量系统构成示意图测量系统构成示意图测量系统构成示意图测量系统构成示意图 DD1 GD1 CT1CT2 VT2 GD2 DD2 CT4 CT5 CT6CT7 BPD CT3 电容器 MOV 火花间隙 旁路开关 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 串补平台测量系统的特点：串补平台测量系统的特点：串补平台测量系统的特点：串补平台测量系统的特点： 高电

3、压（专业设计，全面测试）高电压（专业设计，全面测试）高电压（专业设计，全面测试）高电压（专业设计，全面测试） 模拟输入量多（集中转换，检错能力强）模拟输入量多（集中转换，检错能力强）模拟输入量多（集中转换，检错能力强）模拟输入量多（集中转换，检错能力强） 要求精度高（军品及元件，确保大温差情况下误要求精度高（军品及元件，确保大温差情况下误要求精度高（军品及元件，确保大温差情况下误要求精度高（军品及元件，确保大温差情况下误 差小于千分之五）差小于千分之五）差小于千分之五）差小于千分之五） 要求响应快要求响应快要求响应快要求响应快(0.156us)(0.156us) 抗恶劣环境（特殊结构设计，抗干

4、扰能力强）抗恶劣环境（特殊结构设计，抗干扰能力强）抗恶劣环境（特殊结构设计，抗干扰能力强）抗恶劣环境（特殊结构设计，抗干扰能力强） 供电电源波动大（首创供电电源波动大（首创供电电源波动大（首创供电电源波动大（首创CTCT取能与激光功能的混合取能与激光功能的混合取能与激光功能的混合取能与激光功能的混合 供电模式）供电模式）供电模式）供电模式） 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 串补平台测量系统的特点：串补平台测量系统的特点：串补平台测量系统的特点：串补平台测量系统的特点： 超低功耗：超低功耗：超低功耗：超低功耗：为了避免与地面装置的电磁耦合，超高压为了避免与地面装置的电磁耦合，超高

5、压 平台测量和数据采集装置得工作能源不能直接通过地平台测量和数据采集装置得工作能源不能直接通过地 面控制电源供给，而是一般采用一次取能或者非电磁面控制电源供给，而是一般采用一次取能或者非电磁 形式送能。为了减少对工作电源能量的需求，要求设形式送能。为了减少对工作电源能量的需求，要求设 计的数据采集装置具有极低功耗；计的数据采集装置具有极低功耗； 强抗干扰能力：强抗干扰能力：强抗干扰能力：强抗干扰能力：超高压输电系统平台上的大电流、高超高压输电系统平台上的大电流、高 场强会对模数转换过程和数据通讯造成极大的干扰，场强会对模数转换过程和数据通讯造成极大的干扰， 这要求设计的数据采集装置具有极强的抗

6、干扰能力；这要求设计的数据采集装置具有极强的抗干扰能力； 模拟量测量范围宽，以适应各种工况。模拟量测量范围宽，以适应各种工况。模拟量测量范围宽，以适应各种工况。模拟量测量范围宽，以适应各种工况。 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 3 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 测量系统中的平台测量箱和激光电源。测量系统中的平台测量箱和激光电源。 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 测量系统中的测量系统中的CT 2007-8-9 国产化可控串补测量与供能系统 平台测量部分的亮点平台测量部分的亮点 混合式供能方式，确保供

7、电稳定可靠。混合式供能方式，确保供电稳定可靠。 精度高，抗干扰能力强精度高，抗干扰能力强 完备的数据检错纠错能力，确保控制保护系统不误动。完备的数据检错纠错能力，确保控制保护系统不误动。 测量数据地面集中处理，数字化共享，内部总线通信。测量数据地面集中处理，数字化共享，内部总线通信。 激光电源寿命长、工作稳定。激光电源寿命长、工作稳定。 国家专利产品国家专利产品 专家鉴定认为处于国际领先水平专家鉴定认为处于国际领先水平 日常维护：日常维护：日常维护：日常维护： 基本做到免维护基本做到免维护基本做到免维护基本做到免维护 4 2007-8-9 第二部分第二部分第二部分控制与调节系统控制与调节系统控

