一.概述：

1.項(xiàng)目名稱：黑河電業(yè)局北安一次變壓器1、2號(hào)變壓器保護(hù)改造工程

2.主辦單位：黑河電業(yè)局繼電保護(hù)科

3.可行性研究單位：黑河電業(yè)局繼電保護(hù)科

4.可行性研究負(fù)責(zé)人：

王春芳趙宏偉市口鎮(zhèn)華王山馬風(fēng)

5.項(xiàng)目背景：

黑河電網(wǎng)黑龍江省地處黑龍江省北部山區(qū)，供電半徑長，地形復(fù)雜，電網(wǎng)薄弱，設(shè)備陳舊，特別是220千伏主變壓器保護(hù)多為阿城繼電器廠生產(chǎn)的常規(guī)保護(hù)。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(tǒng)運(yùn)行方式為省、俄模式，復(fù)雜多變。主變壓器為兩臺(tái)容量為9萬伏安的干式變壓器，其中1#干式變壓器負(fù)責(zé)省網(wǎng)運(yùn)行中的110千伏東母線系統(tǒng)負(fù)荷，并負(fù)責(zé)科東、德都、九三廠局、龍鎮(zhèn)、孫吳等縣市的供電負(fù)荷。110千伏北長a、b線和110千伏貝隆線分別負(fù)責(zé)北安電廠和山口電廠的電力接入。35KV東母線負(fù)責(zé)北安市北安監(jiān)獄及附近農(nóng)場部隊(duì)系統(tǒng)的負(fù)荷。因此，1#變壓器負(fù)責(zé)大容量電能和省電網(wǎng)重要負(fù)荷的轉(zhuǎn)換，其地位尤為重要；俄羅斯電網(wǎng)系統(tǒng)通過110千伏布黑線與俄羅斯阿穆爾州電力系統(tǒng)相連。與系統(tǒng)相連的電廠有黑河熱電廠、西溝水電站；電力通過110千伏黑河變電站、110千伏西河線、110千伏孫茜線、110千伏孫蓓線送至220千伏北安一次變壓器110千伏西母線，由110千伏丙母線經(jīng)110千伏北科甲線送至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(fù)荷。用2#代替35KV西母線，將實(shí)現(xiàn)整體部分負(fù)荷。負(fù)責(zé)俄羅斯省局的供電任務(wù)。由于黑河電網(wǎng)位于山區(qū)，電網(wǎng)相對(duì)薄弱，線路跳閘時(shí)有發(fā)生。北安一次變壓器運(yùn)行方式多且頻繁，導(dǎo)致1、2號(hào)變壓器切換方式頻繁，繼電人員工作量大、變值時(shí)間長，切換時(shí)間延遲，容易出現(xiàn)三誤。給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來不便。

目前，北安一次變壓器的1、2號(hào)變壓器是阿吉生產(chǎn)的常規(guī)保護(hù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，對(duì)供電可靠性的要求越來越高。此外，電網(wǎng)運(yùn)行方式變化頻繁，電網(wǎng)模式越來越復(fù)雜，各種電力系統(tǒng)故障頻繁發(fā)生。但是大容量主變壓器配套的保護(hù)裝置已經(jīng)運(yùn)行太久了。已經(jīng)運(yùn)行30多年，由于設(shè)備本身長期保護(hù)不匹配，很難維持正常運(yùn)行。雖然每年春季測(cè)試，但由于常規(guī)繼電器特性差，不能滿足干式變壓器正常運(yùn)行的要求。如果繼續(xù)運(yùn)行，可能造成的后果和影響是無法估量的，因此1 #和2#主變壓器更換微機(jī)保護(hù)勢(shì)在必行。此外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，其他局、廠的220KV主變壓器保護(hù)已經(jīng)全部更換為微機(jī)保護(hù)，但我局這樣重要的保護(hù)仍然是常規(guī)保護(hù)，已經(jīng)不能滿足電網(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(xiàng)目。 #p#分頁標(biāo)題#e#

6.可行性研究概述、主要依據(jù)、過程和結(jié)論：

這項(xiàng)可行性研究工作是由黑河電業(yè)局繼電保護(hù)科提出的，該科負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集、分析、匯編和上報(bào)。在這項(xiàng)工作中，黑河電業(yè)局北安一次變壓器及繼電保護(hù)科提供了信息

(1)現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)行概況、現(xiàn)狀及存在問題、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及社會(huì)影響分析、項(xiàng)目立項(xiàng)必要性：

