(马鞍山供电公司安徽马鞍山243000)
摘要:为满足负荷增长及电网规划建设的需要,采用扩大内桥接线具有3台主变的110kV变电站逐渐增多,扩大内桥完整接线一般为2至3条进线带3台主变运行,但在变电站投运初期,不会带有很大负荷,使用2台主变压器就足以满足运行需求,所以,变电站前期一般采用扩大内桥不完整接线方式,即2条线路2台主变的方式,该文通过对110kV扩大内桥完整接线方式下备自投装置动作逻辑的分析,针对扩大内桥不完整接线方式下备自投装置动作存在的问题,给出在不同运行方式及异常情况下备自投的解决方案。
关键词:110kV变电站扩大内桥不完整接线备自投应用分析
1前言
对于110kV变电站,一般为2条电源进线,2台主变压器,为了节省投资及考虑设备运行的可靠性,大多采用内桥接线方式。考虑部分地区负荷的飞速增长及远景规划,同时为了节约线路走廊和土地资源,将110kV接线方式设计成扩大内桥接线,采用3线3变方式或2线3变的方式,以增加变电站容量,满足负荷增长的需要。但在变电站投运初期,不会带有很大负荷,使用2台主变压器就足以满足运行需求,所以,变电站前期一般采用扩大内桥不完整接线方式,即2条线路2台主变的方式,预留相应间隔刀闸,便于扩建。如图1所示。3~5年后,当2台变压器满足不了负荷逐渐增长的需求时,考虑投运第3台变压器或第3条线路,完成扩大内桥的全接线方式。
考虑短路电流及电磁环网的影响,地区110kV及以下变电站大多采用开环运行。为了提高供电可靠性,对已具备两回及以上的多回供电线路,安装备自投装置来提高供电可靠性。该文通过对110kV扩大内桥接线方式下备自投装置动作逻辑的分析,针对上述扩大内桥不完整接线方式下备自投装置动作存在的问题,给出在不同运行方式及异常情况下备自投的解决方案。
2扩大内桥接线备自投逻辑[1]
如图1。根据前述原因,一般要求2个及以上电源不能长时间并列运行,因此,1DL、2DL、3DL、4DL、5DL五个开关不能同时运行,至少2个开关处于备用状态。
备自投装置引入三段母线电压(Ua1、Ub1、Uc1、Ua2、Ub2、Uc2、Ua3、Ub3、Uc3),用于有压、无压判别。引入三段进线电压(Ux1、Ux2、Ux3)作为自投准备及动作的辅助判据,可经控制字选择是否使用。
2.1进线一自投
进线一备用,进线二和分段一运行或进线三、分段一和分段二运行,即1DL在分位,2DL、4DL在合位或3DL、4DL、5DL在合位;当进线电源故障等原因引起工作母线失压后,进线一备用电源自动投入。
简要动作过程:
当备自投充电完成后,工作母线均无压,Ux1有压(“检进线电压投”功能控制字投入),进线电源无流,在无外部闭锁条件下,延时“跳闸延时”Tt跳开工作进线开关,确认进线开关跳开后经“合进线一延时”Th1合1DL。
2.2进线二自投
进线二备用,进线一和分段一运行或进线三和分段二运行,即2DL在分位,1DL、4DL在合位或3DL、5DL在合位;当进线电源故障等原因引起工作母线失压后,进线二备用电源自动投入。
简要动作过程:
当充电完成后,工作母线均无压,Ux2有压(“检进线电压投”功能控制字投入),进线电源无流,在无外部闭锁条件下,延时“跳闸延时”Tt跳开工作进线开关,确认进线开关跳开后经“合进线二延时”Th2合2DL。
2.3进线三自投
10:032016-10-10进线三备用,进线二和分段二运行或进线一、分段一和分段二运行,即3DL在分位,2DL、5DL在合位或1DL、4DL、5DL在合位;当进线电源故障等原因引起工作母线失压后,进线三备用电源自动投入。
简要动作过程:
当充电完成后,工作母线均无压,Ux3有压(“检进线电压投”功能控制字投入),进线电源无流,在无外部闭锁条件下,延时“跳闸延时”Tt跳开工作进线开关,确认进线开关跳开后经“合进线三延时”Th3合3DL。
2.4分段一自投
分段一备用,进线一运行,进线二运行或进线三和分段二运行,即4DL在分位,1DL在合位,2DL在合位或3DL、5DL在合位;当一侧进线电源故障等原因引起工作母线失压后,将分段一开关自动投入。
简要动作过程:
当充电完成后,分段一一侧的工作母线均无压且对应进线电源无流,另一侧工作母线有压,在无外部闭锁条件下,则延时“跳闸延时”Tt跳开对应工作进线开关,确认该进线开关跳开后经“合分段一延时”Th4合4DL。
