复杂双中间变电站的全站失压解决方案

李凤刚, 索利娟

(成都电业局,四川成都 610021)

0 引 言

社会的发展和科技的进步对电力系统供电的可靠性要求越来越高,而在电力系统中运行的变电站,终端变电站因主供线路故障跳闸导致的全站失压通常可以通过自动重合闸或通过线路备自投装置投入备用线路来迅速恢复终端变电站的供电,但是对于终端变电站的各电压等级的母线联接了不同装机容量的上网电站线路,同时该终端变电站又串接了另一个终端变电站成为一座中间变电站并由两个不同的 220kV系统供电的情况下,则无法通过自动重合闸或通过线路备自投装置投入备用线路来恢复该变电站的供电。

1 110kV自动重合闸和普通备自投工作原理[1][2]

1.1 自动重合闸

110kV变电站一般采用三相一次重合闸方式,其作用主要是提高线路供电可靠性、提高系统允许稳定性及纠正断路器机构不良引起的误跳闸,其启动方式一般有保护启动和断路器位置不对应启动。

1.2 110kV进线备自投工作原理[1][2]

系统运行方式:1)#1进线带两段母线,1DL、3DL在合位,2DL在分位,称方式 1;2)#2进线带两段母线,2DL、3DL在合位,1DL在分位,称方式 2。

备自投方式 1:#1进线运行,#2进线备用。

图 1 系统主接线

动作过程:I母、II母均无压,Ux2有压,I1无流,延时 tb1跳开 1DL,确认 1DL跳开后,合 2DL。

备自投方式 2与之对称。

2 中间变电站线路自动重合闸和备自投方式不能工作的原因分析

备自投工作原理中,如果 110kV变电站高压侧或中低压侧接有上网电源,当失去主供电源后,上网电源可能维持孤网继续运行,使 110kV母线电压具有较高的残压、,备自投的检母线无压条件无法满足,图 1中的 2DL将不动作;或者孤网经过较长时间失稳,而此时备自投装置已放电;亦或者孤网运行处于极不稳定状态,电压波动太大甚至备自投误动,发生非同期并列,同样道理,重合闸启动条件也不能满足,无法工作。

3 解决方案

既然导致备自投不能工作的原因是上网电源使得备自投和线路重合闸的检无压条件不能满足,那么在二者投入工作之前通过有效方法将上网电源切除,实现上网电源解列,则能保证重合闸和备自投的顺利运行,也大大地提高电网的可靠性,复合备自投也就在此基础上应运而生,即根据中间变电站电源及上网电源情况和各种运行方式,探讨出不同的方案。

图 2中徐家渡和临邛系两座分别为新津、羊安、金马三座 110kV变电站供电的 220kV枢纽变电站,城东电站为 110kV上网线路,这样的电网结构形成以后,在极端天气情况下均会出现因为联接三座 110kV变电站的 110kV徐新线、临金线、新马线任一输电线路故障导致不同运行方式情况下的新津、羊安、金马三座 110kV变电站至少一座变电站的全站失压,怎样解决这个问题来保证供电可靠性呢?

图 2 区域电力系统电网主接线图

下面以金马、新津两个变电站为例,对各种不同运行方式下的复合备自投解决方案进行探讨和分析

3.1 运行方式 1

如图 2所示,徐家渡带 110kV新津站运行,临邛带 110kV金马站及城东电厂运行;110kV新马线在金马侧合上,在新津侧断开,作为 110 kV新津站的备用电源。此时,运行方式为:新津站投入普通备自投(自投方式 1,2)及支持远方备自投功能(自投方式 5),金马站投入等待远方备自投功能(自投方式 6)。当新津站 182开关跳闸,新津站全站失压,金马站备自投动作及临金线 131开关保护动作联切东马线 134开关,即切除地方电源,且新马线线路失压,金马站备自投合新马线133开关,恢复对新马线供电,新津站恢复供电。

