三相線路電壓互感器兼母線電壓互感器的問(wèn)題分析

廖向旗，方青

(湖南省電力公司益陽(yáng)電業(yè)局，湖南益陽(yáng)410003)

目前電網(wǎng)中新建的110 kV變電站采用GIS組合電器內(nèi)橋接線，依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)110 kV變電站分冊(cè)湖南電力公司實(shí)施方案B2(半戶內(nèi)):取消母線電壓互感器，采用進(jìn)線三相線路電壓互感器兼母線電壓互感器的接線方式。這種接線形式節(jié)省了2個(gè)電壓互感器、2個(gè)隔離開(kāi)關(guān)、2個(gè)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān) (雙主變)。由于實(shí)際應(yīng)用中設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，出現(xiàn)備自投裝置不能啟動(dòng)、電壓切換回路的二次反充電、線路保護(hù)重合閘不成功等問(wèn)題。文中對(duì)110 kV秀水、玉蘭變電站在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行剖析，通過(guò)更改備自投邏輯、取消部分二次并列接線、更改線路保護(hù)重合閘方式等方面提出建議。

1 秀水變電站問(wèn)題剖析

秀水變?yōu)楸揪W(wǎng)內(nèi)投運(yùn)的第1座內(nèi)橋GIS組合的110 kV變電站，采用雙T進(jìn)線、三相線路電壓互感器兼母線電壓互感器接線，正常為進(jìn)線一主一備、分段合的方式，如圖1所示。

圖1 無(wú)母線電壓互感器的典型內(nèi)橋接線

由于1DL，2DL進(jìn)線未配置線路保護(hù)，該站沒(méi)有設(shè)置電壓切換回路，變壓器電壓回路及備自投母線電壓回路均直接從線路電壓互感器端子箱接線，未經(jīng)1DL，2DL位置接點(diǎn)控制。

1.1 備自投回路動(dòng)作行為問(wèn)題

該站配置的備自投裝置，可實(shí)現(xiàn)分段 (橋)及進(jìn)線備用電源自投，其進(jìn)線備自投啟動(dòng)的首要條件是:Ⅰ，Ⅱ母母線三相均無(wú)壓，且主供電源進(jìn)線(如1DL)無(wú)流，則判為變電站失壓，延時(shí)動(dòng)作跳主供電源進(jìn)線斷路器 (如1DL)。母線電壓消失是備自投最重要的啟動(dòng)條件，由于無(wú)母線TV，備自投母線電壓均來(lái)自線路TV，主供電源失電后，備供電源線路始終有電，故Ⅰ，Ⅱ母不可能同時(shí)失壓。備自投不能啟動(dòng)。

1.2 解決方案

在無(wú)母線TV的情況下只能修改備自投邏輯，由判Ⅰ，Ⅱ母母線三相均無(wú)壓改為判一段母線三相均無(wú)壓，該站備自投才得投運(yùn)，并正常使用。

2 玉蘭變電站問(wèn)題剖析

110 kV玉蘭變是投運(yùn)的第2座內(nèi)橋GIS組合的城區(qū)變電站，采用π接供電、三相線路電壓互感器兼母線電壓互感器接線，正常為進(jìn)線一主一備、分段合的方式，如圖2所示。

圖2 玉蘭變電站部分接線

作為聯(lián)絡(luò)站，110 kV斷路器均設(shè)置了線路保護(hù)，配有光纖縱差、三段相間距離、三段接地距離、四段帶方向的零序電流保護(hù)。故設(shè)有110 kV電壓切換裝置，110 kV線路、主變、備自投保護(hù)屏的電壓均引入的切換后電壓。電壓切換回路見(jiàn)圖3，4。

圖3 電壓切換繼電器

圖4 電壓切換回路

2.1 TV二次反充電事件經(jīng)過(guò)

2010年11月4日，對(duì)110 kV凱玉線進(jìn)行試運(yùn)行。試運(yùn)行前，一次方式如下:江506、玉504、玉500合，會(huì)504、玉502分，凱504分，A系統(tǒng)側(cè)送電至玉變110 kVⅡ母。試運(yùn)行方案為用玉502斷路器對(duì)凱玉線線路沖擊3次 (凱504分)，充電正常后拉開(kāi)玉502斷路器的同時(shí)，玉502和504的二次電壓快分開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，試運(yùn)行過(guò)程中止。

2.2 事件分析

2.2.1 試運(yùn)行前:7QK處于“自動(dòng)”位置。玉504合，則圖3的504常開(kāi)接點(diǎn)閉合，504常閉接點(diǎn)打開(kāi)，2YQJ1-3線圈勵(lì)磁;同時(shí)500常開(kāi)接點(diǎn)閉合，502常閉接點(diǎn)合，3YQJ1-3線圈勵(lì)磁;圖4的并列回路中2YQJ1-3常開(kāi)接點(diǎn)閉合，3YQJ1-3常開(kāi)接點(diǎn)閉合，使切換后的Ⅰ，Ⅱ母母線均為2TV所供電壓，1TV一次通過(guò)1YQJ1-3接點(diǎn)進(jìn)行了隔離(因玉502分)。

2.2.2 沖擊時(shí):玉502合，則圖3的502常開(kāi)接點(diǎn)閉合，502常閉接點(diǎn)打開(kāi)，1YQJ1-3線圈勵(lì)磁，則圖4的并列回路中2YQJ1-3，3YQJ1-3，1YQJ1-3常開(kāi)接點(diǎn)均閉合，即完成1TV與2TV二次處并列。

