一.概述：

1.項目名稱(chēng)：黑河電業(yè)局北安一次變壓器1、2號變壓器保護改造工程

2.主辦單位：黑河電業(yè)局繼電保護科

3.可行性研究單位：黑河電業(yè)局繼電保護科

4.可行性研究負責人：

王春芳趙宏偉市口鎮華王山馬風(fēng)

5.項目背景：

黑河電網(wǎng)黑龍江省地處黑龍江省北部山區，供電半徑長(cháng)，地形復雜，電網(wǎng)薄弱，設備陳舊，特別是220千伏主變壓器保護多為阿城繼電器廠(chǎng)生產(chǎn)的常規保護。220千伏北安一次變電站是黑河電網(wǎng)的樞紐變電站，一次系統運行方式為省、俄模式，復雜多變。主變壓器為兩臺容量為9萬(wàn)伏安的干式變壓器，其中1#干式變壓器負責省網(wǎng)運行中的110千伏東母線(xiàn)系統負荷，并負責科東、德都、九三廠(chǎng)局、龍鎮、孫吳等縣市的供電負荷。110千伏北長(cháng)a、b線(xiàn)和110千伏貝隆線(xiàn)分別負責北安電廠(chǎng)和山口電廠(chǎng)的電力接入。35KV東母線(xiàn)負責北安市北安監獄及附近農場(chǎng)部隊系統的負荷。因此，1#變壓器負責大容量電能和省電網(wǎng)重要負荷的轉換，其地位尤為重要；俄羅斯電網(wǎng)系統通過(guò)110千伏布黑線(xiàn)與俄羅斯阿穆?tīng)栔蓦娏ο到y相連。與系統相連的電廠(chǎng)有黑河熱電廠(chǎng)、西溝水電站；電力通過(guò)110千伏黑河變電站、110千伏西河線(xiàn)、110千伏孫茜線(xiàn)、110千伏孫蓓線(xiàn)送至220千伏北安一次變壓器110千伏西母線(xiàn)，由110千伏丙母線(xiàn)經(jīng)110千伏北科甲線(xiàn)送至220千伏克山變壓器替代易安變壓器和中心變壓器的全部負荷。用2#代替35KV西母線(xiàn)，將實(shí)現整體部分負荷。負責俄羅斯省局的供電任務(wù)。由于黑河電網(wǎng)位于山區，電網(wǎng)相對薄弱，線(xiàn)路跳閘時(shí)有發(fā)生。北安一次變壓器運行方式多且頻繁，導致1、2號變壓器切換方式頻繁，繼電人員工作量大、變值時(shí)間長(cháng)，切換時(shí)間延遲，容易出現三誤。給系統的安全穩定運行帶來(lái)不便。

目前，北安一次變壓器的1、2號變壓器是阿吉生產(chǎn)的常規保護。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)和農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，對供電可靠性的要求越來(lái)越高。此外，電網(wǎng)運行方式變化頻繁，電網(wǎng)模式越來(lái)越復雜，各種電力系統故障頻繁發(fā)生。但是大容量主變壓器配套的保護裝置已經(jīng)運行太久了。已經(jīng)運行30多年，由于設備本身長(cháng)期保護不匹配，很難維持正常運行。雖然每年春季測試，但由于常規繼電器特性差，不能滿(mǎn)足干式變壓器正常運行的要求。如果繼續運行，可能造成的后果和影響是無(wú)法估量的，因此1 #和2#主變壓器更換微機保護勢在必行。此外，據統計，其他局、廠(chǎng)的220KV主變壓器保護已經(jīng)全部更換為微機保護，但我局這樣重要的保護仍然是常規保護，已經(jīng)不能滿(mǎn)足電網(wǎng)的實(shí)際需要，將制約電網(wǎng)的發(fā)展。因此，提出本改造項目。 #p#分頁(yè)標題#e#

6.可行性研究概述、主要依據、過(guò)程和結論：

這項可行性研究工作是由黑河電業(yè)局繼電保護科提出的，該科負責數據的收集、分析、匯編和上報。在這項工作中，黑河電業(yè)局北安一次變壓器及繼電保護科提供了信息

(1)現有設備運行概況、現狀及存在問(wèn)題、安全經(jīng)濟運行及社會(huì )影響分析、項目立項必要性：

1.設備概況、現狀和存在的問(wèn)題：

黑河電網(wǎng)是我省電力系統中供電半徑較大、設備條件較差的系統。大部分保護已運行20多年，北安1、2號一次變壓器保護已運行近30年。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)多次努力，都沒(méi)有進(jìn)行過(guò)改造，設備的所有部件都已經(jīng)老化，性能遠遠低于法規要求，導致保護長(cháng)期不匹配。根據近年來(lái)的定期檢查統計，主要集中在以下幾個(gè)方面：

(1)交流繼電器特性差。由于省、俄網(wǎng)干式變壓器運行方式頻繁，繼電人員工作量很大，時(shí)間長(cháng)。而且省網(wǎng)和俄網(wǎng)由于短路等級不同，定值差別很大。長(cháng)時(shí)間的值修改會(huì )導致一些繼電器的電流、電壓等特性不佳，從而延遲關(guān)斷時(shí)間，容易出現三誤。給系統的安全穩定運行帶來(lái)不便。而且不靠譜。

