武南變所用電系統備自投回路的分析及改進

錢 波，何正興，俞澄一

（常州供電公司，江蘇常州213003）

位于江蘇省常州市的武南變電站是華東500 kV電網的重要樞紐站，又是龍政直流的主要饋入站，現有500 kV主變2臺，220 kV主變2臺，每天的過境負荷近300萬kW[1]。按規劃將于2010年擴建1臺500 kV主變，隨著主變容量的不斷增大，過境負荷的不斷增加，對400 V所用電系統的自動化要求也越來越高。2009年以來，已2次發生所用變高壓側跌落熔斷器C相熔絲熔斷而低壓側未能備自投的情況，導致所用電Ⅰ段母線短時失電，對變電站的安全穩定運行造成了很大的影響。

通過對備自投回路的檢查，發現該回路在原理上存在不完善之處，不能夠反映任意一相電源缺失的情況，影響了所用電系統的安全穩定運行，因此，有必要對該問題進行分析，并采取有效的措施進行改進和處理。

1 武南變400 V所用電系統介紹

武南變所用電系統由0號、1號、2號所用變，400 VⅠ段、Ⅱ段母線及所用配電屏組成。從圖1中可以看出：1號所用變從3號主變35 kV側受電，2號所用變從4號主變35 kV側受電，0號所變從所外35 kV坂廟線受電。

圖1 武南變所用電接線圖

1.1 備自投動作邏輯分析

武南變備自投回路的設計原理為：當1號（或2號）所用變失電，所用變內部無故障，400 V系統無短路，0號所用變低壓側有電時，自動跳開1號所用變411開關（或2號所用變422開關），如分段400開關在分閘位置，則合上0號所用變次級401開關（或 402 開關）[2]。

1.2 備自投動作回路分析

圖2為401開關合閘及備自投的直流控制回路。其中1HA為401開關的合閘按鈕，TWJ是400開關的跳位接點，XF是401開關的合閘線圈，1ZKK-A3和1ZKK-B2是411開關的輔助接點，AN是手動復歸按鈕。圖3為411開關分閘回路，MX是411開關的分閘線圈，1TA是411開關的分閘按鈕，BCJ是1號所用變瓦斯繼電器的動作接點，1ZJ為中間繼電器。

圖2 401開關合閘及備自投回路

圖3 411開關分閘回路

系統正常運行時，401開關的備自投回路僅僅是靠411開關上樁頭AB相之間電壓繼電器接點1DY1和BC相之間電壓繼電器接點1DY2斷開，當1號所用變失電，1DY1或1DY2閉合，導通備自投回路，1ZJ繼電器得電并自保持，將411開關分閘，411開關分閘成功后，401開關的合閘回路隨即導通合閘備投于400 VⅠ段母線。

2 所用變高壓側失電情況分析

武南變所用變壓器采用的是常州變壓器廠制造的配有7檔有載調壓裝置的變壓器，額定容量1 000 kV·A，聯接組別為D.yn1。根據變壓器的聯接組別，可以畫出其內部繞組的接線方式，如圖4所示。應當說明的是，該分析結果是在理想狀態下得到的數據，即所用變所帶負荷三相對稱。

圖4 所用變接線組別

35 kV系統認為是無窮大電源，R為所用變低壓側所帶負載折算到高壓側的值。系統正常運行時，所用變高壓側系統的等效圖和相量圖如圖5所示，當高壓側C相失電時，該系統的等效圖和相量圖如圖6所示。

圖5 正常運行時的等效圖和相量圖

圖6 C相失電時的等效圖和相量圖

由圖6可知：

再根據所用變的接線組別及變比，便可以推出低壓側的相電壓及線電壓，其中Ud=220 V。

即 Uab=330 V，Ubc=330 V，Uca=0 V。采用同樣的方法可以求得B相失電時，Uab=0 V，Ubc=330 V，Uca=330 V；A 相失電時，Uab==330 V，Ubc=0 V，Uca=330 V。

3 備自投回路存在的問題及改進措施

根據上文的分析及理論計算，原有的電壓監視回路僅能夠反映所用變高壓側A相斷線或B相斷線的故障，而無法判斷C相斷線的情況。進而就會產生下述異常情況：1號（2號）所用變高壓側C相失電，低壓側411（422）斷路器由于失壓脫扣跳開（脫扣按相整定，任一相電壓低于70%的額定電壓即動作），然而1DY1和1DY2采集到的電壓遠大于該繼電器整定的動作電壓（260 V）[3]，備自投不會動作，400 VⅠ段（Ⅱ段）母線失電。

為避免上述情況的發生，可以在411（422）開關原有電壓監視回路的基礎上，再增加一個電壓繼電器1DY3，裝在A相和C相之間，將其接點接入401（402）開關的備自投回路。改進后的電壓回路及備自投回路如圖7和圖8所示。

圖7 改進后的1號（2號）所用變電壓回路

圖8 改進后的401（402）開關備自投回路

4 結束語

由于武南變建成時間較早，所用變高壓側仍然是由3只單相的跌落熔斷器和35 kV母線相連，且該熔斷器設備使用年限已久，除了由于負荷較重熔絲熔斷外，大風時還會出現被風吹落的現象。因此，400 V系統備自投回路的完善相當重要。通過增加一個監視用電壓繼電器，可以很好的滿足所用變高壓側任一相失電均不影響400 V母線正常供電的要求，保障了變電站的穩定運行。

[1]鄧潔清，項 巍.500 kV主變一次通流試驗模型及方案的研究[J].繼電器，2008（7）：92-95.

[2]婁文超.500 kV武南變電站現場運行規程[Z].2007.

[3]蒙健明，曹繼豐，王電處，等.興仁換流站站用電系統備自投定值配合研究[J].電力建設，2008，29（8）：37-40.