低频低压减负荷跳闸方案的选择样本.doc

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低频低压减负荷跳闸方案的选择
Low frequency low pressure reducing load trip options
摘要: 本文阐述了变电站内安装低频低压减负荷装置的必要性, 论述了采用常规电缆接线实现低频低压减负荷功能和采用网络跳闸方式实现低频低压减负荷功能的特点, 经过两者之间的比较, 得出结论: 与常规电缆跳闸方式相比, 采用网络跳闸方式实现低频低压减负荷功能不但能够减少大量控制电缆, 降低设备及安装费用, 而且能够简化设备之间的逻辑连接, 减少接线故障, 建议新建变电站及变电站改造工程优先采用网络跳闸方式实现低频低压减负荷功能。
Abstract: This paper expounds the low frequency low voltage substation installed in reducing the load device, this paper discusses the necessity of the conventional cable wiring realize low frequency low pressure reducing load function and the use of network to realize low frequency low voltage trip this load the characteristics of the function, through the comparison between, draw the conclusion: with regular cable trip, the use of network way in how to realize low frequency low pressure reduction trip load function can not only reduce a large control cable, reducing equipment and installation costs, but can simplify the logical connection between devices, reduce wiring fault, suggest newly-constructed substations and substation reconstruction project network is adopted to realize low frequency low voltage trip this load function.
关键词: 低频低压减负荷、 网络跳闸、 IEC61850通信标准
Keywords: low frequency low pressure reducing load, network, IEC61850 communication standard trip
文章正文:
低频低压减负荷装置是防止电力系统发生频率崩溃的系统保护。根据DL/T723《电力系统安全稳定控制技术导则》的要求, 电力系统全网及各个可能独立运行的地区网络, 都应设置限制频率降低的控制装置, 以便在各种可能的扰动下失去部分电源而引起频率降低时, 将频率降低限制在短时允许范围内, 并保证频率在允许时间内恢复至长时间允许值。山东电力集团公司要求在变电站内安装低频低压减负荷装置, 该装置检测主变高压侧母线电压, 当高压侧母线电压出现低频低压时, 有选择地切除主变中、 低压侧母线的出线负荷。
截止到 底,山东电力集团公司直属变电站共1030座,其中220kV及以上变电站303座,低频低压减负荷装置配置率约为90%, 如下图所示, 全部采用常规电缆接线方式实现。 以220kV桂河变电站为例, 桂河变电站建设3台180MVA 主变压器; 220kV出线6回; 110kV出线12回, 其控制保护装置在二次设备室内组柜安装; 10kV出线30回, 其控制保护装置在配电装置内就地安装。为了满足系统稳定运行要求, 在二次设备室组柜安装低频低压减负荷装置两套, 每套装置均接入220kV母线电压, 第一套装置设置12路跳闸回路, 第二套装置设置30路跳闸回路, 当检测到220kV系统出现低频低压时, 根据整定配置, 依次切除重要性不同的各类负荷。当采用常规电缆接线方式时, 共需引出跳闸电缆42条, 合计长度1800米, 按常规采用的KVVP2-22型控制电缆计算, 电缆费用共计5.91万元; 全站安装2台低频低压减负荷装置, 设备费用共计6.36万元。故此, 当采用常规电缆接线方式时, 桂河变电站为实现低频低压减负荷功能, 共需12.27万元。山东电网全网为实现低频低压减负荷功能, 共敷设电缆约166.86万米, 设备及安装费用共计约1.14亿元。
近年来, 对变电站监控及保护系统网络跳闸方案的研究不断深入, 网络跳闸又称为GOOSE跳闸, 即通用对象的变电站事件以快速的以太网组播报文传输为基础, 代替了传统的智能电子设备之间硬接线的通信方式, 为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法。为了保证GOOSE服务的实时性, GOOSE报文不经过网络层协议, 直接在以太网链路层上传输, 而且采用带优先级的以太网报文转发方式。
根据《继电保护和安全自动装置技术规程》 规定, 低频低压减负荷装置快速动作的基本段应按时间分为若干级, 动作延时不超过0.2s; 延时较长的后备段, 可按时间分为若干级, 装置最小动作时间可为10s~15s, 级差不宜小于10s。经过对厂家进行调研, 低频低压减负荷装置的跳闸时间=报文发送延时( Ta) +网络传输延时( Tb) +报文接收延时( Tc) <=7ms, 能够满足低频低压减负荷装置动作时间的要求。
当采用GOOSE网络跳闸方式实现低频低压减负荷功能时, GOOSE命令传输与站控层MMS报文共用变电站计算机监控系统的站控层以太网交换机, 二者经过采用不同的通信规约, 使GOOSE命令传输具有较高的优先级, 低频低压减负荷装置发出的GOOSE跳闸命令经过变电站计算机监控系统的站控层以太网交换机传输至相关线路的智能控保装置实现跳闸,不需另外配置独立的交换机和通信线缆。如下图所示:

计算机监控系统

110kV出线1….出线N

低频低压减负荷装置

10kV出线1….出线N

同样以桂河变电站为例, 当采用网络跳闸方式时, 可仅配置1台支持网络跳闸方式的低频低压减负荷装置, 设备及安装费用共计5.00万元, 相比常规电缆接线方式减少费用7.27万元。如山东电网直属变电站均采用网络跳闸方式实现低频低压减负荷功能, 将比采用常规电缆接线方式节约费用约6.74千万元。
当前, 对智能变电站的研究已越来越深入, 智能变电站的网络方案经过GOOSE跳闸, 经过网络VLAN分区实现低频低压、 母线保护、 备用电源自动投入等电缆接线量较大、 逻辑功能较复杂设备的网络跳闸。当前, 常规变电站大部分都采用计算机监控系统及微机保护装置, 经过以太网或其它方式的网络实现全站监控、 保护系统的通信。低频低压减负荷功能虽然电缆接线量较大, 但跳闸逻辑关系简单, 经过监控网的交换机实现网络跳闸能够满足跳闸时间的要求, 在常规变电站也能够采用。为了实现低频低压减负荷功能的网络跳闸, 必须保证不同装置之间的网络通信畅通, 建议采用互操作性强的IEC61850通信标准。
综上所述, 与常规电缆跳闸方式相比, 采用网络跳闸方式实现低频低压减负荷功能不但能够减少大量控制电缆, 降低设备及安装费用, 而且能够简化设备之间的逻辑连接, 减少接线故障, 建议新建变电站及变电站改造工程优先采用网络跳闸方式实现低频低压减负荷功能。

附件1
全省勘察设计优秀论文申报表
论文题目
采用网络跳闸方式和电缆跳闸方式实现低频低压减负荷功能的比较
作者
李平、 马建生、 刘春晖、 张春辉
联系
电话

作者单位
潍坊电力咨询设计有限公司
单位地址
潍坊市经济开发区桐荫街197号
邮 编
261051
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所投
论文
类别
专业

专业类论文
电力专业
第一作者简 介
李平,1972年,女,高级工程师,注册电气工程师,从事电力工程设计及电力技术研究工作

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