500kV某變電站500kV主變中性點(diǎn)閘刀處理方案研究

儲(chǔ)旺準(zhǔn) 林軍浩

【摘 要】我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展對(duì)電能的需求量也急劇攀升，為滿足工業(yè)與生活用電，大量的變電站投入生產(chǎn)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。為限制系統(tǒng)短路電流，越來越多的500kV主變中性點(diǎn)增加接地小電抗，而主變中性點(diǎn)閘刀由于運(yùn)行工況要求，其閘刀一次設(shè)備與二次閉鎖邏輯均與常規(guī)閘刀不同。本文介紹了在500kV某變電站對(duì)主變中性點(diǎn)閘刀的設(shè)備處理方法，使之符合現(xiàn)場設(shè)備需要，著重介紹設(shè)備要求與處理方法。

【關(guān)鍵詞】主變中性點(diǎn) 隔離開關(guān) 中性點(diǎn)小電抗

1 概述

隨著浙江電網(wǎng)500kV主網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷加強(qiáng)，電網(wǎng)聯(lián)系越來越緊密，致使系統(tǒng)阻抗、系統(tǒng)短路電流逐年增大。500kV變電站短路電流的急劇增加后，造成變電站已裝設(shè)設(shè)備遮斷容量不能適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展需要，因此尋求適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)、可靠、切實(shí)可行的限制系統(tǒng)短路電流的綜合對(duì)策是主網(wǎng)不斷加強(qiáng)后擺在電網(wǎng)企業(yè)面前的重要難題。

在電網(wǎng)實(shí)際建設(shè)和運(yùn)行中，主要采用以下方法來限制系統(tǒng)短路電流：（1）220kV網(wǎng)絡(luò)解環(huán)運(yùn)行；（2）主變中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地；（3）采用高阻抗變壓器。

2 現(xiàn)場閘刀參數(shù)

為限制電網(wǎng)的系統(tǒng)短路電流，某變電站擴(kuò)建工程本期在#1、#4主變中性點(diǎn)各增加一組小電抗器，采用北京電力設(shè)備總廠的ZJKK-300-12型干式空心電抗器，中性點(diǎn)隔離開關(guān)采用杭州永德的GW37-72.5W型單極單接地隔離開關(guān)。

GW37-72.5W型單極單接地隔離開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

額定電壓為40.5/126kV，額定絕緣水平（按海拔2000米考核）為1）1min工頻耐受電壓（有效值）：斷口118/265kV，對(duì)地95/230kV；2）額定雷沖擊耐受電壓（峰值）：斷口185/630kV，對(duì)地215/550kV。包括單極型閘刀（以下簡稱主刀）和單接地刀（以下簡稱地刀）各一組。

主刀合閘時(shí)斷開接地刀，中性點(diǎn)引下鋁排通過主刀接至小電抗器并通過小電抗出線端子鍍鋅扁鐵接地，主變處于經(jīng)小電抗接地狀態(tài)；當(dāng)主刀分閘時(shí)合上地刀，中性點(diǎn)鋁排通過地刀接至閘刀底座并通過設(shè)備桿接地，主變處于直接接地狀態(tài)。

3 運(yùn)行規(guī)程有關(guān)要求

根據(jù)運(yùn)行操作規(guī)程，主變中性點(diǎn)接地開關(guān)的切換原則是保證電網(wǎng)不失去接地點(diǎn)，采用的是先合后拉的操作方法：（1）合上備用接地點(diǎn)的隔離開關(guān)；（2）拉開工作接地點(diǎn)的隔離開關(guān)；（3）將零序保護(hù)切換到中性點(diǎn)接地的變壓器上去。與此相類似，500kV主變在進(jìn)行經(jīng)小電抗接地和直接接地兩種狀態(tài)切換時(shí)需確保主變在切換過程中不產(chǎn)生接地點(diǎn)懸空的狀態(tài)，以保證電網(wǎng)不失去接地點(diǎn)接地。

