復(fù)雜雙中間變電站的全站失壓解決方案

李鳳剛, 索利娟

(成都電業(yè)局,四川成都 610021)

0 引 言

社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步對(duì)電力系統(tǒng)供電的可靠性要求越來越高,而在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的變電站,終端變電站因主供線路故障跳閘導(dǎo)致的全站失壓通?？梢酝ㄟ^自動(dòng)重合閘或通過線路備自投裝置投入備用線路來迅速恢復(fù)終端變電站的供電,但是對(duì)于終端變電站的各電壓等級(jí)的母線聯(lián)接了不同裝機(jī)容量的上網(wǎng)電站線路,同時(shí)該終端變電站又串接了另一個(gè)終端變電站成為一座中間變電站并由兩個(gè)不同的 220kV系統(tǒng)供電的情況下,則無法通過自動(dòng)重合閘或通過線路備自投裝置投入備用線路來恢復(fù)該變電站的供電。

1 110kV自動(dòng)重合閘和普通備自投工作原理[1][2]

1.1 自動(dòng)重合閘

110kV變電站一般采用三相一次重合閘方式,其作用主要是提高線路供電可靠性、提高系統(tǒng)允許穩(wěn)定性及糾正斷路器機(jī)構(gòu)不良引起的誤跳閘,其啟動(dòng)方式一般有保護(hù)啟動(dòng)和斷路器位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)。

1.2 110kV進(jìn)線備自投工作原理[1][2]

系統(tǒng)運(yùn)行方式:1)#1進(jìn)線帶兩段母線,1DL、3DL在合位,2DL在分位,稱方式 1;2)#2進(jìn)線帶兩段母線,2DL、3DL在合位,1DL在分位,稱方式 2。

備自投方式 1:#1進(jìn)線運(yùn)行,#2進(jìn)線備用。

圖 1 系統(tǒng)主接線

動(dòng)作過程:I母、II母均無壓,Ux2有壓,I1無流,延時(shí) tb1跳開 1DL,確認(rèn) 1DL跳開后,合 2DL。

備自投方式 2與之對(duì)稱。

2 中間變電站線路自動(dòng)重合閘和備自投方式不能工作的原因分析

備自投工作原理中,如果 110kV變電站高壓側(cè)或中低壓側(cè)接有上網(wǎng)電源,當(dāng)失去主供電源后,上網(wǎng)電源可能維持孤網(wǎng)繼續(xù)運(yùn)行,使 110kV母線電壓具有較高的殘壓、,備自投的檢母線無壓條件無法滿足,圖 1中的 2DL將不動(dòng)作;或者孤網(wǎng)經(jīng)過較長時(shí)間失穩(wěn),而此時(shí)備自投裝置已放電;亦或者孤網(wǎng)運(yùn)行處于極不穩(wěn)定狀態(tài),電壓波動(dòng)太大甚至備自投誤動(dòng),發(fā)生非同期并列,同樣道理,重合閘啟動(dòng)條件也不能滿足,無法工作。

3 解決方案

既然導(dǎo)致備自投不能工作的原因是上網(wǎng)電源使得備自投和線路重合閘的檢無壓條件不能滿足,那么在二者投入工作之前通過有效方法將上網(wǎng)電源切除,實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)電源解列,則能保證重合閘和備自投的順利運(yùn)行,也大大地提高電網(wǎng)的可靠性,復(fù)合備自投也就在此基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生,即根據(jù)中間變電站電源及上網(wǎng)電源情況和各種運(yùn)行方式,探討出不同的方案。

圖 2中徐家渡和臨邛系兩座分別為新津、羊安、金馬三座 110kV變電站供電的 220kV樞紐變電站,城東電站為 110kV上網(wǎng)線路,這樣的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形成以后,在極端天氣情況下均會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槁?lián)接三座 110kV變電站的 110kV徐新線、臨金線、新馬線任一輸電線路故障導(dǎo)致不同運(yùn)行方式情況下的新津、羊安、金馬三座 110kV變電站至少一座變電站的全站失壓,怎樣解決這個(gè)問題來保證供電可靠性呢?

圖 2 區(qū)域電力系統(tǒng)電網(wǎng)主接線圖

下面以金馬、新津兩個(gè)變電站為例,對(duì)各種不同運(yùn)行方式下的復(fù)合備自投解決方案進(jìn)行探討和分析

3.1 運(yùn)行方式 1

如圖 2所示,徐家渡帶 110kV新津站運(yùn)行,臨邛帶 110kV金馬站及城東電廠運(yùn)行;110kV新馬線在金馬側(cè)合上,在新津側(cè)斷開,作為 110 kV新津站的備用電源。此時(shí),運(yùn)行方式為:新津站投入普通備自投(自投方式 1,2)及支持遠(yuǎn)方備自投功能(自投方式 5),金馬站投入等待遠(yuǎn)方備自投功能(自投方式 6)。當(dāng)新津站 182開關(guān)跳閘,新津站全站失壓,金馬站備自投動(dòng)作及臨金線 131開關(guān)保護(hù)動(dòng)作聯(lián)切東馬線 134開關(guān),即切除地方電源,且新馬線線路失壓,金馬站備自投合新馬線133開關(guān),恢復(fù)對(duì)新馬線供電,新津站恢復(fù)供電。