1.設(shè)備概況、現(xiàn)狀和存在的問題：

黑河電網(wǎng)是我省電力系統(tǒng)中供電半徑較大、設(shè)備條件較差的系統(tǒng)。大部分保護(hù)已運(yùn)行20多年，北安1、2號(hào)一次變壓器保護(hù)已運(yùn)行近30年。近年來，經(jīng)過多次努力，都沒有進(jìn)行過改造，設(shè)備的所有部件都已經(jīng)老化，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于法規(guī)要求，導(dǎo)致保護(hù)長期不匹配。根據(jù)近年來的定期檢查統(tǒng)計(jì)，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(yùn)行方式頻繁，繼電人員工作量很大，時(shí)間長。而且省網(wǎng)和俄網(wǎng)由于短路等級(jí)不同，定值差別很大。長時(shí)間的值修改會(huì)導(dǎo)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(xiàn)三誤。給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來不便。而且不靠譜。

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

(3)近年來，部級(jí)對(duì)策要求“220千伏主變壓器氣體非電保護(hù)出口繼電器應(yīng)與差動(dòng)等電保護(hù)出口繼電器分開使用”，以滿足啟動(dòng)220千伏故障保護(hù)的需要。要求“220千伏干線變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)為雙套保護(hù)”。由于變化回路大，常規(guī)保護(hù)無法實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)，資金等各種因素?zé)o法完成。

(4)由于長期運(yùn)行，所有二次電纜都是70年代生產(chǎn)的膠體電纜。由于長期老化，同一根電纜的芯線之間的絕緣強(qiáng)度大大降低，接線盒連接處的芯線護(hù)套已經(jīng)干燥。此外，原施工期防水防寒措施不當(dāng)。每年冬天來臨時(shí)，經(jīng)常發(fā)生電纜凍結(jié)事故，造成嚴(yán)重危害。

(5)、由于上述原因，各級(jí)保護(hù)之間的配合很難實(shí)現(xiàn)，很多保護(hù)靈敏度嚴(yán)重不足，對(duì)電網(wǎng)的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的正常用電。此外，由于電網(wǎng)運(yùn)行方式變化頻繁，小的電流定值常規(guī)繼電器很難準(zhǔn)確的整定；給常規(guī)保護(hù)給改值工作帶來了困難，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全網(wǎng)平均每月改值1-2次，為了保證調(diào)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(fù)，為此耗費(fèi)了大量的精力。在改值期間，負(fù)荷損失嚴(yán)重,影響部分供電區(qū)供電,導(dǎo)致造成的嚴(yán)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#分頁標(biāo)題#e#

2、項(xiàng)目成立的必要性：

綜上所述，對(duì)1、2#變保護(hù)的改造是十分必要的。

(1)、改造北安一次變1、2#變保護(hù)，可以消除保護(hù)本身的缺陷，進(jìn)而保證了一次設(shè)備的安全，提高供電的可靠性，對(duì)電網(wǎng)的安全，穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。

(2)改造北安一次變1、2#變保護(hù)，可以大大提高設(shè)備的選擇性快速性靈敏性,減小運(yùn)行維護(hù)量,提高黑河電網(wǎng)保護(hù)的整體水平.運(yùn)行方式發(fā)生變化，可由運(yùn)行人員進(jìn)行簡單的操作即可完成保護(hù)改值任務(wù)，減少了繼電工作量和維護(hù)成本，如選擇合適的保護(hù)，具有故障測(cè)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(qiáng)度.而且分散錄波已經(jīng)成為當(dāng)今保護(hù)配置的典型,結(jié)合原變電站的集中錄波,對(duì)故障分析,將起到對(duì)比的作用,能更好的進(jìn)行故障分析.如果將來停止對(duì)俄購電，保護(hù)裝置用于省網(wǎng)，更加提高了可靠性，目前投資，將來受益，十五年以內(nèi)，保護(hù)不必進(jìn)行改造。

(3)、改造北安一次變1、2#變保護(hù)，采用新型的微機(jī)保護(hù)，不但能滿足部頒反措要求“220KV主干式變壓器的瓦斯非電量保護(hù)出口繼電器同差動(dòng)等電量保護(hù)出口繼電器分開使用”以適應(yīng)啟動(dòng)220KV失靈保護(hù)的需要。而且滿足“220KV主干式變壓器保護(hù)主保護(hù)、后備保護(hù)為雙重化要求”滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日益增長的用電需求，對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用，對(duì)提高全局經(jīng)濟(jì)效益也有著深遠(yuǎn)的意義.

(4)、在當(dāng)今科技高速發(fā)展的2021-06-03 ,微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)的普及已事在必行指日可待,北安一次變1、2#變保護(hù)的改造,不單單是一個(gè)元件保護(hù)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(dāng)代,功在日后的計(jì)劃,我們從事繼電保護(hù)工作的人員期待著這一計(jì)劃的實(shí)施.