8、制与调节系统 2007-8-9 第二部分控制与调节系统 TCSC屏柜布置图 DSP控制保护 4U 2U 4U 4U 2U 4U 2U 2U 2U DSP控制保护 4U 2U 4U 开关量输入 开关量输入（备用） 6U 4U 3U B B 6U 2U 2U 光纤箱 2U 4U 2U 开关量输出 开关量输出（备用） 2U 2U 4U 2U 4U 开关量输入 开关量输入（备用） 4U 3U 2U 2U 光纤箱 2U 4U 2U 开关量输出 开关量输出（备用） 4U 4U 8U 前置机B 显示器 键盘鼠标 断路器操作箱B 2U 刀闸操作箱B4U 3U 4U 4U 2U 2U 2U 2U 2U 4U 4

9、U 4U 3U 4U刀闸操作箱A 键盘鼠标 2U 主机B 断路器操作箱A GPS机箱 键盘鼠标 显示器 前置机柜B 激光电源柜控制保护柜B TFR工作站前置机柜A控制保护柜A SSC-2AB 2U 激光电源 2U 6U 2U 风机箱 2U激光电源 2U 6U 2U 2U 风机箱 激光电源 4U 2U 4U 4U 3U 激光电源 前置机A SSC-1A SSC-1AB SSC-1B SSC-2B SSC-2A 2U 8U 4U 4U 主机A 4U 显示器8U 4U 2007-8-9 第二部分控制与调节系统 TCSC屏柜布置图 2007-8-9 第二部分控制与调节系统 TCSC有有A/B两套调节系

10、统，其中一套为主调节，另一套为备用调节。两套调节系统，其中一套为主调节，另一套为备用调节。 系统以主调节的输出结果为准进行调节。从系统可以跟踪主系统的控制参数 以及控制结果，两个系统可以互相传递信息，主从调节单元都具备完善的自 检能力，当主系统监测到本身出现问题时，从系统会自动转为主系统。两个 系统的主从切换可以由站控下传命令，或由当地工作站操作完成。 系统以主调节的输出结果为准进行调节。从系统可以跟踪主系统的控制参数 以及控制结果，两个系统可以互相传递信息，主从调节单元都具备完善的自 检能力，当主系统监测到本身出现问题时，从系统会自动转为主系统。两个 系统的主从切换可以由站控下传命令，或由当

11、地工作站操作完成。 5 2007-8-9 第二部分控制与调节系统 底控层控制保护调节双重化配置结构 2007-8-9 第三部分第三部分第三部分保护及后台系统保护及后台系统保护及后台系统 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 保护的运行模式保护的运行模式 三相三相/单相模式：三相模式下，在发生故障时，保 护进行三相的开关分合操作；在单相模式下，如 果发生单相故障，部分保护进行故障相的 单相模式：三相模式下，在发生故障时，保 护进行三相的开关分合操作；在单相模式下，如 果发生单相故障，部分保护进行故障相的GAP触 发、开关分合操作；其他故障进行三相操作。 触 发、开关分合操作；其他故障进行三相

12、操作。 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 电容器组不平衡保护电容器组不平衡保护 电容器组过负荷保护电容器组过负荷保护 氧化锌限压器氧化锌限压器MOV过电流保护过电流保护 氧化锌限压器氧化锌限压器MOV能量保护能量保护 氧化锌限压器氧化锌限压器MOV温度保护温度保护 GAP拒触发保护拒触发保护 GAP自触发保护自触发保护 主平台闪络保护主平台闪络保护 阀平台闪络保护阀平台闪络保护 触发回路监视触发回路监视 线路电流监视保护线路电流监视保护 三相位置不一致保护三相位置不一致保护 旁路断路器失灵保护旁路断路器失灵保护 6 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 DD1 GD1 CT1CT2

13、 VT2 GD2 DD2 CT4 CT5 CT6CT7 CT8 VD1 VG1 VD2 VG2 BPD VT1 CT3 平台 电容器 MOV 火花间隙 DD1 旁路开关 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 调节控制保护机箱 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 MOV过电流保护：过电流保护： 判据：判据：MOV1、MOV2电流采样值连续电流采样值连续N点大于定 值。（采样速率为 点大于定 值。（采样速率为128点点/周波）周波） 动作输出：动作输出： TCSC方式区内故障：启动阀旁路，合旁 路断路器，触发 方式区内故障：启动阀旁路，合旁 路断路器，触发GAP。FSC方式，触发方式，触