(2)大部分DC繼電器的機械部分磨損，特別是1YJJ、2YJJ、3YJJ、4YJJ、1TWJ、2TWJ、3TWJ、1ZZJ、2ZJ、1YJJ等。自設備投入運行以來(lái)從未更換過(guò)。其他DC繼電器在多年的定期檢查中已逐步更換，但整套特性并沒(méi)有明顯改善。

(3)近年來(lái)，部級對策要求“220千伏主變壓器氣體非電保護出口繼電器應與差動(dòng)等電保護出口繼電器分開(kāi)使用”，以滿(mǎn)足啟動(dòng)220千伏故障保護的需要。要求“220千伏干線(xiàn)變壓器的主保護和后備保護為雙套保護”。由于變化回路大，常規保護無(wú)法實(shí)現雙重保護，資金等各種因素無(wú)法完成。

(4)由于長(cháng)期運行，所有二次電纜都是70年代生產(chǎn)的膠體電纜。由于長(cháng)期老化，同一根電纜的芯線(xiàn)之間的絕緣強度大大降低，接線(xiàn)盒連接處的芯線(xiàn)護套已經(jīng)干燥。此外，原施工期防水防寒措施不當。每年冬天來(lái)臨時(shí)，經(jīng)常發(fā)生電纜凍結事故，造成嚴重危害。

(5)、由于上述原因，各級保護之間的配合很難實(shí)現，很多保護靈敏度嚴重不足，對電網(wǎng)的安全構成嚴重威脅，影響工農業(yè)生產(chǎn)和人民生活的正常用電。此外，由于電網(wǎng)運行方式變化頻繁，小的電流定值常規繼電器很難準確的整定；給常規保護給改值工作帶來(lái)了困難，據統計，全網(wǎng)平均每月改值1-2次，為了保證調試質(zhì)量,每次改值兩個(gè)工作班同時(shí)進(jìn)行，需用八天時(shí)間才能完成，有時(shí)剛改完幾天，就要恢復，為此耗費了大量的精力。在改值期間，負荷損失嚴重,影響部分供電區供電,導致造成的嚴重的社會(huì )影響,很大程度上損壞了電力企業(yè)在公眾中的形象.#p#分頁(yè)標題#e#

2、項目成立的必要性：

綜上所述，對1、2#變保護的改造是十分必要的。

(1)、改造北安一次變1、2#變保護，可以消除保護本身的缺陷，進(jìn)而保證了一次設備的安全，提高供電的可靠性，對電網(wǎng)的安全，穩定運行有著(zhù)十分重要的意義。

(2)改造北安一次變1、2#變保護，可以大大提高設備的選擇性快速性靈敏性,減小運行維護量,提高黑河電網(wǎng)保護的整體水平.運行方式發(fā)生變化，可由運行人員進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作即可完成保護改值任務(wù)，減少了繼電工作量和維護成本，如選擇合適的保護，具有故障測距和錄波功能，易于分析故障和查找故障點(diǎn)，減輕送電工人的勞動(dòng)強度.而且分散錄波已經(jīng)成為當今保護配置的典型,結合原變電站的集中錄波,對故障分析,將起到對比的作用,能更好的進(jìn)行故障分析.如果將來(lái)停止對俄購電，保護裝置用于省網(wǎng)，更加提高了可靠性，目前投資，將來(lái)受益，十五年以?xún)?，保護不必進(jìn)行改造。

(3)、改造北安一次變1、2#變保護，采用新型的微機保護，不但能滿(mǎn)足部頒反措要求“220KV主干式變壓器的瓦斯非電量保護出口繼電器同差動(dòng)等電量保護出口繼電器分開(kāi)使用”以適應啟動(dòng)220KV失靈保護的需要。而且滿(mǎn)足“220KV主干式變壓器保護主保護、后備保護為雙重化要求”滿(mǎn)足工農業(yè)生產(chǎn)和人民日益增長(cháng)的用電需求，對地方經(jīng)濟的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用，對提高全局經(jīng)濟效益也有著(zhù)深遠的意義.

(4)、在當今科技高速發(fā)展的2021-06-03 ,微機保護在電力系統的普及已事在必行指日可待,北安一次變1、2#變保護的改造,不單單是一個(gè)元件保護的改造,也是日后變電站綜合自動(dòng)化變電站的鋪墊,這將是一件利在當代,功在日后的計劃,我們從事繼電保護工作的人員期待著(zhù)這一計劃的實(shí)施.

