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    內(nèi)橋接線變電站主變差動保護(hù)死區(qū)問題分析

    2015-12-30 05:15:34姜正馳屈晗煒施偉成
    電力安全技術(shù) 2015年5期
    關(guān)鍵詞:進(jìn)線主變差動

    姜正馳,屈晗煒,施偉成

    (國網(wǎng)江蘇省電力公司鎮(zhèn)江供電公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212001)

    內(nèi)橋接線變電站主變差動保護(hù)死區(qū)問題分析

    姜正馳,屈晗煒,施偉成

    (國網(wǎng)江蘇省電力公司鎮(zhèn)江供電公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212001)

    根據(jù)內(nèi)橋接線變電站的特點(diǎn),闡述了內(nèi)橋接線變電站的運(yùn)行方式、典型的保護(hù)配置,分析了死區(qū)故障時各種保護(hù)動作行為,并提出了解決內(nèi)橋接線變電站主變差動保護(hù)死區(qū)問題的若干方案,提高了內(nèi)橋接線變電站的供電可靠性。

    內(nèi)橋接線;主變差動;保護(hù)死區(qū)

    0 引言

    由于內(nèi)橋接線變電站使用的一次設(shè)備少、占地少、運(yùn)行方式靈活、供電可靠性高,目前在鎮(zhèn)江地區(qū)110 kV終端變電站中,內(nèi)橋接線方式被廣泛采用。考慮到建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性,內(nèi)橋接線變電站高壓側(cè)橋斷路器間隔一般只配置一側(cè)差動電流互感器,這會導(dǎo)致主變差動保護(hù)存在死區(qū)問題,甚至可能造成變電站全停,成為電網(wǎng)運(yùn)行的安全隱患。

    1 內(nèi)橋接線變電站運(yùn)行方式

    典型的內(nèi)橋接線變電站接線如圖1所示。變壓器高壓側(cè)沒有開關(guān)(斷路器),僅僅設(shè)置了閘刀(隔離開關(guān));內(nèi)橋開關(guān)一側(cè)配有差動電流互感器,該電流互感器有的靠內(nèi)橋開關(guān)Ⅰ母側(cè),也有的靠內(nèi)橋開關(guān)Ⅱ母側(cè)。

    內(nèi)橋接線變電站常見的運(yùn)行方式有如下3種:

    (1) “中間”方式:高壓側(cè)分列運(yùn)行,即2條進(jìn)線1,2分別供1,2號主變701和702開關(guān)運(yùn)行,700開關(guān)熱備用,備自投方式為母聯(lián)備自投,2臺變壓器T1,T2分列運(yùn)行;

    (2) “左邊”方式:高壓側(cè)并列運(yùn)行,進(jìn)線1供1,2號主變701和700開關(guān)運(yùn)行,702開關(guān)熱備用,備自投方式為進(jìn)線備自投,2臺變壓器T1,T2并列運(yùn)行;

    (3) “右邊”方式:高壓側(cè)并列運(yùn)行,進(jìn)線2供 1,2號主變702和700開關(guān)運(yùn)行,701開關(guān)熱備用,備自投方式為進(jìn)線備自投,2臺變壓器T1,T2并列運(yùn)行。

    圖1 典型內(nèi)橋接線變電站接線

    2 內(nèi)橋接線變電站保護(hù)配置

    典型的內(nèi)橋接線變電站保護(hù)配置為:2條進(jìn)線開關(guān)為受電饋供開關(guān),不裝設(shè)專門的線路保護(hù);2臺主變都安裝常規(guī)的主保護(hù)和后備保護(hù),其中主變差動保護(hù)用的電流互感器為對應(yīng)進(jìn)線開關(guān)獨(dú)立流變、主變低壓側(cè)開關(guān)獨(dú)立流變和橋開關(guān)流變,差動保護(hù)動作后跳對應(yīng)進(jìn)線開關(guān)、橋開關(guān)及主變低壓側(cè)開關(guān)。主變110 kV側(cè)和低壓側(cè)分別安裝1套后備保護(hù)。主變110 kV側(cè)后備保護(hù)配置有復(fù)合電壓過電流,該保護(hù)作為主變主保護(hù)的后備保護(hù)配置,動作后第1時限跳低壓側(cè)母聯(lián)開關(guān)(鎮(zhèn)江地區(qū)主變保護(hù)連調(diào)分段開關(guān)壓板停用),第2時限跳主變低壓側(cè)開關(guān),第3時限跳相應(yīng)進(jìn)線開關(guān)、橋開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)。主變110 kV側(cè)后備保護(hù)用的電流取自主變高壓側(cè)套管流變,電壓用110 kV母線壓變二次電壓。內(nèi)橋接線變電站還應(yīng)配置1套備自投裝置,實現(xiàn)主變備自投和低壓側(cè)母聯(lián)備自投功能。

