關(guān)于220kV主變備自投的相關(guān)研究

黃定威

摘 要：220kV變電站為電網(wǎng)重要組成部分，一般會(huì)選擇安裝一臺(tái)主變進(jìn)行供電，如果主變壓器出現(xiàn)跳閘故障，勢(shì)必會(huì)造成變電110kV母線失壓，而影響電網(wǎng)的正常供電。為提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，需要做好自投設(shè)備研究，確定在本站變壓器跳閘失壓后，自動(dòng)投入聯(lián)絡(luò)熱備用進(jìn)線開(kāi)關(guān)，恢復(fù)正常供電。本文對(duì)220kV主變備自投方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：220kV主變；備自投；運(yùn)行維護(hù)

在電網(wǎng)供電需求不斷提高的背景下，變電站在運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到各項(xiàng)因素影響，而降低負(fù)荷平衡性，并且現(xiàn)在220kV變電站大多選擇安裝一臺(tái)主變的方式，供電可靠性比較低。即便是選擇用兩臺(tái)變壓器長(zhǎng)期并列運(yùn)行方式，雖然可以提高供電可靠性，但是也會(huì)造成電損耗增加。因此，為從整體上提高變電站運(yùn)行綜合效益，需要在變電站中引入備用電源自動(dòng)投入裝置，可以為用戶提供不間斷供電。

1 220kV主變自備自投研究必要性

1.1 解決供電矛盾

就我國(guó)變電站建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)看，對(duì)于供電負(fù)荷不大的部分，一般會(huì)采取設(shè)置單臺(tái)主變的方式，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，但是一旦單臺(tái)主變出現(xiàn)問(wèn)題，必定會(huì)對(duì)供電可靠性產(chǎn)生影響。針對(duì)此，將備自投裝置引入到變電站內(nèi)，便可以有效解決此問(wèn)題，并且與兩臺(tái)主變同時(shí)運(yùn)行相比，經(jīng)濟(jì)方向也具有更高的操作性。

1.2 電網(wǎng)安全性

對(duì)于220kV變電站來(lái)說(shuō)，一旦主變出現(xiàn)跳閘事故，一定會(huì)造成多個(gè)110kV變電站停電。按照相關(guān)規(guī)定，如果3個(gè)或以上110kV變電站全停，便可以將其視為嚴(yán)重電網(wǎng)事故，存在較大的社會(huì)不良影響。將備自投裝置引入到220kV變電站中，可以有效提高供電運(yùn)行穩(wěn)定性，即便是一臺(tái)主變故障，備自投裝置可以直接運(yùn)行，減少電網(wǎng)事故的產(chǎn)生。

1.3 穩(wěn)定小網(wǎng)

小型電廠基本上均是采用利用110kV從220kV變電站上網(wǎng)的方式，如果220kV變電站單臺(tái)運(yùn)行故障，并且周圍不能滿足負(fù)荷平衡要求時(shí)，勢(shì)必會(huì)對(duì)小電廠運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，而出現(xiàn)電網(wǎng)事故[1]。通過(guò)安裝備自投裝置，可以有效避免此類問(wèn)題的發(fā)生。

2 220kV變電站備自投安裝要點(diǎn)分析

2.1 技術(shù)要點(diǎn)

安裝設(shè)置備自投裝置，可以提高220kV變電站運(yùn)行穩(wěn)定性，但是在安裝時(shí)需要做好各要點(diǎn)控制，應(yīng)只考慮兩臺(tái)主變相互備投，而不考慮兩臺(tái)主變運(yùn)行時(shí)低壓分段開(kāi)關(guān)備自投。同時(shí)，只要求主變差動(dòng)與非電量保護(hù)跳閘以及高壓側(cè)開(kāi)關(guān)偷跳時(shí)啟動(dòng)備自投，而不需要進(jìn)行中、低壓側(cè)開(kāi)關(guān)分別偷跳與變壓器后備保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)備自投的啟動(dòng)。另外，為提高備自投安裝應(yīng)用效果，還需要控制好其啟動(dòng)條件，即中、低壓側(cè)開(kāi)關(guān)同時(shí)處于無(wú)流無(wú)壓狀態(tài)，并且高壓側(cè)有壓。其中，在高壓側(cè)有壓狀態(tài)下，可以有效避免220kV系統(tǒng)影響，可以將自投動(dòng)作時(shí)間整定的更下，且不需要在單電源狀態(tài)下與上級(jí)保護(hù)、重合閘進(jìn)行配合。最后，變電站主變低壓側(cè)均會(huì)設(shè)置帶分裂電抗器，具有兩個(gè)低壓開(kāi)關(guān)，并且低壓側(cè)開(kāi)關(guān)CT二次繞組比較少，可以選擇用高壓側(cè)CT代替低壓側(cè)CT，可以有效降低系統(tǒng)復(fù)雜性。