14、发GAP，合旁路 断路器； ，合旁路 断路器； 单相模式：单相故障时，仅对故障相进行操作。单相模式：单相故障时，仅对故障相进行操作。 三相模式：单相故障时，对三相进行操作。三相模式：单相故障时，对三相进行操作。 MOV保护一般在区内故障时动作。保护一般在区内故障时动作。 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 MOV能量保护能量保护 判据：吸收能量大于设定能量值。判据：吸收能量大于设定能量值。 能量设定值有两个，分别对应能量保护动作定值和能量保护 动作禁止重投定值。 能量设定值有两个，分别对应能量保护动作定值和能量保护 动作禁止重投定值。MOV能量保护动作后如果允许重投， 重投时间根据带串补

15、重合、不带串补重合以及线路重合闸时 间确定；如果 能量保护动作后如果允许重投， 重投时间根据带串补重合、不带串补重合以及线路重合闸时 间确定；如果MOV能量保护动作后不允许重投，重投时间 由 能量保护动作后不允许重投，重投时间 由MOV温度确定，见温度保护。温度确定，见温度保护。 动作输出：动作输出： TCSC方式：启动阀旁路，允许非故障相阀闭 锁； 方式：启动阀旁路，允许非故障相阀闭 锁；FSC方式：合旁路断路器，触发方式：合旁路断路器，触发GAP； 7 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 MOV温度保护温度保护 判据：判据：MOV温度温度=吸收能量温升吸收能量温升+MOV残余温度。残

16、余温度。 温度设定值有两个：温度设定值有两个：T1，T2。分别对应温度保护动作定值 和温度保护动作禁止重投定值。 。分别对应温度保护动作定值 和温度保护动作禁止重投定值。MOV温度保护动作后如果 允许重投，重投时间根据带串补重合、不带串补重合以及线 路重合闸时间确定；如果 温度保护动作后如果 允许重投，重投时间根据带串补重合、不带串补重合以及线 路重合闸时间确定；如果MOV温度温度T2，保护动作后不允许 重投，当 ，保护动作后不允许 重投，当MOV温度下降到温度下降到T2后，允许重投。后，允许重投。 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 电容器不平衡保护电容器不平衡保护 电容器不平衡保护通

17、过测量电容器组桥支路中的电流来监视电容器的 状态。由于静态电容器熔合或电容套管闪络引起的电容器组的改变 均会导致被监视的桥支路有不平衡电流流过。 电容器不平衡保护包括 电容器不平衡保护通过测量电容器组桥支路中的电流来监视电容器的 状态。由于静态电容器熔合或电容套管闪络引起的电容器组的改变 均会导致被监视的桥支路有不平衡电流流过。 电容器不平衡保护包括3组不同的定值及延时水平：组不同的定值及延时水平： 告警告警 低定值旁路低定值旁路 高定值旁路 告警与低定值旁路体现了不平衡电流与电容器电流之间的比值关系， 而高定值旁路只与不平衡电流有关。 当线路电流小于设定值时，告警和低值旁路功能被自动闭锁。

18、高定值旁路 告警与低定值旁路体现了不平衡电流与电容器电流之间的比值关系， 而高定值旁路只与不平衡电流有关。 当线路电流小于设定值时，告警和低值旁路功能被自动闭锁。 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 电容器不平衡保护 高值保护动作区 低值保护动作区 不平衡告警区 差流 线路电流 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 串联补偿电容器在设计上应能承受短时间的过负荷而不受损 坏。然而当高峰负荷时，过负荷时间相应延长，就会导致电 容器的老化。因此电容器过负荷保护以反时限特性对电容器 的电流进行连续监视。启动值一般与实际的串补电容电流有 关。 串联补偿电容器在设计上应能承受短时间的过负荷而不受

