雙電源30度相位差的電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化及防誤閉鎖技術(shù)的研究及應(yīng)用

胡海琴++羅志豐++黃守華++汪柏勝

摘 要：對(duì)兩路進(jìn)線電源相位差30度的電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化及防誤閉鎖技術(shù)的研究及應(yīng)用，通過(guò)在變電站內(nèi)設(shè)置進(jìn)線開(kāi)關(guān)斷路器位置接點(diǎn)閉鎖、SCADA系統(tǒng)操作時(shí)判電壓條件開(kāi)放兩種技術(shù)手段，修編變電站運(yùn)行規(guī)程、調(diào)控操作管理規(guī)定以及事故處理預(yù)案等管理手段，實(shí)現(xiàn)35kV變電站兩路電源不同相、不能合環(huán)運(yùn)行情況下的快速、安全切換，最大限度地縮短電源倒換、故障恢復(fù)時(shí)間，確保供電的連續(xù)性、可靠性。

關(guān)鍵詞：30度相位差；電源切換；選用策略；操作閉鎖

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）19-0136-02

目前，國(guó)網(wǎng)黃山供電公司管轄電網(wǎng)中有9座35kV變電站的兩路進(jìn)線分別從110kV變電站的35kV母線、220kV變電站的35kV母線引出，兩路35kV系統(tǒng)因上級(jí)變電站接線組別不同存在30度相位差。由于交流電不僅有大小之分，且有相位之別，若相位或相序不同的電源并列或合環(huán)，將產(chǎn)生很大的沖擊電流，會(huì)造成發(fā)電機(jī)或電氣設(shè)備的損壞。為防止兩系統(tǒng)間誤合環(huán)造成短路，按省公司調(diào)度規(guī)程要求不允許一回路運(yùn)行時(shí)另一回路熱備用。當(dāng)運(yùn)行線路故障或失壓時(shí)，變電站單母線運(yùn)行的兩回線路會(huì)同時(shí)斷電，同時(shí)由于需要隔離開(kāi)關(guān)或手車的操作，不能通過(guò)遠(yuǎn)方操作開(kāi)關(guān)恢復(fù)供電，增加了電源倒換時(shí)間，影響電網(wǎng)供電的連續(xù)性和可靠性。

1 不同相雙電源切換策略分析

要想實(shí)現(xiàn)雙電源安全、快速切換，必須分析切換中的物理量變化過(guò)程和實(shí)現(xiàn)原理。兩路電源間切換時(shí)，切換時(shí)間不能太長(zhǎng)，不能長(zhǎng)時(shí)間中斷供電。目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有解決雙電源30度相位差不能合環(huán)倒換電源的成熟方法，理論上可以通過(guò)移相技術(shù)在220kV變電站35kV側(cè)加裝轉(zhuǎn)角變壓器來(lái)調(diào)整相位，實(shí)現(xiàn)同110kV變電站35kV側(cè)同相位。但220kV變壓器容量普遍較大，就需要很大容量的轉(zhuǎn)角變，造價(jià)及占地面積都很高。此問(wèn)題根本解決方法，需要由電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃來(lái)解決，通過(guò)220kV和110kV變電站合理布點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)供電，但此方法需要時(shí)間較長(zhǎng)。

為保證供電可靠性，35kV兩路電源相位差30度倒換時(shí)，需實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控快速切換，且在技術(shù)管理上做到避免現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員和調(diào)控人員誤合環(huán)，同時(shí)在故障時(shí)各種方式下可靠開(kāi)放閉鎖條件。確保當(dāng)常用電源出現(xiàn)失壓、欠壓、過(guò)壓、缺相等故障時(shí)，能將負(fù)載迅速地從常用電源自動(dòng)切換到備用電源，快速切換是最理想的一種合閘方式。

快速切換，采用“先分后合”原理，當(dāng)母線電源中斷后，會(huì)立刻同時(shí)發(fā)出斷路器的分、合閘指令，跳開(kāi)工作電源，同時(shí)合上備用電源，能迅速恢復(fù)供電，縮短電源倒換時(shí)間，確保供電的連續(xù)性、可靠性。

2 電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化策略研究

電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化旨在提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平、供電質(zhì)量、供電穩(wěn)定性及服務(wù)質(zhì)量。在確保安全、穩(wěn)定和供電質(zhì)量的前提下，從設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)度管理等多方面著手，綜合考慮調(diào)度人員、運(yùn)行人員的操作難度、操作復(fù)雜性及操作風(fēng)險(xiǎn)，采取合理的調(diào)配運(yùn)行方式，進(jìn)一步挖掘電網(wǎng)運(yùn)行的潛力，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行方式，盡可能地保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

為提高供電運(yùn)行的可靠性、安全性和最大限度地縮短停電時(shí)間，國(guó)網(wǎng)黃山供電公司通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)變電站存在30度相差兩條線路中備用線路運(yùn)行方式可以由一側(cè)開(kāi)關(guān)運(yùn)行、一側(cè)開(kāi)關(guān)熱備用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電源倒換的遠(yuǎn)方操作。同時(shí)，在變電站內(nèi)設(shè)置進(jìn)線開(kāi)關(guān)斷路器位置接點(diǎn)閉鎖、SCADA系統(tǒng)操作時(shí)判電壓條件開(kāi)放兩種技術(shù)手段，結(jié)合修編變電站運(yùn)行規(guī)程、調(diào)控操作管理規(guī)定以及事故處理預(yù)案等管理手段，保障了操作的安全性和可靠性，縮短了變電站正常倒電及故障停電時(shí)間，極大地提高了電網(wǎng)供電的可靠性。

