電源快速切換裝置在智能電站的應用

中石化湖北化肥分公司設備工程處 湖北 宜昌 443200

智能化變電站概述

中石化湖北化肥分公司乙二醇變電站是2013年9月建成投用的一座110KV變電站。該變電站設計為智能化變電站,但其互感器均采用傳統互感器。

智能化變電站是由智能化一次設備、網絡化二次設備在IEC61850通信協議基礎上分層構建,能夠實現智能設備間信息共享和互操作的現代化變電站。與常規變電站相比,智能化變電站間隔層和站控層的設備及網絡接口僅接口和通信模型發生了變化,但過程層卻由傳統的電流、電壓互感器、一次設備以及一次設備與二次設備之間的電纜連接,改變為電子式互感器、智能化一次設備、合并單元、光纖連接等內容。

乙二醇變電站增加110KV電源快切裝置背景

2015年7月,在一個月內地方電網連續發生三次電網故障,導致湖北化肥生產裝置三次停車,造成了重大經濟損失。為避免類似停車事件,盡最大可能降低損失,湖北化肥對乙二醇變電站進線進行了改造,增加了110KV電源快速切換裝置,取消了變電站110KV備自投、重合閘。

乙二醇變電站電源快速切換裝置簡介

乙二醇變電站110KV電源快速切換裝置采用南京南瑞繼電保護電氣股份有限公司生產的PCS-9655S-X電源快速切換裝置,經宜昌南瑞永光電氣有限公司組屏成套。

該裝置具有正常手動切換,事故切換,不正常切換等多種啟動方式;具有快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換等多種切換判定條件;具有串聯切換、并聯自動切換、并聯半自動切換、同時切換多種切換方式。在乙二醇變電站中該裝置投用了正常手動切換、就地切換、事故切換、失壓切換、偷跳切換、無流切換等啟動方式;快速切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換等切換條件。切換方式投用了串聯切換、并聯自動切換方式。

該裝置對乙二醇變電站兩路進線與母聯間隔之間采用GOOSE點對點的直采直跳方式,站控層、間隔層與過程層SV網絡未接入,模擬信號采用常規的接線方式,利用電纜直接接入。

電源快速切換裝置定值設置

電源快速切換裝置定值設置簡單,大部分定值按照生產廠家提供參考值設置即可,只有少部分需根據現場實際情況設定,如線路無流幅值、線路無流充電幅值以及開關越前時間即開關分合閘時間均需現場實際情況設定。

線路無流幅值設置原則:該定值建議以滿足裝置開車生產條件建立的最低負荷電流為準,即負荷電流達到該值時生產裝置具備正常開車條件,但該值需小于線路無流充電幅值定值。

線路無流充電幅值定值設置原則:該定值建議以滿足裝置正常開車生產的最低負荷電流為準。即負荷電流達到該值時生產裝置正在開車中。該定值與線路無流幅值定值相差不大,在實際中亦不好準確計算,需參考電力系統實際運行情況,但在設置中該值須大于線路無流幅值定值。

乙二醇變電站母線失壓無流切換動作分析如下:

母線電壓持續低于“失壓啟動幅值”60V(對應一次電壓66KV),且進線電流低于“線路無流幅值”定值24A(對應負荷約5000KW)持續時間大于“失壓啟動延時”定值100ms時,母線失壓切換動作跳進線開關,合母聯開關。

開關分合閘時間定值設置

此定值需根據開關廠家提供的參數設定。我公司110KV開關采用廈門華電生產的110KVGIS組合開關,其合閘時間為80ms。

電源快速切換裝置調試

因乙二醇變電站電源快速切換裝置的模擬信號采用常規的接線方式,故其調試方法與正常的繼電保護校驗方法相差不大。我們主要做了事故切換與無流切換試驗。事故切換試驗方法如下:將分支1保護啟動與分支2保護啟動分別短接一次,檢查切換裝置是否動作。如動作則表明成功,不動作則要進行相應檢查直到成功動作。

線路無流切換試驗方法如下:用微機繼電保護校驗儀給出可調電壓信號與電流信號,并接入切換裝置對應電壓與電流回流,調整電壓信號與電流信號,使其滿足切換條件時裝置切換動作。

該裝置投入使用后效果顯著,2018年3月2日下午大風雷雨天氣,架空線遭雷擊線路保護動作,啟動快切切換成功,實現了無擾動切換,工藝操作人員沒有異常反應。

該裝置目前有待改進的地方

由于該裝置為南京南瑞繼電保護電氣股份有限公司特別開發的在智能電站中使用,在使用過程中發現還有如下問題需解決:1、控制字定值中接線方式設為1時即進線方式下裝置在試驗時切換不成功;2、該裝置用在110KV系統時因只需接入一個母差閉鎖信號,其功能可以滿足,但在中壓系統中如10KV、6KV系統在主變低壓側作切換裝置時,其閉鎖信號多無法全部接入,其功能不能全部發揮,內部程序還有待進一步完善。