一、总论：

1、项目名称：黑河电业局北安一次变1、2#变保护改造工程

2、主办单位：黑河电业局继电保护科

3、可行性研究单位：黑河电业局继电保护科

4、可行性研究负责人：

王春芳赵宏伟寇振华王国山马峰

5、项目提出的背景：

黑河电网黑龙江省地处黑龙江省北部山区，供电半径长，地势复杂，网架薄弱，设备陈旧老化，尤其是220KV主变保护绝大多数为阿城继电器厂出产的常规保护。220KV北安一次变是黑河电网的枢纽变电站,一次系统分省俄两网方式运行，且方式复杂，变换频繁。主变压器为两台容量九万伏安变压器，其中1#变压器省网运行担负着110KV东母线系统负荷，负责克东、德都、九三厂局、龙镇、孙吴等各县市的供电负荷。通过110KV北厂甲乙线、110KV北龙线分别肩负着北安电厂、山口水电厂电能上网.35KV东母线担负北安市及附近农场部队系统北安监狱负荷。因此1#变担负着省网大容量电能的转换及重要负荷其地位尤其重要；俄网系统是通过110KV布黑线与俄阿穆尔州电力系统并网运行，接入该系统的电厂有：黑河热电厂、西沟水电站；通过110KV黑河变电所、110KV西黑线、110KV孙西线、110KV北孙线将电力送到220KV北安一次变110KV西母线，通过110KV北克甲线至220KV克山变通过110KV丙母线代110KV克依线依安变及中心变全部负荷；通过2#变代35KV西母线全部分负荷。担负着省局俄网供电任务。由于黑河电网网架相对薄弱，地处山区，线路跳闸情况时有发生，北安一次变运行方式多而且频繁，造成1、2#变倒网方式频繁，继电人员改值工作量非常大，时间长，延误倒网时间且易发生三误事故。给系统安全稳定运行带来不便。

目前北安一次变1、2#变是阿继生产的常规型保护，随着科学技术的发展，工农业生产的发展和人民群众生活水平的提高，对供电可靠性要求愈来愈高，加之电网运行方式变化频繁，电网方式越来越复杂，各种电力系统故障频繁发生，而与大容量主变相配的保护装置，由于运行时间过久，已运行三十余年，装置本身保护长期失配，难以维持正常运行，虽然年年春检试验，但由于其常规继电器特性不好，无法满足变压器正常运行的要求，如果仍然继续运行下去，可能造成的后果和影响不可估量，因此1、2#主变更换微机保护事在必行。另外，据统计，其他局厂220KV主变保护早已全部更换为微机保护，但我局如此重要的保护仍然为常规保护，已经不再适应电网的实际需要，必将制约电网的发展为此提出本改造项目。

6、可行性研究工作概况，主要依据，过程及结论：

本项可行研究工作由黑河电业局继电保护科提出，负责收集资料、并进行分析，编写和上报，在进行本项工作中，黑河电业局北安一次变、继电保护科提供了保护近年来的运行状况资料，由调度科提供了参数，负荷以及近年来保护动作情况，由计划处提供了负荷的预测，由设计室完成了保护改造的投资估算。

通过可行性调查研究，得出如下结论：

鉴于北安一次变1、2#变保护目前存在的问题，客观上已不再具备长期运行条件，在科技进步高速发展的今天，此保护续继运行必将制约电网的发展，会对电网造成难以估算的损失，对其进行改造技术上可行，经济上合理，因此，改造北安一次变1、2#变保护势在必行。

二、方案论证：

(一)、现有设备的运行简历，现状及存在的问题，对安全经济运行和社会影响的分析，项目成立的必要性：

1、设备简历，现状、存在的问题：

黑河电网是我省电力系统中供电半径最大、设备状况最差的系统，绝大部分保护已运行20年以上，北安一次变1、2#变保护保护已运行近30年，近年来，经多方努力，仍然没得到改造，装置各部元件已经老化，其性能远远低于规程要求，造成保护长期失配。据近几年的定期检验统计，集中表现在以下几个方面：