3 快速切換防誤閉鎖技術(shù)研究

國(guó)網(wǎng)黃山供電公司通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)不同相雙電源電網(wǎng)運(yùn)行方式的綜合優(yōu)化，為保證供電可靠性，除需實(shí)現(xiàn)雙電源遠(yuǎn)程快速切換，還要求在技術(shù)管理上做到避免現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員和調(diào)控人員誤合環(huán)，同時(shí)在故障時(shí)各種方式下又能可靠開(kāi)放閉鎖條件從而縮短變電站故障恢復(fù)時(shí)間，提高供電可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)現(xiàn)方案：

（1）在變電站將該站所有35kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)的手動(dòng)合閘回路（控制把手與保護(hù)裝置連接處）開(kāi)斷，取本站另一35kV線路開(kāi)關(guān)位置的常閉節(jié)點(diǎn)，閉鎖合環(huán)操作。同時(shí)，在該回路并接一塊硬壓板，用于特殊情況下解鎖操作。

（2）在調(diào)度SCADA系統(tǒng)中設(shè)置該站35kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)合閘的解鎖（閉鎖）條件：開(kāi)環(huán)點(diǎn)兩側(cè)變電站35kV母線電壓至少一側(cè)為0，方可允許遙控合閘操作，兩側(cè)均有壓閉鎖合閘操作。同時(shí)，在SCADA系統(tǒng)畫面帶角差開(kāi)環(huán)點(diǎn)處設(shè)置顯目標(biāo)識(shí)。

4 不同相雙電源切換應(yīng)用研究

如圖1供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。

變電站兩路進(jìn)線分別從從110kV變電站的35kV母線、220kV變電站的35kV母線引出，其中110kV變電站的主變35kV側(cè)是星形接線方式，220kV變電站的35kV側(cè)是三角形接線方式，兩路進(jìn)線電源相位存在30度角差，上級(jí)部門不允許一回路運(yùn)行時(shí)另一回路帶電備用。因此在電源切換及事故停電的情況下，由于受供電方式的限制，倒換電源時(shí)必須先停運(yùn)行的線路或斷開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，才能送另一回路，增加了電源倒換時(shí)間，影響電網(wǎng)供電的連續(xù)性和可靠性。

為保證供電可靠性和安全性，兩路電源切換須實(shí)現(xiàn)自投、閉鎖，防止并聯(lián)使用。國(guó)網(wǎng)黃山供電公司通過(guò)技術(shù)手段、管理手段并行，實(shí)現(xiàn)不同相雙電源電網(wǎng)運(yùn)行方式的綜合優(yōu)化：存在30度相差的兩條線路中備用線路運(yùn)行方式可以一側(cè)開(kāi)關(guān)運(yùn)行、另一側(cè)開(kāi)關(guān)熱備用。同時(shí)，在變電站內(nèi)進(jìn)線開(kāi)關(guān)的手動(dòng)合閘回路（控制把手與保護(hù)裝置連接處）開(kāi)斷，取本站另一35kV線路開(kāi)關(guān)位置的常閉節(jié)點(diǎn)，不會(huì)影響遙控合閘、保護(hù)合閘回路只閉鎖手動(dòng)合閘回路，確保當(dāng)一開(kāi)關(guān)合閘后另一開(kāi)關(guān)能可靠閉鎖手動(dòng)合閘（遙控合閘判開(kāi)環(huán)點(diǎn)兩側(cè)變電站35kV母線電壓均有壓，閉鎖合閘操作，確保開(kāi)關(guān)兩側(cè)電壓存在30度相位差時(shí)不會(huì)合環(huán)）；在閉鎖回路并接一塊硬壓板，壓板投入時(shí)短接閉鎖回路，允許一個(gè)開(kāi)關(guān)合位時(shí)另一個(gè)開(kāi)關(guān)的手合操作；SCADA系統(tǒng)中開(kāi)環(huán)點(diǎn)兩側(cè)變電站35kV母線電壓至少一側(cè)為0，方可允許遙控合閘操作，保證在故障情況下能夠通過(guò)遠(yuǎn)程遙控操作恢復(fù)供電。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)雙電源30度相位差的電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化及防誤閉鎖技術(shù)的研究及應(yīng)用，使得運(yùn)行方式靈活，電源倒換時(shí)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)手動(dòng)合閘和遙控合閘的可靠解閉鎖，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)來(lái)源于220kV-35kV、110kV-35kV兩個(gè)系統(tǒng)的不同進(jìn)線可以一條線路運(yùn)行一條線路熱備用，便于供電方式靈活調(diào)整和故障停電快速恢復(fù)，具有非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)，該技術(shù)不受地域環(huán)境、一次設(shè)備、二次裝置的影響，在所有進(jìn)線含有角差的變電站均可實(shí)施，具有極大的推廣價(jià)值。

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