3.2 运行方式 2

图 3 运行方式 2

如图 3所示,徐家渡带 110kV新津站运行,临邛带 110kV金马站及城东电厂运行;110kV新马线在新津侧合上,在金马侧断开,作为 110 kV金马站的备用电源。此时,金马站投入普通备自投(自投方式 1,2)及支持远方备自投功能(自投方式 5),新津站投入等待远方备自投功能(自投方式 6),当 131开关跳闸,金马站全站失压,备自投联切 134开关,由于备自投收不到 131开关跳位,判为跳闸失败,延时跳开 130开关。由于新马线线路失压,新津站备自投合新马线 181开关,恢复对新马线供电,金马站恢复 110kVII母供电。

3.3 运行方式 3

如图 4所示:临金线金马站备用,徐新线带新津、金马两站,新马线新津站侧投入检线路无压重合闸,金马侧退出重合闸:金马站实现本站备自投功能(投入自投方式 1,2),新津站失去备用电源。此时,当新津站因 181开关跳闸全站失压时,新津站重合闸功能实现,重合 181开关,恢复全站供电,金马站本站备自投工作,均可保障供电可靠性。

图 4 运行方式 3

3.4 运行方式 4

如图 5所示:徐新线新津站备用,临金线带新津、金马两站,新马线新津站侧压重合闸不投入,金马侧投入检线路无压重合闸:此方式下,新津站实现本站备自投功能(投入自投方式 1,2),金马站失去备用电源。动作方式则与运行方式 3相对应。

图 5 运行方式 4

3.5 运行时需注意的问题

(1)当金马、新津投入备自投(本地或远方)时,均将相应开关(主供、备用进线开关)的重合闸退出运行。

(2)新马线线路 PT断线时,人为退出远方备自投功能。

(3)新马线线路检修时,人为退出远方备自投功能。

(4)人为拉合新马线线路两侧开关前,退出远方备自投功能。

(5)复合备自投装置自动检测异常时,人为退出远方备自投功能。

(6)“临金线金马站备用,徐新线带新津、金马两站”、“徐新线新津站备用,临金线线带新津、金马两站”两种方式下,人为退出远方备自投功能。

(7)金马、新津两座变电站的其他 35kV和10kV电压等级的上网电源须投入本站的上网电源开关的微机保护装置的低频低压解列功能。

4 应用效果

2008年 11月开始,在金马站和新津站同时投入了复合备自投系统,并做了全面的保护传动试验,试验内容如下(以金马站为例):

此时两站的运行方式为:新津站 181备用,金马站供新马线,此时金马站全站负荷由 2号主变供电,备自投投入方式为新津站方式五和金马站方式六:

(1)新津站确认 182开关在合位,181开关在分位,金马站确认 131、133、130开关在合位。

(2)金马站解开备自投 131开关跳位输入接线。

(3)金马站在 110kV备自投屏端子排上,直接用短接线短接 131的跳闸出口 1、33,131开关跳闸后,金马站全站失压,备自投联切 134开关,由于备自投收不到 131开关跳位,判为跳闸失败,延时跳开 130开关。由于新马线线路失压,新津站备自投合新马线 181开关,恢复对新马线供电,金马站恢复了 110kVII母供电,试验结果与理论一致。

5 结 语

像金马站、新津站相同性质的复杂双中间变电站相互之间采用复合备自投的保护方式,在相应运行方式下当变电站失去主供电源,不是象以前一样,由调度逐一下令拉开所有上网电厂后,才能合上备用电源继续供电,操作步骤多,变电站停电时间较长,严重影响供电可靠性,而是系统自行投入备用电源,极大的提高了系统的稳定性和可靠性,为人民生活和生产提供了可靠的电力保障。

[1] 冯匡一等.继电保护和安全自动装置技术规程.北京:中国国家标准化管理委员会,2006;

[2] 李天华等.3kV～110kV电网继电保护装置运行整定规程[DL/T].北京:中华人民共和国国家发展和改革委员会,2007.