(1)、交流继电器特性不良，由于变压器省网俄网运行方式频繁，继电人员改值工作量非常大，时间长，且省网俄网定值由于短路水平不一样相差很大，长时间的改值造成部分继电器如电流电压等继电器特性不良，延误倒网时间且易发生三误事故。给系统安全稳定运行带来不便。及不可靠。

(2)、大部分直流继电器机械部分磨损，尤其是1YJJ、2YJJ、3YJJ、4YJJ、1TWJ、2TWJ、3TWJ、1ZZJ、2ZZJ、1YZJ等等，自装置投运以来，从未更换过，其余各直流继电器在历年的定检中，发现问题逐步更换，但整组特性仍没有明显的好转，而且近年来部分继电器厂家已经停止生产，这对保护日后的运行维护都带来困难。

(3)、近年来部颁反措要求“220KV主变压器的瓦斯非电量保护出口继电器同差动等电量保护出口继电器分开使用”以适应启动220KV失灵保护的需要。要求“220KV主变压器保护主保护、后备保护为双套保护”由于变更回路大，加上常规保护实现不了保护双重化，资金等各方面因素未能完成。

(4)、由于长时间的运行，全部二次电缆为七十年代生产的胶质电缆，长时间的老化，造成同一电缆芯与芯之间的绝缘强度极度降低，端子箱接线处的芯线外皮已风干脱落，加之当初建设时期防水，防寒措施不当，每到冬季来临，冻断电缆的事故时有发生,严重危害线路正长运行.

(5)、由于上述原因，各级保护之间的配合很难实现，很多保护灵敏度严重不足，对电网的安全构成严重威胁，影响工农业生产和人民生活的正常用电。此外，由于电网运行方式变化频繁，小的电流定值常规继电器很难准确的整定；给常规保护给改值工作带来了困难，据统计，全网平均每月改值1-2次，为了保证调试质量,每次改值两个工作班同时进行，需用八天时间才能完成，有时刚改完几天，就要恢复，为此耗费了大量的精力。在改值期间，负荷损失严重,影响部分供电区供电,导致造成的严重的社会影响,很大程度上损坏了电力企业在公众中的形象.

2、项目成立的必要性：

综上所述，对1、2#变保护的改造是十分必要的。

(1)、改造北安一次变1、2#变保护，可以消除保护本身的缺陷，进而保证了一次设备的安全，提高供电的可靠性，对电网的安全，稳定运行有着十分重要的意义。

(2)改造北安一次变1、2#变保护，可以大大提高设备的选择性快速性灵敏性,减小运行维护量,提高黑河电网保护的整体水平.运行方式发生变化，可由运行人员进行简单的操作即可完成保护改值任务，减少了继电工作量和维护成本，如选择合适的保护，具有故障测距和录波功能，易于分析故障和查找故障点，减轻送电工人的劳动强度.而且分散录波已经成为当今保护配置的典型,结合原变电站的集中录波,对故障分析,将起到对比的作用,能更好的进行故障分析.如果将来停止对俄购电，保护装置用于省网，更加提高了可靠性，目前投资，将来受益，十五年以内，保护不必进行改造。

(3)、改造北安一次变1、2#变保护，采用新型的微机保护，不但能满足部颁反措要求“220KV主变压器的瓦斯非电量保护出口继电器同差动等电量保护出口继电器分开使用”以适应启动220KV失灵保护的需要。而且满足“220KV主变压器保护主保护、后备保护为双重化要求”满足工农业生产和人民日益增长的用电需求，对地方经济的发展起到积极的促进作用，对提高全局经济效益也有着深远的意义.

(4)、在当今科技高速发展的今天,微机保护在电力系统的普及已事在必行指日可待,北安一次变1、2#变保护的改造,不单单是一个元件保护的改造,也是日后变电站综合自动化变电站的铺垫,这将是一件利在当代,功在日后的计划,我们从事继电保护工作的人员期待着这一计划的实施.