2.5分段二自投
分段二备用,进线三运行,进线二运行或进线一和分段一运行,即5DL在分位,3DL在合位,2DL在合位或1DL、4DL在合位;当一侧进线电源故障等原因引起工作母线失压后,将分段二开关自动投入。
简要动作过程:
当充电完成后,分段二一侧的工作母线均无压且对应进线电源无流,另一侧工作母线有压,在无外部闭锁条件下,则延时“跳闸延时”Tt跳开对应工作进线开关,确认该进线开关跳开后经“合分段二延时”Th5合5DL。
3扩大内桥不完整接线备自投逻辑及存在问题和解决方案
3.1扩大内桥不完整接线备自投存在问题分析
由于地区110kV变电站大多开环运行,对于110kV变电站的110kV电源进线均不配置保护装置,110kV母线不配置母差保护,对于内桥或扩大内桥接线,通过主变差动保护快速切除母线故障,同时闭锁110kV备自投装置,避免备用电源备投于故障母线,造成事故范围扩大。
下面针对扩大内桥不完整接线的上述四种备投方式,逐一分析图1所示k1~k5等五种不同故障点时的备自投逻辑关系,找出其存在的问题。
3.1.1进线一自投
该方式下1DL在分位,3DL、4DL、5DL在合位:
(1)当k1点发生故障,进线一对侧跳开,仅仅是备用电源失电,备自投装置放电,不影响正常运行。
(2)当k2点发生故障,进线三对侧跳开,工作电源进线三失电,此时,备自投装置正确动作,跳开3DL,合上1DL。
(3)当k3点发生故障,#1主变保护动作,跳开4DL,同时将备自投装置闭锁。
(4)当k4点发生故障,#2主变保护动作,跳开4DL,5DL,可根据现场实际考虑是否闭锁备自投装置(此方式下备自投装置不会动作,因为备自投动作条件之一是工作母线均无压,而此时Ⅲ母线仍有电压)。
3.1.2进线三自投
该方式下3DL在分位,1DL、4DL、5DL在合位:
(1)当k1点发生故障,进线一对侧跳开,工作电源进线一失电,此时,备自投装置正确动作,跳开1DL,合上3DL。
(2)当k2点发生故障,进线三对侧跳开,仅仅是备用电源失电,备自投装置放电,不影响正常运行。
(3)当k3点发生故障,#1主变保护动作,跳开1DL、4DL,备自投装置动作,再跳1DL,合3DL。(此时主变保护不可闭锁备自投装置,否则#2主变失电,但备自投动作前必须判断4DL确实跳开)。
(4)当k4点发生故障,#2主变保护动作,跳开4DL,5DL,同时主变保护动作闭锁备自投装置(此方式下备自投装置不会动作,因为备自投动作条件之一是工作母线均无压,而此时Ⅰ母线仍有电压,但为了可靠起见,要求主变保护动作闭锁,以免备自投装置误动跳开1DL造成#1主变失电)。
3.1.3分段一自投
该方式下4DL在分位,1DL、3DL、5DL在合位:
(1)当k1点发生故障,进线一对侧跳开,Ⅰ母线失电,此时,备自投装置正确动作,跳开1DL,合上4DL。
(2)当k2点发生故障,进线三对侧跳开,Ⅱ、Ⅲ母线失电,此时,备自投装置正确动作,跳开3DL,合上4DL。
(3)当k3点发生故障,#1主变保护动作,跳开1DL,同时主变保护闭锁备自投装置。
(4)当k4点发生故障,#2主变保护动作,跳开5DL,Ⅱ母线失电,由于两侧Ⅰ、Ⅲ母线均有压,备自投装置不动作(为可靠起见要求主变保护也同时闭锁备自投装置)。
3.2扩大内桥不完整接线备自投问题解决方案
综合以上分析可见,扩大内桥不完整接线备自投装置的最根本问题在于k5点发生故障后,由于没有保护装置闭锁,从而使备自投装置误动作,将备用电源备投于故障设备,造成事故范围扩大。针对此种现象,提出以下两种解决方案。
4结论
通过对扩大内桥接线方式下备自投动作逻辑的分析,找出扩大内桥不完整接线备自投装置动作存在的问题,提出了相关解决方案,对备自投的分析研究及电网安全、稳定、可靠、经济运行具有重要的现实意义。
参考文献
[1]WBT-821B/G2备用电源自动投入装置技术说明书(Version1.00),许继电气股份有限公司.
作者简介
王飞(1976-),男,大学本科,电力工程师,高级技师,先后从事变电运行、调度运行、继电保护整定、电网潮流、稳定分析、电力规划评审工作。