風(fēng)電場(chǎng)老舊接地變保護(hù)跳閘回路改造

劉帥

摘要：隨著國內(nèi)繼電保護(hù)技術(shù)的快速發(fā)展并趨于國網(wǎng)“九統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)原則，電力企業(yè)對(duì)供電安全及質(zhì)量要求也越來越高，而許多成立時(shí)間較早的風(fēng)電場(chǎng)老舊保護(hù)裝置功能缺失容易造成保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)，越來越不適應(yīng)安全生產(chǎn)要求，改造必須快速、高效且經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行。本文根據(jù)某風(fēng)電場(chǎng)多年來的接地變保護(hù)運(yùn)行情況分析，提出了舊保護(hù)配置存在的問題，并針對(duì)問題和設(shè)備實(shí)際情況進(jìn)行了相應(yīng)改造。

關(guān)鍵詞：供電安全;九統(tǒng)一;保護(hù)裝置;功能缺失;保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng);改造

一、引言

某風(fēng)電場(chǎng)接地變開關(guān)柜保護(hù)已經(jīng)經(jīng)過將近10年的使用，在初期設(shè)計(jì)時(shí)未周全考慮接地變保護(hù)動(dòng)作聯(lián)跳本母線段所有開關(guān)及主變高低壓各側(cè)開關(guān)間配合，存在安全隱患，已不能滿足風(fēng)電場(chǎng)繼電保護(hù)要求，本文根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)多年來的接地變保護(hù)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，提出了接地變保護(hù)配置存在的問題，并針對(duì)問題和設(shè)備實(shí)際情況采取了相應(yīng)改造。

二、設(shè)備概況

某風(fēng)電場(chǎng)于2010年進(jìn)行籌建，2012年建設(shè)完成，總裝機(jī)容量為99MW，站內(nèi)1條110kV送出線路將匯集電能送出，110kV側(cè)采用單母線接線方式，由聯(lián)絡(luò)開關(guān)將110kV I、II母聯(lián)絡(luò)，安裝2臺(tái)容量為50MVA的油浸式有載調(diào)壓變壓器，接線組別：Yn，dll，110kV中性點(diǎn)經(jīng)隔離開關(guān)接地，配置并聯(lián)的中性點(diǎn)避雷器及放電間隙，2臺(tái)主變分別接于110kV I、II母。

三、問題的提出

風(fēng)電場(chǎng)接地變系統(tǒng)采用環(huán)氧樹脂澆筑型三相干式接地變壓器，曲折ZN型聯(lián)結(jié)，主要用于35kV △系統(tǒng)引出中性點(diǎn)經(jīng)接地電阻接地，加速泄放回路中的殘余電荷，在限制過壓的同時(shí)通過零序電流保護(hù)，實(shí)現(xiàn)有選擇的跳閘并隔離故障，所以接地變過流、零序電流保護(hù)顯得尤為重要，在發(fā)生接地故障時(shí)必須分段迅速切斷母線段開關(guān)及主變高低壓側(cè)開關(guān)，以保障風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)在近20年中才不斷成長完善，早期風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)選型欠缺考慮，加上相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范未完善，保護(hù)設(shè)施設(shè)備配套功能也較為簡(jiǎn)單，導(dǎo)致早期風(fēng)電場(chǎng)接地變保護(hù)未配置跳本母線段所有斷路器及主變高壓側(cè)斷路器回路。

四、問題的分析解決

上述接地變保護(hù)裝置經(jīng)過近10年的使用，已經(jīng)快到了淘汰報(bào)廢的時(shí)期，現(xiàn)有設(shè)備顯然與企業(yè)將來的技術(shù)進(jìn)步發(fā)展不相適應(yīng)，存在嚴(yán)重的安全隱患。但整體進(jìn)行換型改造，又存在生產(chǎn)采購招標(biāo)周期過長，換型改造工程量大、時(shí)間長，設(shè)計(jì)變更過多，又違背了保障企業(yè)正常生產(chǎn)的制約，經(jīng)濟(jì)性及可行性均不高。

按照改造必須快速、高效、經(jīng)濟(jì)的原則，將現(xiàn)有接地變開關(guān)柜及保護(hù)回路進(jìn)行完善，既能實(shí)現(xiàn)所需保護(hù)功能，又保障改造時(shí)效性及經(jīng)濟(jì)性：