(二)、改造方案：

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

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

(三)、方案比較：

兩種保護(hù)在原理上均能滿足各項(xiàng)要求。

方案1：WBZ-500H型微機(jī)干式變壓器保護(hù)裝置是在WBZ-500基礎(chǔ)上研制出來的新一代微機(jī)干式變壓器保護(hù)。本型保護(hù)吸取WBZ-500型保護(hù)多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并采用背插式機(jī)箱結(jié)構(gòu)和多CPU技術(shù)，大大提高了保護(hù)的處理速度和抗干擾能力。其設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)。WBZ-500微機(jī)干式變壓器保護(hù)獲2000年度家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，本型保護(hù)適用于500kV及以下各電壓等級(jí)的各類型干式變壓器。整套裝置由差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)、非電量保護(hù)三個(gè)先立單元組成。各單元在電氣和結(jié)構(gòu)上相對(duì)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(jī)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(hù)CPU單先進(jìn)行保護(hù)的運(yùn)算。提高了保護(hù)CPU的運(yùn)算處理能力。顯示與主機(jī)采用精簡代碼通信，提高了顯示的反應(yīng)速度。跳閘方式可由控制字整定，方便靈活。保護(hù)配置靈活，可以通過控制字和壓板投退保護(hù)。壓板投退均輸出報(bào)告。整定值（除個(gè)別控制字外）均采用十進(jìn)制顯示，操作簡單、直觀，精度高。整定值一經(jīng)整定便復(fù)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(yùn)行時(shí)，自動(dòng)檢查整定值，確保無誤差動(dòng)保護(hù)可采用多側(cè)制動(dòng)。采用相電流突變和零序電流穩(wěn)態(tài)量啟動(dòng)方式，啟動(dòng)方式快速穩(wěn)定。后備保護(hù)配置齊全，擁有完善的軟件繼電器庫，保護(hù)功能可通過對(duì)各繼電器庫的調(diào)用組合。實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器和時(shí)鐘可保持10份帶錄波數(shù)據(jù)的報(bào)告、事件，且較近的一次跳閘報(bào)告不會(huì)被非跳閘報(bào)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(tǒng)配合，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方定值修改，事件記錄上傳等功能。#p#分頁標(biāo)題#e#

方案2：南瑞RCS-978系列數(shù)字式干式變壓器裝置保護(hù)基于雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)配置的原則，適用于500kV及以下電壓等級(jí)的各種干式變壓器。保護(hù)的主體方案是將一臺(tái)主變的全套電量保護(hù)集成在一套保護(hù)裝置中，主保護(hù)和后備保護(hù)共用一組電流互感器TA。主保護(hù)包括：穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)、高靈敏工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)、零序比率差動(dòng)或分側(cè)差動(dòng)（針對(duì)自耦干式變壓器）保護(hù)和過勵(lì)磁保護(hù)（定、反時(shí)限可選）。后備保護(hù)包括：阻抗保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)、零序方向過流保護(hù)、零序過壓保護(hù)、間隙零序過流保護(hù)、過負(fù)荷報(bào)警、起動(dòng)風(fēng)冷、過載閉鎖有載調(diào)壓、零序電壓報(bào)警、TA異常報(bào)警和TV異常報(bào)警等。另外，RCS-978的附加功能包括：完善的事件報(bào)文處理、靈活的后臺(tái)通信方式、與COMTRADE兼容的故障錄波、后臺(tái)管理故障分析軟件等。為將來實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化打下基礎(chǔ)。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程中所有保護(hù)繼電器（主保護(hù)與后備保護(hù)）的并行實(shí)時(shí)計(jì)算，使裝置具有很高的固有可靠性和安全性。管理板中設(shè)置了先立的總起動(dòng)元件，動(dòng)作后開放保護(hù)裝置的跳閘出口繼電器正電源；同時(shí)針對(duì)不同的保護(hù)采用不同的起動(dòng)元件，CPU板各保護(hù)動(dòng)作元件只在其相應(yīng)的起動(dòng)元件動(dòng)作后同時(shí)管理板相應(yīng)的起動(dòng)元件也動(dòng)作才能有跳閘輸出。保護(hù)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(cè)二次電流相位和平衡通過軟件調(diào)整，平衡系數(shù)調(diào)整范圍可達(dá)16倍。裝置采用Δ→Y變化調(diào)整差電流平衡，可以明確區(qū)分涌流和故障電流，大大加快差動(dòng)保護(hù)在空投干式變壓器于內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作速度。穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性采用三折線，勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)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)行過勵(lì)磁閉鎖。裝置采用適用于干式變壓器的諧波識(shí)別抗TA飽和的方法，能有效地解決干式變壓器在區(qū)外故障伴

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