電壓互感器監(jiān)測(cè)裝置在東宋泵站的應(yīng)用

楊星龍

(山東省膠東調(diào)水工程壽光管理站,山東壽光 262700)

1 東宋泵站概況

(1)山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程位于山東省膠東半島北部,輸水線路自引黃濟(jì)青宋莊分水閘引水,至威海市的米山水庫(kù),總廠322km,總設(shè)計(jì)流量22.0-4.8m3/s。該工程是《南水北調(diào)東線規(guī)劃》膠東輸水干線704km輸水路線的東段工程,是膠東輸水干線的重要組成部分。山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程由引黃濟(jì)青輸水河輸水,利用現(xiàn)在的宋莊、王耨兩級(jí)泵站提水,設(shè)建宋莊分水閘分水;新建輸水明渠,經(jīng)灰埠、東宋、辛莊三級(jí)明渠泵站輸水;新建壓力管道、隧洞、暗渠,經(jīng)黃水河、溫石湯、高疃、星石泊四級(jí)泵站加壓提水至威海米山水庫(kù)。

(2)東宋泵站是山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程7級(jí)泵站中的第2級(jí)泵站,位于萊州市東宋鎮(zhèn)西南,泵站的設(shè)計(jì)流量19.7m3/s,校核流量25.6m3/s,總設(shè)計(jì)揚(yáng)程12.86m。泵站裝機(jī)6臺(tái)套,2臺(tái)調(diào)節(jié)機(jī)組,4臺(tái)主機(jī)組。調(diào)節(jié)機(jī)組為導(dǎo)葉式單基礎(chǔ)立式1000HDS-12水泵,單機(jī)流量2.75m3/s,其中配套異步電機(jī)型號(hào)YLBT630-12,功率560Kw,轉(zhuǎn)速495r/min,額定電壓10Kv;主機(jī)組為導(dǎo)葉式立式1400HD-14水泵,單機(jī)流量5.85m3/s,配套同步電機(jī)型號(hào)TL1100-16,功率1100kW,轉(zhuǎn)速375r/min,額定電壓10kV,電機(jī)采用半管道通風(fēng)冷卻型式。泵站總裝機(jī)容量5520 k W。

(3)泵站設(shè)35kV專用變電站,單回路進(jìn)線,引自220kV掖縣變電站,掖縣變電站以單回路35 k V鐵塔線路架設(shè)向本站供電,線路長(zhǎng)13.5km,導(dǎo)線型號(hào)LGJ-120。變電站設(shè)3臺(tái)干式變壓器,其中兩臺(tái)主變,容量為5000kVA,變比為35kV/10.5kV,另一臺(tái)主變,容量為500kVA,變比為35kV/10.5kV。35kV分為Ⅰ、Ⅱ段單母線,中間設(shè)分段斷路器。10kV分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段單母線,其中Ⅱ、Ⅲ段設(shè)分段斷路器。Ⅰ段母線接輸水線路負(fù)荷、生活區(qū)站用變。Ⅱ、Ⅲ段母線分別接電機(jī)和站變。站變?cè)O(shè)兩臺(tái),容量為400kVA,變比為10kV/0.4kV。生活區(qū)站變一臺(tái),容量為100kVA,變比為10kV/0.4。

2 電壓互感器測(cè)控裝置介紹

(1)電壓互感器監(jiān)測(cè)裝置是一種新型的電氣設(shè)備,主要是為了適應(yīng)電廠、變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)而設(shè)計(jì)開發(fā)的。裝置主要是利用多路電壓輸入,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中多段的電壓的手動(dòng)并列。同時(shí)微機(jī)型裝置更具備了檢測(cè)功能,可以測(cè)量多路電壓,并計(jì)算電壓值,同時(shí)實(shí)現(xiàn)低壓保護(hù)、過壓保護(hù)、P T斷線、母線接地情況報(bào)警等功能。本裝置利用隔離通信接口,可以將就地的實(shí)施數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)總線的途徑將信息發(fā)送至控制終端。

(2)電壓互感器監(jiān)測(cè)裝置是以過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、接地保護(hù)及T V并列為基本配置的微機(jī)電壓互感器監(jiān)測(cè)裝置,一般裝在高壓電壓互感器二次回路上,配以二次消諧波裝置。主要適用于6 k V及以上電壓等級(jí)的單母分段接線方式的電壓互感器監(jiān)測(cè)。

(3)當(dāng)母線或母線上所帶設(shè)備出現(xiàn)高壓、低壓或某項(xiàng)接地時(shí),它能準(zhǔn)確及時(shí)的發(fā)出報(bào)警,也可開出空節(jié)點(diǎn),控制相應(yīng)高壓回路斷路器跳閘。

(4)現(xiàn)在的微機(jī)電壓互感器裝置一般帶有通信功能,能方便的組態(tài)于自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中,便于從中控室后臺(tái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)母線上電壓故障,一般有兩種通信方式：RS-485通過通信設(shè)備或以太網(wǎng)口組態(tài)于網(wǎng)中。

