復雜雙中間變電站的全站失壓解決方案

李鳳剛, 索利娟

(成都電業局,四川成都 610021)

0 引 言

社會的發展和科技的進步對電力系統供電的可靠性要求越來越高,而在電力系統中運行的變電站,終端變電站因主供線路故障跳閘導致的全站失壓通常可以通過自動重合閘或通過線路備自投裝置投入備用線路來迅速恢復終端變電站的供電,但是對于終端變電站的各電壓等級的母線聯接了不同裝機容量的上網電站線路,同時該終端變電站又串接了另一個終端變電站成為一座中間變電站并由兩個不同的 220kV系統供電的情況下,則無法通過自動重合閘或通過線路備自投裝置投入備用線路來恢復該變電站的供電。

1 110kV自動重合閘和普通備自投工作原理[1][2]

1.1 自動重合閘

110kV變電站一般采用三相一次重合閘方式,其作用主要是提高線路供電可靠性、提高系統允許穩定性及糾正斷路器機構不良引起的誤跳閘,其啟動方式一般有保護啟動和斷路器位置不對應啟動。

1.2 110kV進線備自投工作原理[1][2]

系統運行方式:1)#1進線帶兩段母線,1DL、3DL在合位,2DL在分位,稱方式 1;2)#2進線帶兩段母線,2DL、3DL在合位,1DL在分位,稱方式 2。

備自投方式 1:#1進線運行,#2進線備用。

圖 1 系統主接線

動作過程:I母、II母均無壓,Ux2有壓,I1無流,延時 tb1跳開 1DL,確認 1DL跳開后,合 2DL。

備自投方式 2與之對稱。

2 中間變電站線路自動重合閘和備自投方式不能工作的原因分析

備自投工作原理中,如果 110kV變電站高壓側或中低壓側接有上網電源,當失去主供電源后,上網電源可能維持孤網繼續運行,使 110kV母線電壓具有較高的殘壓、,備自投的檢母線無壓條件無法滿足,圖 1中的 2DL將不動作;或者孤網經過較長時間失穩,而此時備自投裝置已放電;亦或者孤網運行處于極不穩定狀態,電壓波動太大甚至備自投誤動,發生非同期并列,同樣道理,重合閘啟動條件也不能滿足,無法工作。

3 解決方案

既然導致備自投不能工作的原因是上網電源使得備自投和線路重合閘的檢無壓條件不能滿足,那么在二者投入工作之前通過有效方法將上網電源切除,實現上網電源解列,則能保證重合閘和備自投的順利運行,也大大地提高電網的可靠性,復合備自投也就在此基礎上應運而生,即根據中間變電站電源及上網電源情況和各種運行方式,探討出不同的方案。

圖 2中徐家渡和臨邛系兩座分別為新津、羊安、金馬三座 110kV變電站供電的 220kV樞紐變電站,城東電站為 110kV上網線路,這樣的電網結構形成以后,在極端天氣情況下均會出現因為聯接三座 110kV變電站的 110kV徐新線、臨金線、新馬線任一輸電線路故障導致不同運行方式情況下的新津、羊安、金馬三座 110kV變電站至少一座變電站的全站失壓,怎樣解決這個問題來保證供電可靠性呢?

圖 2 區域電力系統電網主接線圖

下面以金馬、新津兩個變電站為例,對各種不同運行方式下的復合備自投解決方案進行探討和分析

3.1 運行方式 1

如圖 2所示,徐家渡帶 110kV新津站運行,臨邛帶 110kV金馬站及城東電廠運行;110kV新馬線在金馬側合上,在新津側斷開,作為 110 kV新津站的備用電源。此時,運行方式為:新津站投入普通備自投(自投方式 1,2)及支持遠方備自投功能(自投方式 5),金馬站投入等待遠方備自投功能(自投方式 6)。當新津站 182開關跳閘,新津站全站失壓,金馬站備自投動作及臨金線 131開關保護動作聯切東馬線 134開關,即切除地方電源,且新馬線線路失壓,金馬站備自投合新馬線133開關,恢復對新馬線供電,新津站恢復供電。