    3 死區(qū)故障的保護(hù)動作行為

    3.1 “中間”方式

    在“中間”方式下(見圖1),內(nèi)橋700開關(guān)和其流變TA5之間(K點(diǎn))就是內(nèi)橋開關(guān)死區(qū),此處發(fā)生故障時,即稱發(fā)生了死區(qū)故障。

    對于2號主變的差動保護(hù),TA2,TA4不流過短路電流,只有TA5感受到短路電流,因此2號主變差動繼電器有差流,差動保護(hù)動作出口,跳開702和302開關(guān),但是故障點(diǎn)仍未被隔離。因為在700開關(guān)斷開的情況下,進(jìn)線1沒有為短路點(diǎn)提供短路電流,所以2號主變差動保護(hù)動作屬于誤動作,擴(kuò)大了停電范圍。

    對于1號主變差動保護(hù),TA1流入故障電流,TA5流出故障電流,而TA3不流過短路電流,由于TA1流入故障電流和TA5流出故障電流大小相等、方向相反,剛好抵消,所以1號主變差動繼電器感受不到故障電流,該差動保護(hù)不會動作。

    對1號主變的高壓側(cè)后備保護(hù)使用套管流變,因為故障電流不流過1號主變套管電流互感器,所以其后備保護(hù)復(fù)合電壓過流不會動作。如果內(nèi)橋開關(guān)和流變之間是接地故障,則1號主變高壓側(cè)不帶方向的零序或間隙零序保護(hù)可能動作,跳開1號主變兩側(cè)開關(guān);如果1號主變高壓側(cè)后備保護(hù)不能動作,則該故障由進(jìn)線1的對側(cè)開關(guān)保護(hù)Ⅱ段切除,因為Ⅰ段的保護(hù)范圍不會伸入到本站的母線,而且對側(cè)Ⅱ段保護(hù)動作,當(dāng)開關(guān)跳開后,重合閘還要再動作1次,最后由重合閘后加速保護(hù)動作,開關(guān)再次跳開,將故障最終切除。無論是1號主變后備保護(hù)動作,還是進(jìn)線1對側(cè)開關(guān)保護(hù)動作切除故障,都會造成該變電站全站失電,并且主變后備保護(hù)或者線路對側(cè)Ⅱ段切除故障時間均較長,對系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全都有很大影響。

    3.2 “左邊”方式和“右邊”方式

    同理,在“左邊”方式下,內(nèi)橋700開關(guān)和其流變TA5之間發(fā)生故障,保護(hù)動作行為與“中間”方式一致,即存在死區(qū)。

    而在“右邊”方式下,內(nèi)橋700開關(guān)和其流變TA5之間發(fā)生故障,故障點(diǎn)在2號主變差動保護(hù)范圍內(nèi),2號主變差動保護(hù)動作,瞬時切除702,700,302開關(guān),此時已無電源再向故障點(diǎn)提供故障電流,保護(hù)動作行為正常,不存在死區(qū)。

    4 解決方案

    (1) 合理安排運(yùn)行方式。當(dāng)電流互感器靠內(nèi)橋開關(guān)Ⅰ母側(cè)時,“右邊”運(yùn)行方式并不存在死區(qū)問題,保護(hù)動作行為正常,故正常運(yùn)行方式盡量安排成“右邊”方式。同理,當(dāng)電流互感器靠內(nèi)橋開關(guān)Ⅱ母側(cè)時,正常運(yùn)行方式盡量安排成“左邊”方式。

    該方案以犧牲運(yùn)行靈活性為代價,一旦由于進(jìn)線檢修等原因無法安排成指定運(yùn)行方式,則又會存在死區(qū)問題。

    (2) 將內(nèi)橋開關(guān)單側(cè)布置的流變短接退出。當(dāng)正常運(yùn)行方式為“中間”方式時,由于TA5短接退出,即將1,2號主變由3點(diǎn)式差動變?yōu)?點(diǎn)式差動。此時若發(fā)生死區(qū)故障,則1號主變差動保護(hù)能夠正確動作,隔離故障,2號主變正常供電。