4.1 增加聯(lián)跳主變高壓側(cè)回路

（1）在接地變開關(guān)柜至主變保護(hù)屏間敷設(shè)一根45米4*2.5mm2控制電纜并預(yù)留10%裕度。

（2）將接地變開關(guān)柜所敷設(shè)電纜選黑藍(lán)線芯接“跳閘出口備用3”X5：9 、X5：10回路端子將接地變保護(hù)跳閘輸出回路接點(diǎn)接通，將主變保護(hù)屏所敷設(shè)電纜選黑藍(lán)線芯接主變保護(hù)高壓側(cè)跳閘回路2-4QD：4、2-4QD：9端子將主變高壓側(cè)跳閘輸入回路接點(diǎn)接通。

（3）修改接地變保護(hù)裝置跳閘矩陣定值，將“高、低側(cè)零流Ⅰ段動(dòng)作”設(shè)定為跳主變低壓側(cè)開關(guān)，將“高、低側(cè)零流Ⅱ段動(dòng)作”設(shè)定為跳主變高、低壓側(cè)開關(guān)，將“跳閘出口備用3”更換名稱為“跳主變高壓側(cè)斷路器”。

至此，在只增加1根控制電纜，便將接地變跳閘輸出至主變跳閘輸入回路連通，修改跳閘矩陣即可實(shí)現(xiàn)接地變分段聯(lián)跳主變高低壓側(cè)功能。

4.2 增加聯(lián)跳本母線段所有開關(guān)回路

保障改造時(shí)效性及經(jīng)濟(jì)性，保留原裝置，在開關(guān)柜上鉆孔加裝壓板，擴(kuò)展跳閘出口，增加跳閘出口直接接于本母線段各開關(guān)柜跳閘輸入回路：

（1）在接地變開關(guān)柜至3條集電線路開關(guān)柜、備用集電線路開關(guān)柜、SVG進(jìn)線開關(guān)柜、電容器組開關(guān)柜、場(chǎng)用變開關(guān)柜間分別敷設(shè)一根ZRB-KVVP22-450/750V 4x2.5mm2控制電纜并預(yù)留10%裕度。

（2）在接地變開關(guān)柜分別鉆孔，擴(kuò)展安裝紅色保護(hù)跳閘出口壓板。

（3）傳動(dòng)驗(yàn)證接地變開關(guān)柜內(nèi)X5端子排處5組備用保護(hù)跳閘出口，分別解開X5：13、X5：15、X5：17、X5：19、X5：21端子內(nèi)部線，分別接至已安裝壓板上側(cè)，壓板下側(cè)重新配線至X5：13、X5：15、X5：17、X5：19、X5：21端子內(nèi)部。

（4）傳動(dòng)驗(yàn)證接地變保護(hù)裝置PST-645U裝置本體插件2組備用跳閘出口1n：X5：1-2、1n：X5：3-4，重新配線1n：X5：1、1n：X5：3分別接已安裝壓板上側(cè)，壓板下側(cè)重新配線至備用端子排，1n：X5：2、1n：X5：4分別接至備用端子排。

（5）按照以上接點(diǎn)將接地變開關(guān)柜內(nèi)7組跳閘出口分別接于本母線段7組開關(guān)柜內(nèi)跳閘輸入回路。

（6）修改接地變保護(hù)裝置跳閘矩陣定值，將“速斷”“過流I段t1”“過流I段t2”“零序電流I段t1”“零序電流II段t1”“中性點(diǎn)零序電流I段t1”“中性點(diǎn)零序電流II段t1”均設(shè)定為跳本母線段所有開關(guān)柜。

五、結(jié)束語

綜上所述，保持原有接地變開關(guān)柜保護(hù)不變，用控制電纜連接接地變保護(hù)跳閘出口與本母線段各開關(guān)柜及主變高壓側(cè)跳閘輸入接點(diǎn)可完美達(dá)成繼電保護(hù)優(yōu)化升級(jí)版設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)老舊設(shè)備向新型技術(shù)的跨越，解決耗費(fèi)巨資進(jìn)行設(shè)備整體換型帶來的經(jīng)濟(jì)損失與時(shí)間損失。

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