阻塞濾波器旁路開關(guān)雙合閘線圈改造及應(yīng)用

權(quán)曉妮 / 大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司

阻塞濾波器旁路開關(guān)雙合閘線圈改造及應(yīng)用

權(quán)曉妮 / 大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司

本文介紹了托克托發(fā)電公司阻塞濾波器旁路開關(guān)合閘回路的設(shè)計(jì)缺陷、新增雙合閘線圈的改造方法。通過在原阻塞濾波器旁路開關(guān)中新增一套完整合閘線圈、合閘控制回路，，防跳回路，以提高旁路開關(guān)合閘可靠性，防止由于旁路開關(guān)單合閘線圈故障時(shí)無法合閘導(dǎo)致的電氣設(shè)備損壞和危及電網(wǎng)安全的事故，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性。

阻塞濾波器；雙線圈；旁路開關(guān)；防跳

引言

我廠阻塞濾波器是由電容器、電抗器、電阻器以及MOV非線性電阻構(gòu)成的一次設(shè)備。其中MOV非線性電阻是用于過電壓保護(hù)，電容器和電抗器經(jīng)過串并聯(lián)構(gòu)成高階的帶通、帶阻濾波器，電阻器是用于提高濾波器的阻尼。阻塞濾波器分相安裝在主變高壓側(cè)的中性點(diǎn)處。正常運(yùn)行的時(shí)候，靜態(tài)阻塞濾波器是對(duì)工頻呈現(xiàn)低阻抗?fàn)顟B(tài)，但是對(duì)特定的次同步頻率呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，可以有效阻塞次同步得電流，減小次同步電流對(duì)發(fā)電機(jī)的影響。此外阻塞濾波器裝設(shè)了旁路開關(guān)，當(dāng)阻塞濾波器一次設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，旁路開關(guān)閉合，阻塞濾波器退出運(yùn)行。

1.改造背景

按照國(guó)標(biāo)《GBT14285-2006繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》第6.6.1條之規(guī)定：220kV及以上電壓的斷路器應(yīng)具有雙跳閘線圈。對(duì)合閘線圈無要求。由于阻塞濾波器運(yùn)行方式的特殊性，其保護(hù)動(dòng)作后要求對(duì)旁路開關(guān)進(jìn)行合閘以確保阻塞濾波器一次設(shè)備不損壞。在阻塞濾波器旁路開關(guān)的二次操作回路中發(fā)現(xiàn)合、分閘線圈分別各有一套。因此需要在阻塞濾波器旁路開關(guān)中新增一套完整的合閘回路（合閘為阻塞濾波器設(shè)備退出運(yùn)行），包括旁路開關(guān)本體控制箱及保護(hù)相關(guān)的出口回路。

2.改造前阻塞濾波器旁路開關(guān)控制原理

1）阻塞濾波器保護(hù)裝置的構(gòu)成及配置的保護(hù)功能

阻塞濾波器保護(hù)配置為雙重化，配置完全相同的A、B兩套保護(hù)屏，每套保護(hù)中有阻塞濾波器差動(dòng)、引線零序差動(dòng)保護(hù)、阻塞濾波器0-3階電抗器保護(hù)、阻塞濾波器0-3階電容器保護(hù)、阻塞濾波器0-3階MOV保護(hù)、阻塞濾波器電容器不平衡、熔絲保護(hù)、失諧保護(hù)。保護(hù)裝置主要采用了美國(guó)GE 公司生產(chǎn)的UR系列保護(hù)裝置和PACRx3i可編程控制器構(gòu)成。

2）阻塞濾波器保護(hù)裝置的出口方式

阻塞濾波器出口方式共有2種，分別為合阻塞濾波器旁路開關(guān)和跳機(jī)。其中阻塞濾波器差動(dòng)、0階MOV一段時(shí)限過流保護(hù)、0-3階電抗器過流保護(hù)、0-3階電容器過流保護(hù)、0-3階MOV過流保護(hù)、電容器不平衡、熔絲保護(hù)、失諧保護(hù)出口方式為合對(duì)應(yīng)相的阻塞濾波器旁路開關(guān)。電纜差動(dòng)保護(hù)、阻塞濾波器兩相旁路、旁路開關(guān)失靈保護(hù)、0階MOV二段段時(shí)限過流保護(hù)出口方式為動(dòng)作于跳機(jī)。

