智能切換技術在高壓啟備變應用的研究

李建強

(大唐三門峽電力有限責任公司,河南 三門峽 472143)

智能切換技術在高壓啟備變應用的研究

李建強

(大唐三門峽電力有限責任公司,河南 三門峽 472143)

大唐三門峽電力有限責任公司選用智能切換技術后可滿足啟備變冷備用狀態下的快速切換,即正常運行方式下,啟備變冷備用,在發電機故障時,跳開高廠變低壓側斷路器后,直接合啟備變高壓側斷路器,經一短延時后合低啟備變高壓側斷路器。同時延長變壓器壽命,每年節省維護費用。

智能切換技術;啟備變;探討;研究

1 國內電廠啟備變運行現狀

目前大型發電廠廠用電源均要求兩路電源供電,其中一路由發電機經高廠變對高壓廠用母線供電,另一路一般經過啟備變,由電網供電,正常運行方式下,高壓廠用母線由高廠變供電,為了在發電機高廠變故障時,快速投入備用電源,啟備變一般空載運行,處于熱備用狀態［1］。如圖1。

啟備變處于熱備用狀態可以簡化故障時高壓廠用母線電源切換過程,但是長期空載運行,空載損耗也將是一個不可忽略的能量損耗。目前下網電價遠遠高出上網電價,因此啟備變的空載損耗較大地提高了公司的生產成本。

根據型式試驗及電科院多年實測,一般空載損耗為變壓器額定容量的1%。按照空載損耗為變壓器額定容量的1%計算,啟備變容量為85MVA時,空載損耗為85kW。每年的空載損耗費用為：40萬元。有資料表明,變壓器實際空載損耗遠大于銘牌值,因此,容量為85MVA的啟備變一年的空載損耗費用將達到50萬元左右。

圖1 ―般電廠正常運行方式

2 國內常規啟備變冷備用運行技術

目前,市場上有快切裝置,滿足啟備變冷備用狀態下的快速切換,即正常運行方式下,啟備變冷備用,在發電機故障時,跳開高廠變低壓側斷路器后,直接合啟備變高壓側斷路器,經一短延時后合低啟備變高壓側斷路器,如圖2。

圖2 冷備用方式直接由快切裝置合高低壓側運行方式

但是這種冷備用狀態下的電源切換忽視了啟備變空載合閘勵磁涌流的影響：

2.1 目前變壓器差動保護勵磁涌流判據一般為二次諧波閉鎖,閉鎖值為10%～15%經驗值,目前還不能保證在變壓器空載合閘時由于勵磁涌流百分百不會造成誤動作［2］。

2.2 由于啟備變高低壓側變比較大,啟備變正常帶負荷運行時,電流很小,所以啟備變差動保護的動作值非常小(有的僅為幾十毫安),二次諧波閉鎖電流僅為幾毫安,啟備變空載合閘相較于主變壓器差動保護更容易誤動作,這種切換方式存在由于啟備變超差動動作而造成電源切換失敗的潛在危險。

2.3 高壓變壓器空載合閘時勵磁涌流衰減很慢,如果在還具有相當成分的勵磁涌流時,切換電源,對廠用電源造成影響。

3 啟備變新型切換技術簡介

通過選相分合閘裝置和快切裝置的配合,達到無擾動的電源切換。即正常運行方式下,啟備變冷備用,在發電機故障時,發電機保護發跳高廠變低壓側斷路器、啟動快切、啟動選相合閘命令,由選項分合閘裝置合啟備變高壓側斷路器,快切裝置和熱備用一樣只負責合備變低壓側開關。各開關控制方案如圖3,動作時序如圖4。

在此方案中引入了選相分合閘裝置,通過對合閘角度的控制,減小甚至完全消除了勵磁涌流的產生(見圖5,圖6),可保證啟備變差動保護不誤動,并且也取消了勵磁涌流的衰減時間,使得整個切換時間大大減少,為啟備變冷備用運行方式下電源切換提供了保障。

圖3 開關控制方案圖

圖4 開關動作時序

圖5 隨機合閘時的涌流實例

圖6 選相合閘時的涌流實例

4 結論

綜上所述,選用智能切換技術后,即可通過控制開關在電壓或電流最有利的相位(電角度)完成合閘或分閘,對電感性涌流和電容性涌流都能有效抑制,同時可滿足啟備變冷備用狀態下的快速切換,每年可為公司節省電費40余萬元,同時延長變壓器壽命,每年節省維護費用。

［1］董其國.電力變壓器故障與診斷［M］.北京:中國電力出版社,2005.

［2］朱莉.絕緣套管結構一變壓器［M］.北京:化學工業出版社,2009.

Study on the APPlication of Intelligent Switch Technology in High Pressure StartuP/Standby Transformer

Li Jianqiang
(Datang Sanmenxia Power Generation Co.,Ltd.Sanmenxia Henan 472143)

Datang Sanmenxia Power Generation Co.,Ltd.can realize quick switch under cold standby condition of startup/standby transformer after adopting intelligent switch technology,that is,under normal operation,startup/standby transformer is in cold standby condition,when the generator is in failure,and after it jumps high transformerlow voltage circuit breaker,directly collects high voltage circuit breaker of startup/standby transformer,and collects high voltage circuit breaker of low startup/standby transformer after a short delay.

intelligent switch technology;startup/standby transformer;discussion;study

TM407

A

1003一5168(2015)07一0022一2

2015一6一25

李建強(1983一),男,本科,工程師,研究方向:電廠電氣、繼電保護技術管理。