2.2 設(shè)備要求

第一，所選備自投裝置應(yīng)設(shè)置充、放電邏輯，當(dāng)充滿電后才可動(dòng)作，并且只可動(dòng)作一次，動(dòng)作完成后需要手動(dòng)復(fù)位后才能重新運(yùn)行。第二，備自投裝置需要設(shè)置自診斷功能，即能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)開(kāi)關(guān)量、各側(cè)模擬量以及自身異常情況進(jìn)行有效診斷后，告警并閉鎖備自投。安裝時(shí)中、低壓側(cè)人一側(cè)無(wú)壓、無(wú)流，且有流狀態(tài)下開(kāi)關(guān)跳位可以對(duì)備自投放電。第三，待備自投裝置安裝投運(yùn)后，無(wú)論運(yùn)行變壓器中、低壓側(cè)開(kāi)關(guān)是否跳開(kāi)，均需要提前發(fā)一個(gè)跳閘脈沖于中、低壓側(cè)斷路器上，在確認(rèn)中、低壓側(cè)斷路器成功斷開(kāi)后，備用變壓器便可以投入運(yùn)行。

2.3 二次回路

第一，就地或遠(yuǎn)方斷開(kāi)運(yùn)行變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，要求備自投裝置不進(jìn)行動(dòng)作，則主變各側(cè)操作箱手調(diào)繼電器STJ觸點(diǎn)需要對(duì)備自投裝置防電。其中，如果出現(xiàn)手調(diào)放電不接情況，則需要由運(yùn)行把關(guān)，并在操作前退出自投。第二，主變各側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作需要對(duì)備自投裝置進(jìn)行放電，避免備用變壓器合到故障回路上，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。第三，備自投動(dòng)作跳開(kāi)運(yùn)行變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，不能將出口接到手調(diào)繼電器STJ或TJR上，以免自投裝置出現(xiàn)放電動(dòng)作，而影響合閘邏輯的正常進(jìn)行。第四，變電站安裝備自投，其所用高、中壓側(cè)CT電壓應(yīng)選擇用某一主變保護(hù)切換后的電壓，以免出現(xiàn)母線停電等故障而導(dǎo)致CT失壓，使得備自投裝置無(wú)法正常投運(yùn)。第五，根據(jù)實(shí)際情況可以適當(dāng)降低CT，或者是安裝升流器裝置，以免因?yàn)橹髯兡硞?cè)開(kāi)關(guān)負(fù)荷電流過(guò)小，而造成設(shè)備自投失敗。

3 220kV變電站備自投方案設(shè)計(jì)分析

3.1 方案目的

做好110kV母線電壓量、主變110kV側(cè)開(kāi)關(guān)點(diǎn)流量、110kV備用電源線路開(kāi)關(guān)位置、10kV母線差動(dòng)作信號(hào)以及對(duì)應(yīng)110kV母線倒閘位置信號(hào)等內(nèi)容的綜合分析，在出現(xiàn)110kV母線電壓量消失而不存在其他閉鎖信號(hào)發(fā)出的情況時(shí)，備自投裝置動(dòng)作，確保其可以按照設(shè)定好的動(dòng)作邏輯，跳開(kāi)220kV主變110kV側(cè)開(kāi)關(guān)，合上110kV備用電源線路開(kāi)關(guān)，恢復(fù)系統(tǒng)的正常供電。

3.2 方案設(shè)計(jì)

3.2.1 備自投裝置

輸入量220kV變電站110kV母差動(dòng)作信號(hào)；110kV備用電源線路對(duì)應(yīng)110kV母線刀閘位置信號(hào)；110kV母線Ⅰ、Ⅱ段電壓；主變110kV側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；主變110kV側(cè)開(kāi)關(guān)位置與手動(dòng)分閘信號(hào)；110kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置等。

輸出量跳110kV出線開(kāi)關(guān)、旁路、主變110kV側(cè)開(kāi)關(guān)以及母聯(lián)開(kāi)關(guān)；閉鎖相應(yīng)出線開(kāi)關(guān)重合閘；發(fā)出裝置動(dòng)作信號(hào)。

3.2.2 動(dòng)作邏輯

滿足三個(gè)條件，即：無(wú)閉鎖備自投信號(hào)、檢測(cè)110kV兩端母均無(wú)電壓、主變中壓側(cè)無(wú)電流。滿足條件后啟動(dòng)，根據(jù)保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)以及熱備用線路所在母線情況，檢測(cè)主變中壓側(cè)開(kāi)關(guān)與母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)位置。最后跳開(kāi)部分線路開(kāi)關(guān)，并合上110kV熱備用線路開(kāi)關(guān)，發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。

在220kV主變保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)開(kāi)關(guān)或者主變中壓側(cè)開(kāi)關(guān)偷跳造成110kV母線失壓，需要滿足四個(gè)條件，即：務(wù)必所備自投信號(hào)、檢測(cè)110kV兩段母線均無(wú)電壓、主變終壓側(cè)開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置、主變中壓側(cè)開(kāi)關(guān)無(wú)電流。滿足后延時(shí)，跳開(kāi)部分線路開(kāi)關(guān)，合上110kV熱備用線路開(kāi)關(guān)，最后發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。

如果兩段母線電壓經(jīng)檢測(cè)后均為失壓狀態(tài)，可動(dòng)作。而如果只要一段母線有電壓，便可確定不滿足動(dòng)作條件，不發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。

4 結(jié)語(yǔ)

將備自投裝置引入到220kV變電站中，對(duì)提高系統(tǒng)供電穩(wěn)定性具有重要意義。因此需要從技術(shù)角度分析，遵循備自投裝置安裝原則，在確定技術(shù)要點(diǎn)的同時(shí)，做好各環(huán)節(jié)的控制，確保其可以正常的工作，減少電網(wǎng)故障的發(fā)生。

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