3.2 運行方式 2

圖 3 運行方式 2

如圖 3所示,徐家渡帶 110kV新津站運行,臨邛帶 110kV金馬站及城東電廠運行;110kV新馬線在新津側合上,在金馬側斷開,作為 110 kV金馬站的備用電源。此時,金馬站投入普通備自投(自投方式 1,2)及支持遠方備自投功能(自投方式 5),新津站投入等待遠方備自投功能(自投方式 6),當 131開關跳閘,金馬站全站失壓,備自投聯切 134開關,由于備自投收不到 131開關跳位,判為跳閘失敗,延時跳開 130開關。由于新馬線線路失壓,新津站備自投合新馬線 181開關,恢復對新馬線供電,金馬站恢復 110kVII母供電。

3.3 運行方式 3

如圖 4所示:臨金線金馬站備用,徐新線帶新津、金馬兩站,新馬線新津站側投入檢線路無壓重合閘,金馬側退出重合閘:金馬站實現本站備自投功能(投入自投方式 1,2),新津站失去備用電源。此時,當新津站因 181開關跳閘全站失壓時,新津站重合閘功能實現,重合 181開關,恢復全站供電,金馬站本站備自投工作,均可保障供電可靠性。

圖 4 運行方式 3

3.4 運行方式 4

如圖 5所示:徐新線新津站備用,臨金線帶新津、金馬兩站,新馬線新津站側壓重合閘不投入,金馬側投入檢線路無壓重合閘:此方式下,新津站實現本站備自投功能(投入自投方式 1,2),金馬站失去備用電源。動作方式則與運行方式 3相對應。

圖 5 運行方式 4

3.5 運行時需注意的問題

(1)當金馬、新津投入備自投(本地或遠方)時,均將相應開關(主供、備用進線開關)的重合閘退出運行。

(2)新馬線線路 PT斷線時,人為退出遠方備自投功能。

(3)新馬線線路檢修時,人為退出遠方備自投功能。

(4)人為拉合新馬線線路兩側開關前,退出遠方備自投功能。

(5)復合備自投裝置自動檢測異常時,人為退出遠方備自投功能。

(6)“臨金線金馬站備用,徐新線帶新津、金馬兩站”、“徐新線新津站備用,臨金線線帶新津、金馬兩站”兩種方式下,人為退出遠方備自投功能。

(7)金馬、新津兩座變電站的其他 35kV和10kV電壓等級的上網電源須投入本站的上網電源開關的微機保護裝置的低頻低壓解列功能。

4 應用效果

2008年 11月開始,在金馬站和新津站同時投入了復合備自投系統,并做了全面的保護傳動試驗,試驗內容如下(以金馬站為例):

此時兩站的運行方式為:新津站 181備用,金馬站供新馬線,此時金馬站全站負荷由 2號主變供電,備自投投入方式為新津站方式五和金馬站方式六:

(1)新津站確認 182開關在合位,181開關在分位,金馬站確認 131、133、130開關在合位。

(2)金馬站解開備自投 131開關跳位輸入接線。

(3)金馬站在 110kV備自投屏端子排上,直接用短接線短接 131的跳閘出口 1、33,131開關跳閘后,金馬站全站失壓,備自投聯切 134開關,由于備自投收不到 131開關跳位,判為跳閘失敗,延時跳開 130開關。由于新馬線線路失壓,新津站備自投合新馬線 181開關,恢復對新馬線供電,金馬站恢復了 110kVII母供電,試驗結果與理論一致。

5 結 語

像金馬站、新津站相同性質的復雜雙中間變電站相互之間采用復合備自投的保護方式,在相應運行方式下當變電站失去主供電源,不是象以前一樣,由調度逐一下令拉開所有上網電廠后,才能合上備用電源繼續供電,操作步驟多,變電站停電時間較長,嚴重影響供電可靠性,而是系統自行投入備用電源,極大的提高了系統的穩定性和可靠性,為人民生活和生產提供了可靠的電力保障。

[1] 馮匡一等.繼電保護和安全自動裝置技術規程.北京:中國國家標準化管理委員會,2006;

[2] 李天華等.3kV～110kV電網繼電保護裝置運行整定規程[DL/T].北京:中華人民共和國國家發展和改革委員會,2007.