2.2.3 沖擊完后:玉502分，由于圖3中的502常閉接點(diǎn)接通，1YQJ1-3失磁時(shí)間晚于502一次設(shè)備斷開(kāi)時(shí)間 (1YQJ1-3，2YQJ1-3，3YQJ1-3失磁保持雙位置，回路1通勵(lì)磁，回路2通強(qiáng)迫其失磁)，在此時(shí)間差內(nèi)，1TV一次側(cè)失壓，與2TV不為等電位，從而造成TV二次向一次的反充電，使2個(gè)TV二次電壓快分開(kāi)關(guān)因過(guò)電流而跳閘，導(dǎo)致玉變?nèi)臼骸?/p>

2.3 解決辦法

2.3.1 將7QK置于“強(qiáng)制解列”時(shí)，①②接點(diǎn)接通，可以防止反充電問(wèn)題，但在進(jìn)行502，504倒換操作時(shí)需要人為操作，不符合無(wú)人值班變電站運(yùn)行要求。

2.3.2 增加母線TV，但由于110 kV設(shè)備為組合式的GIS設(shè)備，增加2組母線TV設(shè)備，改造難度大、周期長(zhǎng)。

2.3.3 完善電壓并列回路:在502(或504)斷路器控制跳閘回路中串聯(lián)1個(gè)能快速動(dòng)作的電流型中間繼電器，其常開(kāi)接點(diǎn)與502(504)常閉接點(diǎn)并聯(lián)串接在圖3的復(fù)歸回路中 (回路2)，使1TV，2TV的二次回路快速解列。該方案理論上較理想，可以保留電壓切換回路的靈活多變，但是否能解決“反充電”的問(wèn)題而又不產(chǎn)生新的問(wèn)題，有待實(shí)踐證明。

2.3.4 采用取消電壓并列回路的辦法:解開(kāi)7D16，7D18，7D20至 TX15，TX16，TX17的連線、解開(kāi) 7D30，7D32，7D34至 TX36，TX37，TX38的連線 (如圖 4中虛線所示)。小母線1YMa，b，c(2YMa，b，c)上的電壓僅經(jīng)玉502(504)斷路器常開(kāi)接點(diǎn)控制。

綜合上述方案，采用了易于操作、便于實(shí)施的取消電壓并列回路的辦法。并對(duì)備自投邏輯及主變保護(hù)定值做如下調(diào)整:

①因備投充電條件為判Ⅰ母、Ⅱ母均三相有壓，取消電壓并列回路后備投不能充電，故需修改邏輯:即將充電條件由判Ⅰ，Ⅱ母均三相有壓改為判一段母線有壓;

②主變高后備復(fù)壓元件高壓側(cè)電壓為小母線1YMa，b，c上的電壓，當(dāng)502斷時(shí)，1YMa，b，c上無(wú)電壓，高壓側(cè)復(fù)壓元件開(kāi)放。為確保復(fù)合電壓閉鎖功能的投入，高后備復(fù)壓元件由取兩側(cè)電壓改為只取低壓側(cè)電壓。

3 注意事項(xiàng)及建議

采用三相線路電壓互感器兼母線電壓互感器的內(nèi)橋接線方式，應(yīng)注意如下幾方面問(wèn)題:

3.1 線路保護(hù)重合閘檢定方式

目前線路保護(hù)配置有如下4種重合閘檢定方式:檢同期、檢線路無(wú)壓母線有壓、檢線路有壓母線無(wú)壓、檢線路無(wú)壓母線無(wú)壓。

當(dāng)沒(méi)有配置電壓切換箱 (如秀水變)，重合閘不能實(shí)現(xiàn)檢線路無(wú)壓母線有壓、檢線路有壓母線無(wú)壓方式。

當(dāng)取消電壓切換箱的并列回路后，母線電壓只經(jīng)進(jìn)線斷路器位置接點(diǎn)控制時(shí) (如玉蘭變)，重合閘不能實(shí)現(xiàn)檢線路無(wú)壓母線無(wú)壓、檢同期方式。

3.2 線路保護(hù)方向元件

玉502在分位時(shí)，需對(duì)凱玉線線路空充，如投到故障線路上，因線路保護(hù)裝置在斷路器合閘前無(wú)記憶電壓量，在合閘時(shí)會(huì)影響方向元件判別，而不能快速動(dòng)作切除故障。

3.3 線路保護(hù)出口

變電站以終端站運(yùn)行時(shí)，進(jìn)線保護(hù)可只投入光差保護(hù)，退出后備保護(hù)。為減少進(jìn)線重合閘、備自投的動(dòng)作，可退出進(jìn)線保護(hù)出口壓板，當(dāng)線路發(fā)生瞬時(shí)故障，主供側(cè)線路保護(hù)動(dòng)作跳閘重合成功后，能快速恢復(fù)變電站供電。

4 結(jié)語(yǔ)

電壓二次回路對(duì)于保護(hù)裝置正確動(dòng)作至關(guān)重要，但無(wú)母線電壓互感器會(huì)存在上述隱患，筆者提出一些解決辦法和注意事項(xiàng)，旨在為運(yùn)行、設(shè)計(jì)、整定人員提供參考，以確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。