110kv内桥变电站特殊检修方式下运行方式的探讨.doc

110kV 内桥变电站特殊检修方式下运行方式的探讨 陈锡磊 周盛路 杨科 郑建梓 国网浙江慈溪市供电公司 国网浙江省电力公司宁波供电公司 摘 要： 为了在主变检修工作期间保持 110 kV 内桥接线变电站的 2 路电源进线处于运行或热备用状态, 采用了只停役检修的主变而不停役相应高压母线和断路器的检修方式对该检修方式下 110 kV 侧 3 种不同运行方式的故障情况进行了分析结果表明:2 段母线分列运行, 且只允许停役主变的母线向有运行主变的母线投入的母分备自投方式, 可以最大程度地保证可靠供电关键词： 内桥变电站; 全站停电; 备自投; 闭锁方式; 作者简介：陈锡磊 (1986—) , 男, 工程师, 主要从事继电保护管理工作, email:xilei_chen@作者简介：周盛路 (1990—) , 男, 助理工程师, 主要从事变电站信息通信工作作者简介：杨科 (1978—) , 男, 助理工程师, 主要从事变电检修工作作者简介：郑建梓 (1973—) , 男, 高级工程师, 主要从事电力系统继电保护管理工作0 引言内桥接线方式结构简单, 使用的断路器较少、投资少、供电可靠性高, 在 35 k V, 110 k V终端变电站中得到了广泛应用。

目前, 某地区计划性检修 110 k V内桥接线变电站时主要采用“轮停”方式, 即轮流停役 1 台主变及相应的高压母线和断路器, 这样便于同时对主变压器和断路器进行检修, 停役时间一般为 2 天某 110 k V变电站在某次检修时, 工作内容多, 持续时间长, 为提高供电可靠性, 避免变电站长时间单电源进线运行, 决定只停役 1 台主变和相应的 10 k V母线, 而不停役 110 k V母线和断路器在该特殊检修方式下 110 k V侧存在 3 种不同的运行方式以下结合继电保护和备自投动作策略, 分析 3 种运行方式下不同位置故障时的情况1 内桥变电站典型继电保护配置目前, 某地区典型的 110 k V内桥接线变电站继电保护配置有以下几种:(1)  110 k V进线均不配置专门的线路保护, 线路故障时由对侧变电站的 110 k V 线路保护动作;(2)  变压器主保护为差动 (比率差动和差动速断) 和非电量保护, 动作后均跳主变三侧断路器;(3)  主变 110 k V侧安装复合电压闭锁过流保护作为高后备保护, 动作后跳主变三侧断路器;(4)  主变 10 k V侧安装复合电压闭锁过流保护作为低后备保护, 动作后第 1 时限跳低压侧 10 k V母分断路器, 第 2 时限跳主变 10 k V断路器。

 此外, 内桥接线的终端变电站为提高供电可靠性还配置有备用电源自动投入装置 (简称“备自投”) , 110 k V 侧的备自投根据运行方式有 2 种模式, 分别为进线备自投方式和母分备自投方式主变差动保护、高后备保护、非电量保护动作后闭锁 110 k V母分备自投, 不闭锁进线备自投2 特殊检修方式2.1 一次设备运行方式某 110 k V变电站的 10 k V线路保护装置需升级改造, 同时 2 号主变需进行预防性试验等相关工作, 故决定停役 2 号主变和 10 k VⅡ段母线按照本地区常规的检修方式, 一般会同时停役 2 号进线断路器 2DL 和桥断路器 3DL, 此时该站为 1 号进线带 1 号主变和 10 k VⅠ段母线的单电源运行方式但是本次工作内容多, 时间跨度较大, 110 k V 变电站长时间单电源运行存在较大的风险为保障供电可靠性, 在本次检修工作期间仍保留 2 路进线电源, 即不停役 2 号进线断路器 2DL、桥断路器 3DL 和 110 k VⅠ, Ⅱ段母线, 而只停役 2 号主变和 10 k VⅡ段母线在上述检修方式下, 110 k V 侧存在 3 种不同的运行方式, 如表 1 所示。