3）阻塞濾波器旁路開關(guān)回路中存在的問題

當(dāng)阻塞濾波器某相發(fā)生電氣設(shè)備故障，需要將阻塞濾波器故障相退出運(yùn)行，就要求合上該故障相旁路開關(guān)。此時(shí)如果旁路開關(guān)的合閘回路或合閘線圈有問題，則旁路開關(guān)無法合閘，使阻塞濾波器一次設(shè)備無法退出帶故障運(yùn)行的狀態(tài)，將造成電氣設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，機(jī)組后備保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)、甚至可能危及系統(tǒng)的安全。所以需要對(duì)旁路開關(guān)的合閘回路進(jìn)行改造，以保證開關(guān)合閘的可靠性。

3.雙合閘線圈二次回路的設(shè)計(jì)與改造

托克托發(fā)電公司阻塞濾波器旁路開關(guān)合閘方式有四種：DCS遠(yuǎn)方操作合閘、就地端子箱及機(jī)構(gòu)箱就地合閘、阻塞濾波器保護(hù)A屏保護(hù)動(dòng)作合閘、阻塞濾波器保護(hù)B屏保護(hù)動(dòng)作合閘。

阻塞濾波器保護(hù)A屏、阻塞濾波器保護(hù)B屏都通過接口屏對(duì)旁路開關(guān)發(fā)出合閘命令，且合閘回路只有一套。旁路開關(guān)的合閘回路或合閘線圈有問題，則旁路開關(guān)無法合閘，無法將阻塞濾波器一次故障設(shè)備隔離，將造成電氣設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。

改造后新增一套合閘線圈，按照國(guó)標(biāo)《GBT14285-2006繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》第4.2.21條之規(guī)定：對(duì)于100MW及以上容量的發(fā)電機(jī)變壓器組裝設(shè)數(shù)字式保護(hù)時(shí)，除非電量保護(hù)外，應(yīng)雙重化配置。當(dāng)斷路器具有兩組跳閘線圈時(shí)，兩套保護(hù)宜分別動(dòng)作于斷路器的一組跳閘線圈。因此設(shè)計(jì)由阻塞濾波器保護(hù)B屏單獨(dú)啟動(dòng)新增的合閘線圈，本次改造需要增加一套獨(dú)立的直流電源，原阻塞濾波器保護(hù)A屏的出口回路不變。

通過這個(gè)改造后阻塞濾波器旁路開關(guān)有兩套完整的合閘線圈，防止了在電氣設(shè)備故障合旁路開關(guān)時(shí)，由于旁路開關(guān)單套合閘線圈故障拒合，而造成阻塞濾波器一次設(shè)備損壞或危及電網(wǎng)安全事故的發(fā)生，大大提高開關(guān)合閘回路的可靠性，提高了阻塞濾波器設(shè)備運(yùn)行的安全性。

4.旁路開關(guān)防跳回路的改造

阻塞濾波器工程中所使用的旁路開關(guān)，其就地控制箱內(nèi)所設(shè)計(jì)的防跳回路為跳優(yōu)先，即在合閘指令保持的情況下保護(hù)跳閘，則防跳回路啟動(dòng)，使開關(guān)保持在分閘狀態(tài)。而托克托發(fā)電公司阻塞濾波器的運(yùn)行方式為旁路開關(guān)斷開時(shí)，一次設(shè)備投入運(yùn)行，旁路開關(guān)合閘后，設(shè)備退出運(yùn)行；因此當(dāng)分閘指令回路存在問題，指令長(zhǎng)發(fā)時(shí)，若此時(shí)阻塞濾波器設(shè)備出現(xiàn)故障，保護(hù)動(dòng)作要求旁路開關(guān)合閘時(shí)，旁路開關(guān)會(huì)先合閘，再次分閘并保持在分閘狀態(tài)。使阻塞濾波器一次設(shè)備無法隔離，進(jìn)而擴(kuò)大事故范圍。