(5)本保護(hù)裝置由以下插件構(gòu)成：電源插件、信號(hào)插件、C P U插件、交流插件以及人機(jī)對(duì)話插件。

1)電源插件。由電源模塊將外部提供的交、直流電源轉(zhuǎn)換為保護(hù)裝置工作所需電壓。本模塊輸出+5 V、±15 V和+2 4V。+5 V電壓用于裝置數(shù)字器件工作,±件作 V電壓用于A/D采樣,24 V電壓輸出裝置,用于裝置驅(qū)動(dòng)繼電器使用。

2)信號(hào)插件。信號(hào)插件部分主要包括切換繼電器(YQJ)、并列繼電器(ZJ1)、過電壓保護(hù)繼電器(ZJ2)、低電壓保護(hù)繼電器(ZJ3)、接地保護(hù)繼電器(ZJ5)、告警繼電器(GXJ)、保護(hù)信號(hào)繼電器(BXJ)。

3)C P U插件。C P U插件由微處理器C P U、R A M、R O M、Flash Memory等構(gòu)成。高性能的微處理器CPU為32位浮點(diǎn)處理器,主頻達(dá)40MHz;A/D數(shù)據(jù)輸入精度達(dá)16位。集成電路全部采用工業(yè)品或軍品,使得裝置有很高的穩(wěn)定性和可靠性。

4)交流插件。交流變換部分包括電流變換器TA和電壓變換器T V,用于將系統(tǒng)T A、T V的二次側(cè)電流、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為弱電信號(hào),供保護(hù)插件轉(zhuǎn)換,并起強(qiáng)弱電隔離作用。本插件的2個(gè)TA分別變換I1、I2二個(gè)電流量,10個(gè)TV分別變換二段母線電壓Ua1、Ub1、Uc1、Ul1、USA1及Ua2、Ub2、Uc2、Ul2、USA2。

5)人機(jī)對(duì)話插件。人機(jī)對(duì)話插件安裝于裝置面板上,液晶采用中文菜單方式顯示(操作),主要功能為：鍵盤操作、液晶顯示、信號(hào)燈指示及串行口調(diào)試。

3 泵站為什么要采用電壓互感器測(cè)控裝置

3.1 母線電壓監(jiān)測(cè)

3.2 TV并列

4 泵站采用電壓互感器測(cè)控裝置實(shí)際效果

5 結(jié)語(yǔ)

一般泵站采用單母線分段主回路形式,每段母線上都有電壓互感器柜。電壓互感器保護(hù)裝置可以同時(shí)監(jiān)測(cè)兩路或三路電壓信號(hào),當(dāng)過電壓、低電壓、接地時(shí)能發(fā)出報(bào)警,并準(zhǔn)確提示故障回路,也能輸出節(jié)點(diǎn)控制相應(yīng)斷路器的跳閘。

10kv兩段母線采用一個(gè)變壓器運(yùn)行時(shí),可以只投入一個(gè)電壓互感器柜,另一個(gè)母線二次電壓通過電壓互感器測(cè)控裝置手動(dòng)或自動(dòng)并列,即所謂的T V并列,將電壓信號(hào)給另一個(gè)母線二次回路使用。這樣可以省出一套10kV高壓電壓互感器不投入運(yùn)行,作為備用。當(dāng)兩段母線的電壓互感器都投入運(yùn)行時(shí),通過電壓互感器監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)解列,這樣兩段母線的二次電壓信號(hào)獨(dú)立運(yùn)行。

(1)2013年6月23日晚上22點(diǎn)15分,東宋泵站10kv一段母線的電壓互感器監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出接地報(bào)警,并跳開往沿途閘站上的10kV線路斷路器。后經(jīng)巡線后發(fā)現(xiàn),是下游22線桿被車撞斷,架空線接地所致,幸虧斷路器跳閘,避免了一次嚴(yán)重事故。

(2)在實(shí)際的應(yīng)用過程中,為了保證其使用符合實(shí)際的變電需求,確保操作過程中檢修P T所在的母線不會(huì)出現(xiàn)二次電壓失壓的情況,防止相應(yīng)的保護(hù)裝置和電網(wǎng)的安全自動(dòng)裝置不正確的動(dòng)作,如線路距離保護(hù)裝置、自投裝置等,以及線路上的計(jì)量裝置不會(huì)出現(xiàn)失壓。實(shí)踐中將裝置上首尾兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行短接,并列的過程就會(huì)出現(xiàn)不受P T閘刀的控制,此時(shí)裝置只受母聯(lián)刀閘的輔助接點(diǎn)控制,如果變電站是母聯(lián)刀閘分段,采用母聯(lián)刀閘雙輔助接點(diǎn)控制并列回路就會(huì)從自動(dòng)分路中獨(dú)立開來(lái),此時(shí)裝置的自動(dòng)功能將消失,形成一個(gè)手動(dòng)狀態(tài)的并列裝置。

東宋泵站采用電壓互感器監(jiān)測(cè)裝置后,大大提高了上下游線路的安全性能,T V自動(dòng)并列功能也用在兩臺(tái)主變10 k v母線上,大大提高了機(jī)組運(yùn)行方式的靈活性和可靠性,為膠東調(diào)水工程的可靠運(yùn)行提供了保障。

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