其中运行方式 3 的示意如图 1 所示表 1 3 种不同运行方式 下载原表 图 1 运行方式 3 下载原图2.2 继电保护及备自投装置状态1 号主变各保护正常投运2 号主变各保护 (差动保护、非电量保护、高后备保护、低后备保护) 停用此时如果 110 k VⅡ段母线发生故障将没有 2 号主变保护切除故障, 只能依靠对侧变电站的 110 k V线路保护延时动作 (在本地区一般为距离保护Ⅱ段) 跳开上级电源断路器110 k V备自投为自适应模式, 装置根据一次设备的运行状态调整备自投方式在运行方式 1 时备自投方式为 2 号进线备投;运行方式 2 时为 1 号进线备投;运行方式 3 时为双向互投的母分备自投3 3 种运行方式下的故障情况分析3.1 运行方式 1(1)  1号进线故障1 号进线故障时, 由 1 号进线对侧的 110 k V线路保护动作跳开上级电源断路器, 1 号进线和本站的 110 k VⅠ母、Ⅱ母均失压, 满足进线备自投动作条件经延时跳开 1 号进线断路器 1DL, 确认跳开后再延时合上 2号进线断路器 2DL, 本站恢复正常供电2)  2号进线故障2 号进线故障时, 2 号进线对侧的 110 k V线路保护动作跳开上级电源断路器, 2 号进线失压, 不影响本站 1 号主变的正常供电。

3)  110 k VⅠ母故障110 k VⅠ母故障时, 由 1 号主变差动保护动作跳开 1 号主变三侧断路器, 造成 110 k VⅠ母、Ⅱ母均失压进线备自投经延时跳开 1DL, 确认跳开后再延时合上 2DL, 恢复 110 k VⅡ母带电但由于 1 号主变已经跳开, 110 k VⅡ母恢复带电对送出负荷已无实际意义4)  110 k VⅡ母故障如前所述, 110 k VⅡ母故障只能由 1 号进线对侧的线路保护延时动作隔离故障该保护动作后, 1 号进线和本站全站失压, 满足进线备自投动作条件, 经延时跳开 1DL, 确认跳开后再延时合上 2DL但由于Ⅱ母故障仍然存在, 则再由 2 号进线对侧的线路保护动作跳开上级电源断路器, 最终造成本站全站失电因此, 采用运行方式 1 时, 主供的 1 号进线故障时能通过备自投装置的动作来恢复本变电站正常供电;备供的 2 号进线故障时不影响正常供电;110 k VⅠ母故障时, 主变必须停运, 不可避免损失所有负荷;但 110 k VⅡ母故障时, 会造成不必要的全站停电3.2 运行方式 2(1)  1号进线故障1 号进线故障时, 1 号进线对侧的线路保护动作隔离故障, 最终 1 号进线失压, 1 号主变正常供电。

2)  2号进线故障2 号进线故障时的保护动作情况与运行方式 1 的 1 号进线故障时类似, 通过进线备自投动作, 由 1 号进线恢复对 1 号主变的正常供电3)  110 k VⅠ母故障110 k VⅠ母故障时, 1 号主变差动保护跳开三侧断路器, 110 k VⅠ母失压, Ⅱ母带电, 但是变电站负荷无法送出4)  110 k VⅡ母故障110 k VⅡ母故障时, 由 2 号进线对侧的线路保护动作后造成本站全站失压, 本站进线备自投动作延时跳开 2DL, 确认跳开后再延时合上 1DL但由于仍然存在Ⅱ母故障, 则再由 1 号进线对侧的线路保护动作跳开上级电源断路器, 最终造成本站全站失电因此, 运行方式 2 存在的问题与运行方式 1 类似, 即在 110 k VⅡ母故障时也会造成全站停电3.3 运行方式 3(1)  1号进线故障1 号进线故障时, 由 1 号进线对侧的 110 k V线路保护动作跳开上级电源断路器, 1 号进线和本站的 110 k VⅠ母失压, 满足母分备自投动作条件经延时跳开 1DL, 确认跳开后再延时合上桥断路器 3DL, 本站恢复正常供电2)  110 k VⅠ母故障。