(二)、改造方案：

1、將北安一次變1、2#變保護更換為南自廠(chǎng)生產(chǎn)的WBZ-500H型微機干式變壓器保護裝置。

2、將北安一次變1、2#變保護全推，更換為南瑞公司生產(chǎn)的RCS-978E型系列微機保護。

(三)、方案比較：

兩種保護在原理上均能滿(mǎn)足各項要求。

方案1：WBZ-500H型微機干式變壓器保護裝置是在WBZ-500基礎上研制出來(lái)的新一代微機干式變壓器保護。本型保護吸取WBZ-500型保護多年的運行經(jīng)驗，并采用背插式機箱結構和多CPU技術(shù)，大大提高了保護的處理速度和抗干擾能力。其設計合理、實(shí)用性強。WBZ-500微機干式變壓器保護獲2000年度家科技進(jìn)步獎，本型保護適用于500kV及以下各電壓等級的各類(lèi)型干式變壓器。整套裝置由差動(dòng)保護、后備保護、非電量保護三個(gè)先立單元組成。各單元在電氣和結構上相對先立，必需聯(lián)接處均經(jīng)光電隔離。其有如下特點(diǎn):1.采用大屏幕液晶顯示，人機界面全部漢化，采用菜單式命令，易操作。顯示、打印采用單先的CPU控制，保護CPU單先進(jìn)行保護的運算。提高了保護CPU的運算處理能力。顯示與主機采用精簡(jiǎn)代碼通信，提高了顯示的反應速度。跳閘方式可由控制字整定，方便靈活。保護配置靈活，可以通過(guò)控制字和壓板投退保護。壓板投退均輸出報告。整定值（除個(gè)別控制字外）均采用十進(jìn)制顯示，操作簡(jiǎn)單、直觀(guān)，精度高。整定值一經(jīng)整定便復制三份永久保存，直至下次被修改。上電時(shí)以三取二方式自我校核。正常運行時(shí)，自動(dòng)檢查整定值，確保無(wú)誤差動(dòng)保護可采用多側制動(dòng)。采用相電流突變和零序電流穩態(tài)量啟動(dòng)方式，啟動(dòng)方式快速穩定。后備保護配置齊全，擁有完善的軟件繼電器庫，保護功能可通過(guò)對各繼電器庫的調用組合。實(shí)現存儲器和時(shí)鐘可保持10份帶錄波數據的報告、事件，且較近的一次跳閘報告不會(huì )被非跳閘報告沖掉。10.通信方式靈活，可采用RS232/RS485/RS422口與變電站綜合自動(dòng)化系統配合，可實(shí)現遠方定值修改，事件記錄上傳等功能。#p#分頁(yè)標題#e#

方案2：南瑞RCS-978系列數字式干式變壓器裝置保護基于雙套主保護、雙套后備保護配置的原則，適用于500kV及以下電壓等級的各種干式變壓器。保護的主體方案是將一臺主變的全套電量保護集成在一套保護裝置中，主保護和后備保護共用一組電流互感器TA。主保護包括：穩態(tài)比率差動(dòng)保護、差動(dòng)速斷保護、高靈敏工頻變化量比率差動(dòng)保護、零序比率差動(dòng)或分側差動(dòng)（針對自耦干式變壓器）保護和過(guò)勵磁保護（定、反時(shí)限可選）。后備保護包括：阻抗保護、復合電壓閉鎖方向過(guò)流保護、零序方向過(guò)流保護、零序過(guò)壓保護、間隙零序過(guò)流保護、過(guò)負荷報警、起動(dòng)風(fēng)冷、過(guò)載閉鎖有載調壓、零序電壓報警、TA異常報警和TV異常報警等。另外，RCS-978的附加功能包括：完善的事件報文處理、靈活的后臺通信方式、與COMTRADE兼容的故障錄波、后臺管理故障分析軟件等。為將來(lái)實(shí)現綜合自動(dòng)化打下基礎。裝置采樣率為每周波24點(diǎn)，主要繼電器采用全周波傅氏算法。裝置在較高采樣率前提下仍能保證故障全過(guò)程中所有保護繼電器（主保護與后備保護）的并行實(shí)時(shí)計算，使裝置具有很高的固有可靠性和安全性。管理板中設置了先立的總起動(dòng)元件，動(dòng)作后開(kāi)放保護裝置的跳閘出口繼電器正電源；同時(shí)針對不同的保護采用不同的起動(dòng)元件，CPU板各保護動(dòng)作元件只在其相應的起動(dòng)元件動(dòng)作后同時(shí)管理板相應的起動(dòng)元件也動(dòng)作才能有跳閘輸出。保護裝置的元件在正常情況下?lián)p壞不會(huì )引起裝置誤輸出，裝置的可靠性很高。干式變壓器各側二次電流相位和平衡通過(guò)軟件調整，平衡系數調整范圍可達16倍。裝置采用Δ→Y變化調整差電流平衡，可以明確區分涌流和故障電流，大大加快差動(dòng)保護在空投干式變壓器于內部故障時(shí)的動(dòng)作速度。穩態(tài)比率差動(dòng)保護的動(dòng)作特性采用三折線(xiàn)，勵磁涌流閉鎖判據采用差電流二次、三次諧波或波形判別。采用差電流五次諧波進(jìn)行過(guò)勵磁閉鎖。裝置采用適用于干式變壓器的諧波識別抗TA飽和的方法，能有效地解決干式變壓器在區外故障伴

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