根據(jù)運(yùn)行規(guī)程要求，隔離開關(guān)的操作過程在設(shè)計(jì)和制造中，要確保后續(xù)操作過程中不能出現(xiàn)主地刀同時(shí)分閘的狀態(tài)，防止出現(xiàn)主變中性點(diǎn)懸空的狀態(tài)。

4 現(xiàn)場閘刀存在問題

現(xiàn)場GW37-72.5W型單極單接地隔離開關(guān)的操作過程按常規(guī)隔離開關(guān)操作的進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，即：主刀分閘時(shí)地刀才能操作，地刀分閘時(shí)主刀才能操作，主地刀之間存在機(jī)械閉鎖，主要目的是防止帶負(fù)荷分合閘刀。故閘刀的地刀靜觸頭座直接固定在主刀座上，當(dāng)主刀分合開時(shí)，地刀靜觸頭隨主刀拐臂的轉(zhuǎn)動(dòng)而變換位置。無法滿足主變經(jīng)小電抗接地或者直接接地兩種運(yùn)行工況的要求。

現(xiàn)場有幾個(gè)問題需確認(rèn)：（1）靜觸頭的位置隨主刀動(dòng)作而變化；（2）一次的閉鎖裝置；（3）后臺(tái)相應(yīng)二次電氣閉鎖邏輯。

5 閘刀問題處理方案討論

為確保閘刀能滿足設(shè)備運(yùn)行要求，需對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行改造。主要問題是：如何解除滿足“合邏輯”要求的地刀和主刀之間之間的閉鎖。杭北變項(xiàng)目部技術(shù)人員和華東電力設(shè)計(jì)院現(xiàn)場工代、杭州永德電氣廠家服務(wù)人員、杭北變現(xiàn)場運(yùn)行人員在現(xiàn)場對(duì)設(shè)備問題進(jìn)行了初步的討論，形成了以下方案。

方案一：拆除主地刀之間的機(jī)械閉鎖。將主刀和地刀單獨(dú)分開，將底座槽鋼加長，對(duì)主刀進(jìn)行重新定位和安裝，地刀安裝在單獨(dú)的支柱絕緣子上，如果主刀合上則經(jīng)小電抗接地，如果地刀合上則直接接地，兩者之間無聯(lián)系，相當(dāng)于單獨(dú)的一組地刀和一組閘刀。

方案二：拆除主地刀之間的機(jī)械閉鎖。因閘刀接線板位置被硬母線固定，將地刀靜觸頭拆下，用鐵排將其固定在閘刀接線板位置，主刀在分合閘過程中對(duì)地刀的分合無影響。

方案比較：方案一需增加底座槽鋼，設(shè)備結(jié)構(gòu)改動(dòng)較大，需增加支柱瓷瓶1只，而且廠家進(jìn)行改動(dòng)需要較長的時(shí)間。無法滿足現(xiàn)場設(shè)備送電需要。方案二僅需拆除機(jī)械閉鎖和地刀靜觸頭，然后根據(jù)設(shè)備具體尺寸現(xiàn)場加工兩塊扁鋼即可。

根據(jù)現(xiàn)場施工情況一致選擇方案二進(jìn)行施工。

6 其他問題

施工過程中還需注意以下問題：（1）確保和小電抗器、管母支架、放電間隙等的設(shè)備的安全距離；（2）注意主刀才分合閘過程中的位置和放電間隙的位置，防止靜觸頭影響主刀的分合閘；（3）注意做好防腐措施，確保地刀靜觸頭的接觸良好。

7 結(jié)語

按照電網(wǎng)建設(shè)的基本趨勢，越來越多的500kV主變壓器中性點(diǎn)需增加小電抗器來限制系統(tǒng)短路電流，而中性點(diǎn)接地閘刀較常規(guī)閘刀有諸多不同，相關(guān)類型也較多，如何確保閘刀能滿足各種工作狀況要求和閉鎖邏輯要求，從設(shè)備的實(shí)際情況出發(fā)，進(jìn)行就地的改動(dòng)是有必要的。

參考文獻(xiàn)：

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