110 k VⅠ母故障时, 由 1 号主变差动保护动作跳开 1 号主变三侧断路器, 造成 110 k VⅠ段母线失压同时, 由于 1 号主变差动保护闭锁了母分备自投, 因此备自投不会动作, 最终只有 110 k VⅡ母带电3)  2号进线或 110 k VⅡ母故障当 2 号进线故障或者 110 k VⅡ母故障时, 都必须由 2 号进线对侧线路保护动作跳开上级电源断路器, 本站 110 k VⅡ母失压, 满足母分备自投动作条件, 经延时跳开 2DL, 确认跳开后再延时合上 3DL如果是 2 号进线故障, 母分备自投动作后 110 k VⅡ段母线恢复带电;如果是110 k VⅡ母故障, 备自投动作后合于故障, 再由 1 号进线对侧的线路保护动作切除故障, 最终全站失电因此, 运行方式 3 存在的问题是, 对 1 号主变无影响的 110 k VⅡ母故障时, 母分备自投却动作合于故障, 造成全站失电4 改进措施及实现方法4.1 合理闭锁备自投装置由上述分析可知, 3 种运行方式下, 当 1 号进线或 2 号进线故障时都能通过备自投装置的动作保障变电站正常供电;当 110 k VⅠ母故障, 1 号主变必须停运;当 110 k VⅡ母故障, 备自投均重合于故障, 造成不必要的全站停电。

因此, 考虑通过合理地闭锁备自投来避免上述情况运行方式 1 和运行方式 2 为进线备自投方式, 如果闭锁进线备自投, 会造成在主供进线故障时备自投拒动, 这又会造成全站停电, 所以不能采用闭锁备自投的方式对于运行方式 3, 本来 110 k VⅡ母故障不会对 110 k VⅠ母和 1 号主变产生影响, 但母分备自投动作反而造成合于故障, 因此通过闭锁母分备自投的方式可以避免全站停电4.2 合理选择单向母分备自投的实现方式母分备自投有 2 种互投方式, 若只需要其中 1 种投入方式时, 不同的装置实现方法也不一样, 主要有以下 3 种实现方法1)  部分装置如 RCS-9651C 型, 2 种母分备自投均设有独立的闭锁压板, 只需在保护屏上将该方式闭锁压板投入即可2)  部分装置如 RCS-9652 型, 2 种母分备自投合用 1 个闭锁压板, 投入该压板将造成这 2 种母分备自投均闭锁, 故只能采用修改装置定值控制字的方式3)  通过取下保护屏上跳 2DL 的出口压板实现上述功能110 k VⅡ母故障时, 对侧保护动作后本站母分备自投动作去跳开 2DL, 但由于出口压板已取下, 2DL无法跳开, 备自投放电结束, 也就不会去合 3DL。

第 1 种和第 3 种方法均可以通过运行操作来实现, 方便快捷;第 2 种修改定值的方法相对繁琐一点, 但总体来说在该检修工作期间 3 种方法都可以考虑采用5 推荐的运行方式运行方式 3 是采用 2 段母线分列运行, 并闭锁Ⅰ母向Ⅱ母投入, 且只允许Ⅱ母向Ⅰ母投入的单向母分备自投方式这种方式既可以确保在进线故障时备自投正确动作及时恢复送电, 又能在Ⅱ母故障时避免合于故障点引起全站停电本次检修工作期间, 推荐此方式作为 110 k V侧的运行方式此外, 可以归纳得出一般结论:在 110 k V内桥接线变电站一台主变正常运行, 另一台主变计划检修, 而不停役 110 k V母线和断路器时, 推荐采用 2 段母线分列的运行方式, 并闭锁运行主变的母线向停役主变的母线投入, 而只允许停役主变的母线向运行主变的母线投入的母分备自投方式6 结束语为了保障内桥接线的 110 k V终端变电站供电可靠性, 不允许长时间单电源进线运行在一台主变正常运行, 另一台主变计划检修, 而不停役 110 k V母线和断路器时, 110 k V 高压侧存在 3 种运行方式采用 2 段母线分列运行, 且只允许停役主变的母线向有运行主变的母线投入的单向母分备自投方式, 可以避免重复向故障位置送电引起事故扩大的风险, 也可以最大程度地确保可靠供电。

参考文献[1] 高贵云.110 k V 内桥接线备自投装置改进[J].中国电力, 2011, 44 (12。