(二)、改造方案：

1、将北安一次变1、2#变保护更换为南自厂生产的WBZ-500H型微机变压器保护装置。

2、将北安一次变1、2#变保护全推，更换为南瑞公司生产的RCS-978E型系列微机保护。

(三)、方案比较：

两种保护在原理上均能满足各项要求。

方案1：WBZ-500H型微机变压器保护装置是在WBZ-500基础上研制出来的新一代微机变压器保护。本型保护吸取WBZ-500型保护多年的运行经验，并采用背插式机箱结构和多CPU技术，大大提高了保护的处理速度和抗干扰能力。其设计合理、实用性强。WBZ-500微机变压器保护获2000年度国家科技进步奖，本型保护适用于500kV及以下各电压等级的各类型变压器。整套装置由差动保护、后备保护、非电量保护三个独立单元组成。各单元在电气和结构上相对独立，必需联接处均经光电隔离。其有如下特点:1.采用大屏幕液晶显示，人机界面全部汉化，采用菜单式命令，易操作。显示、打印采用单独的CPU控制，保护CPU单独进行保护的运算。提高了保护CPU的运算处理能力。显示与主机采用精简代码通信，提高了显示的反应速度。跳闸方式可由控制字整定，方便灵活。保护配置灵活，可以通过控制字和压板投退保护。压板投退均输出报告。整定值（除个别控制字外）均采用十进制显示，操作简单、直观，精度高。整定值一经整定便复制三份永久保存，直至下次被修改。上电时以三取二方式自我校核。正常运行时，自动检查整定值，确保无误差动保护可采用多侧制动。采用相电流突变和零序电流稳态量启动方式，启动方式快速稳定。后备保护配置齐全，拥有完善的软件继电器库，保护功能可通过对各继电器库的调用组合。实现存储器和时钟可保持10份带录波数据的报告、事件，且最近的一次跳闸报告不会被非跳闸报告冲掉。10.通信方式灵活，可采用RS232/RS485/RS422口与变电站综合自动化系统配合，可实现远方定值修改，事件记录上传等功能。

方案2：南瑞RCS-978系列数字式变压器装置保护基于双套主保护、双套后备保护配置的原则，适用于500kV及以下电压等级的各种变压器。保护的主体方案是将一台主变的全套电量保护集成在一套保护装置中，主保护和后备保护共用一组电流互感器TA。主保护包括：稳态比率差动保护、差动速断保护、高灵敏工频变化量比率差动保护、零序比率差动或分侧差动（针对自耦变压器）保护和过励磁保护（定、反时限可选）。后备保护包括：阻抗保护、复合电压闭锁方向过流保护、零序方向过流保护、零序过压保护、间隙零序过流保护、过负荷报警、起动风冷、过载闭锁有载调压、零序电压报警、TA异常报警和TV异常报警等。另外，RCS-978的附加功能包括：完善的事件报文处理、灵活的后台通信方式、与COMTRADE兼容的故障录波、后台管理故障分析软件等。为将来实现综合自动化打下基础。装置采样率为每周波24点，主要继电器采用全周波傅氏算法。装置在较高采样率前提下仍能保证故障全过程中所有保护继电器（主保护与后备保护）的并行实时计算，使装置具有很高的固有可靠性和安全性。管理板中设置了独立的总起动元件，动作后开放保护装置的跳闸出口继电器正电源；同时针对不同的保护采用不同的起动元件，CPU板各保护动作元件只在其相应的起动元件动作后同时管理板相应的起动元件也动作才能有跳闸输出。保护装置的元件在正常情况下损坏不会引起装置误输出，装置的可靠性很高。变压器各侧二次电流相位和平衡通过软件调整，平衡系数调整范围可达16倍。装置采用Δ→Y变化调整差电流平衡，可以明确区分涌流和故障电流，大大加快差动保护在空投变压器于内部故障时的动作速度。稳态比率差动保护的动作特性采用三折线，励磁涌流闭锁判据采用差电流二次、三次谐波或波形判别。采用差电流五次谐波进行过励磁闭锁。装置采用适用于变压器的谐波识别抗TA饱和的方法，能有效地解决变压器在区外故障伴

[1][2][3][4]下一页