19、损 坏。然而当高峰负荷时，过负荷时间相应延长，就会导致电 容器的老化。因此电容器过负荷保护以反时限特性对电容器 的电流进行连续监视。启动值一般与实际的串补电容电流有 关。 当电容器电流大于当电容器电流大于1.1倍额定电流时，启动电容器过负荷保 护。过负荷保护根据电容器能承受的过载能力分为 倍额定电流时，启动电容器过负荷保 护。过负荷保护根据电容器能承受的过载能力分为4档：档： 10s10min30min8h 持续时间持续时间 1.81.51.351.1 过载倍数过载倍数 电容器过负荷保护电容器过负荷保护电容器过负荷保护电容器过负荷保护 8 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 当电容器电流

20、当电容器电流1.05额定电流时，电容器过负荷保护 返回。 额定电流时，电容器过负荷保护 返回。 动作输出：电容器过载保护动作后，闭合旁路开 关，暂时闭锁，经延时后重投，电容器保护 动作输出：电容器过载保护动作后，闭合旁路开 关，暂时闭锁，经延时后重投，电容器保护60min 内内3次（可变）过负荷，永久旁路。次（可变）过负荷，永久旁路。 电容器过负荷保护电容器过负荷保护电容器过负荷保护电容器过负荷保护 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 主平台闪络保护主平台闪络保护 判据：在运行期间平台判据：在运行期间平台CT中电流大于设定值，且持续时间 大于设定时间。 中电流大于设定值，且持续时间 大于

21、设定时间。 动作输出：闭合旁路开关，永久闭锁。动作输出：闭合旁路开关，永久闭锁。 阀平台闪络保护阀平台闪络保护 判据：装置运行在判据：装置运行在TCSC方式，在运行期间阀电流大于门槛 值，阀电流有效值与电容器电流有效值之比大于 方式，在运行期间阀电流大于门槛 值，阀电流有效值与电容器电流有效值之比大于1，并且阀 电流大于定值，且持续时间大于 ，并且阀 电流大于定值，且持续时间大于100ms。 动作输出：闭合旁路开关，永久闭锁。动作输出：闭合旁路开关，永久闭锁。 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 其他保护 阀过载保护阀过载保护 阀拒触发保护阀拒触发保护 阀不对称触发保护阀不对称触发保护

22、阀裕度不足保护阀裕度不足保护 断路器失灵保护断路器失灵保护 开关位置不对应保护开关位置不对应保护 水冷系统保护水冷系统保护 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 TFR以及以及TFR数字暂态事故记录系统负责存储、显示录波数据及相关内 容，以备查询分析故障事件、系统状态。 数字暂态事故记录系统负责存储、显示录波数据及相关内 容，以备查询分析故障事件、系统状态。TFR录波可以在故障发生或需要时 及时记录各个电气量的变化情况。本系统中的 录波可以在故障发生或需要时 及时记录各个电气量的变化情况。本系统中的TFR可以连续纪录可以连续纪录192个周波 的数据，其中包括故障前 个周波 的数据，其中包括

23、故障前4个周波、故障后个周波、故障后188个周波。它包括两个部分：个周波。它包括两个部分： 底层底层TFR 录波在故障发生或需要时及时记录各个电气量的变化情况，并上 传到上位机（运行 录波在故障发生或需要时及时记录各个电气量的变化情况，并上 传到上位机（运行TFR数字暂态事故记录系统）。数字暂态事故记录系统）。 TFR上位机将接收来的数据储存并处理，为事件的分析处理提供准确的原始 数据。 上位机将接收来的数据储存并处理，为事件的分析处理提供准确的原始 数据。 为了方便调试、模拟，该这部分还设有数据回放功能 。为了方便调试、模拟，该这部分还设有数据回放功能 。 TCSC的录波及回放 9 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 利用仿真数据检验控制保护的性能利用仿真数据检验控制保护的性能 便于保护的校验便于保护的校验 事故再现事故再现 检验特定情况下控制保护的动作行为检验特定情况下控制保护的动作行为 回放的作用 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 TFR录波图 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 TFR回放设置 10 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 当地后台设置 2007-8-9 第三部分保护及后台系统 参数设置 2007-8-9 谢谢大家！