3.2 運(yùn)行方式 2

圖 3 運(yùn)行方式 2

如圖 3所示,徐家渡帶 110kV新津站運(yùn)行,臨邛帶 110kV金馬站及城東電廠運(yùn)行;110kV新馬線在新津側(cè)合上,在金馬側(cè)斷開,作為 110 kV金馬站的備用電源。此時(shí),金馬站投入普通備自投(自投方式 1,2)及支持遠(yuǎn)方備自投功能(自投方式 5),新津站投入等待遠(yuǎn)方備自投功能(自投方式 6),當(dāng) 131開關(guān)跳閘,金馬站全站失壓,備自投聯(lián)切 134開關(guān),由于備自投收不到 131開關(guān)跳位,判為跳閘失敗,延時(shí)跳開 130開關(guān)。由于新馬線線路失壓,新津站備自投合新馬線 181開關(guān),恢復(fù)對(duì)新馬線供電,金馬站恢復(fù) 110kVII母供電。

3.3 運(yùn)行方式 3

如圖 4所示:臨金線金馬站備用,徐新線帶新津、金馬兩站,新馬線新津站側(cè)投入檢線路無壓重合閘,金馬側(cè)退出重合閘:金馬站實(shí)現(xiàn)本站備自投功能(投入自投方式 1,2),新津站失去備用電源。此時(shí),當(dāng)新津站因 181開關(guān)跳閘全站失壓時(shí),新津站重合閘功能實(shí)現(xiàn),重合 181開關(guān),恢復(fù)全站供電,金馬站本站備自投工作,均可保障供電可靠性。

圖 4 運(yùn)行方式 3

3.4 運(yùn)行方式 4

如圖 5所示:徐新線新津站備用,臨金線帶新津、金馬兩站,新馬線新津站側(cè)壓重合閘不投入,金馬側(cè)投入檢線路無壓重合閘:此方式下,新津站實(shí)現(xiàn)本站備自投功能(投入自投方式 1,2),金馬站失去備用電源。動(dòng)作方式則與運(yùn)行方式 3相對(duì)應(yīng)。

圖 5 運(yùn)行方式 4

3.5 運(yùn)行時(shí)需注意的問題

(1)當(dāng)金馬、新津投入備自投(本地或遠(yuǎn)方)時(shí),均將相應(yīng)開關(guān)(主供、備用進(jìn)線開關(guān))的重合閘退出運(yùn)行。

(2)新馬線線路 PT斷線時(shí),人為退出遠(yuǎn)方備自投功能。

(3)新馬線線路檢修時(shí),人為退出遠(yuǎn)方備自投功能。

(4)人為拉合新馬線線路兩側(cè)開關(guān)前,退出遠(yuǎn)方備自投功能。

(5)復(fù)合備自投裝置自動(dòng)檢測異常時(shí),人為退出遠(yuǎn)方備自投功能。

(6)“臨金線金馬站備用,徐新線帶新津、金馬兩站”、“徐新線新津站備用,臨金線線帶新津、金馬兩站”兩種方式下,人為退出遠(yuǎn)方備自投功能。

(7)金馬、新津兩座變電站的其他 35kV和10kV電壓等級(jí)的上網(wǎng)電源須投入本站的上網(wǎng)電源開關(guān)的微機(jī)保護(hù)裝置的低頻低壓解列功能。

4 應(yīng)用效果

2008年 11月開始,在金馬站和新津站同時(shí)投入了復(fù)合備自投系統(tǒng),并做了全面的保護(hù)傳動(dòng)試驗(yàn),試驗(yàn)內(nèi)容如下(以金馬站為例):

此時(shí)兩站的運(yùn)行方式為:新津站 181備用,金馬站供新馬線,此時(shí)金馬站全站負(fù)荷由 2號(hào)主變供電,備自投投入方式為新津站方式五和金馬站方式六:

(1)新津站確認(rèn) 182開關(guān)在合位,181開關(guān)在分位,金馬站確認(rèn) 131、133、130開關(guān)在合位。

(2)金馬站解開備自投 131開關(guān)跳位輸入接線。

(3)金馬站在 110kV備自投屏端子排上,直接用短接線短接 131的跳閘出口 1、33,131開關(guān)跳閘后,金馬站全站失壓,備自投聯(lián)切 134開關(guān),由于備自投收不到 131開關(guān)跳位,判為跳閘失敗,延時(shí)跳開 130開關(guān)。由于新馬線線路失壓,新津站備自投合新馬線 181開關(guān),恢復(fù)對(duì)新馬線供電,金馬站恢復(fù)了 110kVII母供電,試驗(yàn)結(jié)果與理論一致。

5 結(jié) 語

像金馬站、新津站相同性質(zhì)的復(fù)雜雙中間變電站相互之間采用復(fù)合備自投的保護(hù)方式,在相應(yīng)運(yùn)行方式下當(dāng)變電站失去主供電源,不是象以前一樣,由調(diào)度逐一下令拉開所有上網(wǎng)電廠后,才能合上備用電源繼續(xù)供電,操作步驟多,變電站停電時(shí)間較長,嚴(yán)重影響供電可靠性,而是系統(tǒng)自行投入備用電源,極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,為人民生活和生產(chǎn)提供了可靠的電力保障。

[1] 馮匡一等.繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程.北京:中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì),2006;

[2] 李天華等.3kV～110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程[DL/T].北京:中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì),2007.