    該方案同樣對運(yùn)行方式有要求,若實際運(yùn)行方式為1線2變運(yùn)行,則內(nèi)橋700開關(guān)必須處在運(yùn)行狀態(tài),否則該方案不可行。

    (3) 在內(nèi)橋開關(guān)兩側(cè)裝設(shè)2組電流互感器并交叉布置(見圖2)。流變TA1,TA3,TA5構(gòu)成1號主變差動保護(hù)范圍,流變TA2,TA4,TA6構(gòu)成2號主變差動保護(hù)范圍。在“中間”方式下,若A點(diǎn)發(fā)生故障,則T1正確動作跳閘,切除故障。若D點(diǎn)發(fā)生故障,則T2正確動作跳閘,切除故障。若B點(diǎn)發(fā)生故障,則T1,T2均動作跳閘,切除故障;但T1屬于正確動作,而進(jìn)線2并不向故障點(diǎn)提供故障電流,故T2屬于誤動作。若C點(diǎn)發(fā)生故障,T1,T2均動作跳閘,切除故障;其中T2正確動作,T1屬于誤動作。通過分析可知,在“左邊”和“右邊”方式下,內(nèi)橋開關(guān)兩側(cè)TA之間同樣是誤動區(qū)域。

    該方案能夠解決死區(qū)問題,但存在誤動區(qū)域,具有一定可行性。

    圖2 改進(jìn)后的內(nèi)橋變電站接線

    (4) 解決方案(3)中的誤動問題。在方案(3)的基礎(chǔ)上,增設(shè)內(nèi)橋開關(guān)跳位封鎖兩側(cè)流變和復(fù)合電壓閉鎖功能。當(dāng)內(nèi)橋開關(guān)兩側(cè)TA之間發(fā)生故障時,讓主變差動保護(hù)分2個階段跳閘:第1階段跳內(nèi)橋開關(guān),內(nèi)橋開關(guān)斷開后,延時50 ms,經(jīng)復(fù)壓閉鎖判斷后封鎖相應(yīng)開關(guān)流變;第2階段跳進(jìn)線開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)(見圖2),若在“中間”方式下B點(diǎn)發(fā)生故障,700開關(guān)已斷開,110 kVⅠ母出現(xiàn)復(fù)壓,封鎖TA6,則T2差動保護(hù)不動作,T1差動保護(hù)正確動作,切除故障。由此可見整個保護(hù)動作行為正確,不存在死區(qū)和誤動現(xiàn)象。同理可得,在“左邊”和“右邊”方式下,保護(hù)也能正確動作。

    該方案能夠有效地消除主變差動保護(hù)死區(qū)故障,并且不存在誤動區(qū)域,具有一定推廣性。

    5 結(jié)束語

    內(nèi)橋接線變電站作為國網(wǎng)110 kV變電站的典型設(shè)計,在系統(tǒng)中運(yùn)用越來越廣泛。為了杜絕內(nèi)橋接線變電站死區(qū)故障等安全隱患,需認(rèn)真研究內(nèi)橋接線方式的特點(diǎn),從變電站的運(yùn)行和設(shè)計等方面入手,結(jié)合電網(wǎng)的實際情況,合理安排一、二次方式,從而提高供電可靠性,確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

    1 國家電力調(diào)度通信中心,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實用技術(shù)問答(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2000.

    2 張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國電力出版社,2005.

    3 陸振芬,王徐延.110 kV內(nèi)橋接線變電站的安全運(yùn)行分析[J].江蘇電機(jī)工程,2009(6).

    4 周 波.主變差勁保護(hù)TA斷線故障的檢查和處理[J].電力安全技術(shù),2012(4).

    5 楊 甫,伏祥運(yùn).110 kV內(nèi)橋接線方式下主變保護(hù)閉鎖備自投分析及改進(jìn)[J].電力安全技術(shù),2013(12).

    2014-12-27。

    姜正馳(1988-),男,助理工程師,主要從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工作,email:jzc198815@126.com。

    屈晗煒(1987-),男,助理工程師,主要從事變電運(yùn)維管理工作。

    施偉成(1966-),男,高級工程師,主要從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工作。

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