因此阻塞濾波器旁路開關(guān)的控制回路應(yīng)改為合閘優(yōu)先，即防跳回路應(yīng)為：分閘指令保持的情況下，保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)合閘回路，此時(shí)防跳回路啟動(dòng)，保證開關(guān)保持在合閘狀態(tài)并將分閘指令隔離。

按照合優(yōu)先的原則對(duì)阻塞濾波器旁路開關(guān)控制回路進(jìn)行改造，要求當(dāng)分合閘命令同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，開關(guān)必須保持在合閘狀態(tài)。該要求也同樣適用于新增的合閘回路中。由于新增的合閘回路接線未通過接口屏（防跳繼電器位于接口屏內(nèi)），直接接至旁路開關(guān)機(jī)構(gòu)箱，所以新增合閘回路在二次回路中沒有防跳措施，為防止由于新增合閘回路的原因?qū)е麻_關(guān)出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，因此需在旁路開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)采取防跳措施，即在其機(jī)構(gòu)箱內(nèi)加裝防跳繼電器，取消接口屏的防跳繼電器回路，當(dāng)分合閘指令同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，開關(guān)保持在合位。

5.阻塞濾波器旁路開關(guān)雙線圈改造工作展望

我廠阻塞濾波器旁路開關(guān)雙線圈改造雖然完善了單合閘線圈上的不足，但是由于本次改造的局限性，回路中還存在一些不足之處需要后續(xù)進(jìn)行完善，托克托發(fā)電公司阻塞濾波器旁路開關(guān)是六氟化硫斷路器，電機(jī)儲(chǔ)能方式是合后儲(chǔ)能，儲(chǔ)能電機(jī)電源與阻塞濾波器保護(hù)A屏合閘線圈直流電源共用一路，未單獨(dú)接引，如果一合閘線圈電源斷開后，單獨(dú)由新增合閘線圈存在的情況下，阻塞濾波器保護(hù)B屏保護(hù)動(dòng)作合旁路開關(guān)后，會(huì)有旁路開關(guān)未儲(chǔ)能報(bào)警發(fā)生，在日后工作中需增加獨(dú)立的儲(chǔ)能電源；另外阻塞濾波器旁路開關(guān)的六氟化硫壓力低節(jié)點(diǎn)沒有備用節(jié)點(diǎn)，當(dāng)六氟化硫壓力低時(shí)需要閉鎖旁路開關(guān)分、合閘回路，因此本次改造中是增加了擴(kuò)展繼電器進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)繼電器電源失去或者繼電器故障，將無法閉鎖旁路開關(guān)，增加了回路中的危險(xiǎn)點(diǎn)，以后工作中需聯(lián)系斷路器廠家增加六氟化硫壓力低節(jié)點(diǎn)進(jìn)行回路閉鎖。

6.阻塞濾波器雙合閘線圈改造后的意義

通過對(duì)旁路開關(guān)雙合閘線圈的改造，有效防止了在電氣設(shè)備故障合旁路開關(guān)時(shí)，由于旁路開關(guān)單套合閘線圈故障拒合造成阻塞濾波器一次設(shè)備損壞或危及電網(wǎng)安全的事故，大大提高開關(guān)合閘回路的可靠性，提高了阻塞濾波器設(shè)備運(yùn)行的安全性。目前我廠已完成八臺(tái)機(jī)組的阻塞濾波器旁路開關(guān)雙合閘線圈改造工作，并進(jìn)行了相關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)等檢驗(yàn)工作，二次回路及出口方式配置正確，動(dòng)作可靠.

由于阻塞濾波器運(yùn)行方式的特殊性，其保護(hù)動(dòng)作后要求對(duì)旁路開關(guān)進(jìn)行合閘以確保其設(shè)備不被損壞。因此其合閘回路的可靠性直接影響到一次設(shè)備的安全。通過對(duì)保護(hù)邏輯和二次回路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了全國(guó)首例阻塞濾波器旁路開關(guān)雙合閘線圈的配置，為今后類似問題開辟了一套解決的新思路和新方法。全國(guó)首例阻塞濾波器旁路開關(guān)雙合閘線圈的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，為雙合閘線圈的配置方式開了先河。