邹鑫,王灿林,李宁
(湖南省电力公司,湖南 长沙410007)
目前湖南省调调度的绝大多数220 kV 线路保护、母线保护、变压器保护等均由母线TV 提供电压,其故障对电网安全运行影响较大。文献〔1-4〕分析了TV 典型二次异常的电气特点、对保护装置的影响和要求以及应采取的处理措施。本文重点从电网调度运行专业结合实例对双母运行的220 kV 母线TV 典型异常处理进行研究分析。
220kV 母线TV 二次侧实际接线复杂,其简化原理图如图1 所示。TV 本体低压侧包括零序回路和非零序回路(含计量、保护、测量3 种回路),零序回路无二次快分开关,非零序回路有二次快分开关;隔离开关辅助触点电压切换回路主要用于保护装置TV 电压的选取和设备倒闸时电压的切换;TV 并列回路用于TV 间电压切换;二次负载包括保护、测量、计量装置。双母运行时,Ⅰ母、Ⅱ母的TV 非零序回路二次快分开关合上,TV 并列回路中的TV 并列开关开,二次负载借助隔离开关辅助触点选取供电TV。
图1 TV 接线原理示意图
电网调度员在处理TV 异常事故时要做到“情况明、判断准、行动快、指挥得当”。当母线TV出现故障,一般情况应先退出有关保护,隔离故障TV 后,再恢复正常方式,但是若保护电压能快速切换可不退保护。对于配备双高频保护的220 kV线路,当为其保护提供电压的母线TV 故障时,根据文献〔5〕的规定,该线路需停运,若保护电压可快速切换至另一组TV 供电,该线路可不停运,但要承担线路无全线快速纵联保护的风险,因此在实际处理时调度员应灵活处理。下文以Ⅰ母TV 为例,分5 种类型对TV 异常处理进行分析。
1)TV 异常告警,若故障源不明,现场运行人员一般会向调度员申请试拉合有关二次负载的交流电压开关,当某一装置的交流电压开关被拉开时,告警消失,则故障源在该装置,调度员只需下令退出该装置。当有关二次负载电源均拉合一次后,告警仍存在,则说明故障源在TV 本体或TV二次侧与二次负载交流电压开关间的回路。
2)若故障源在TV 本体一次侧,可分2 种情况处理:①故障TV 可以用6×14 隔离开关来操作隔离,调度员可下令现场运行人员先将Ⅰ母TV 二次快分开关拉开,再拉开6×14 隔离开关,然后通过TV 并列回路将Ⅰ母TV 负载切换至Ⅱ母TV。②故障TV 不能用6×14 隔离开关来操作隔离,调度员可下令现场运行人员先将Ⅰ母TV 二次快分开关拉开,并将零序回路的二次回路带电解头(一般由检修人员完成)以避免TV 并列时将故障引入Ⅱ母TV,再通过TV 并列回路将Ⅰ母TV 负载切换至Ⅱ母TV,然后将Ⅰ母上所有运行设备倒闸至Ⅱ母,拉开母联600 断路器,拉开6×14 隔离开关隔离故障,后续恢复正常一二次方式。
3)若故障源在TV 本体低压侧非零序回路中,可对2 组TV 电压进行切换。先拉开Ⅰ母TV 非零序回路中的二次快分开关,再通过TV 并列回路将Ⅰ母TV 负载切换至Ⅱ母TV,再拉开6×14 隔离开关隔离故障。
4)若故障源在TV 本体低压侧的零序回路中,由于该回路没有二次快分开关,不能直接对2 组TV 负载切换,否则会将Ⅰ母TV 故障引入Ⅱ母TV,此情况可采取对有关一次设备倒闸操作(倒换母线)来消除故障影响。先将运行在Ⅰ母上的有关一次设备(部分一次设备配置了与电压无关的瞬时速断全段保护,例如差动保护)停电倒闸置Ⅱ母运行,期间必须拉开Ⅰ母侧隔离开关后才能合上Ⅱ母侧隔离开关,否则2 组TV 二次侧将经过隔离开关辅助触点电压切换回路的“1”和“2”隔离开关短接,将Ⅰ母TV 故障引入到Ⅱ母TV。
5)若故障源在TV 二次侧与二次负载交流电压开关间的回路,可分2 种情况处理:①故障源在TV 二次侧与隔离开关辅助接点之间的回路,则不能进行2 组TV 电压回路的切换,处理方法同TV本体低压侧零序回路中出现故障的情况。②若故障源在隔离开关辅助接点与二次负载交流电压开关间的回路,此种情况二次负载不能切换,有关一次设备的“1”和“2”隔离开关也不能同时合上,需要退出对应的保护,故障TV 转检修处理。
A 变电站220 kV 一次接线如图2 所示,叶君线、酃君线为2 条电源线,君师线为终端线。某日,运行在Ⅰ母的酃君线612 线路双高频保护均发TV 断线告警、母差保护发Ⅰ母TV 断线告警,经检查为C 相一次断线,且不能用6×14 隔离开关操作隔离。
图2 A 变电站220 kV 一次接线图
调度员处理过程如下:令现场运行人员将6×14TV 二次快分开关拉开、零序回路二次侧带电解头(检修人员在现场负责解头)后,通过TV 并列回路将负载切换至6×24TV 后所有保护告警消失,再操作将酃君线602 断路器及#1T 610 断路器倒闸至Ⅱ母运行,拉开母联600 断路器,拉开6×14 隔离开关,操作6×14TV 转检修,最后恢复一二次正常方式。此处理过程中,酃君线612 线路双高频保护TV 断线闭锁,按照文献〔5〕要求,线路需要停电,但是由于调度员与现场运行及检修人员核实,TV 二次电压切换操作时间较短,且酃君线停运将造成A 变电站只有单电源供电,供电可靠性降低,故未操作酃君线停电。
B 变电站220 kV 一次接线如图3 所示,蓉马线、马桐线为2 条电源线。某日,母差保护发Ⅰ母TV 断线告警,运行在Ⅰ母上的蓉马线606 线路双光差保护均发TV 断线告警,经检查为C 相二次断线。
图3 B 站220 kV 一次接线图
调度处理过程如下:退出B 变蓉马线606 线路的距离保护、零序保护、母差保护Ⅰ母电压复压闭锁后,令B 变运行人员拉开6×14TV 二次快分开关后,合上TV 并列开关,将二次负载切换至6×24TV,操作6×14TV 转检修处理。在此处理过程中,由于蓉马线配备了双光差保护,不受电压断线影响。
C 变电站的220 kV 一次接线如图4 所示,星树Ⅱ线、云边树线为2 条电源线,其中云边树线T接了重要负荷。某日,母差保护发Ⅱ母TV 断线告警,运行在Ⅱ母的云边树线604 线路双高频保护均发TV 断线告警,经检查为A 相故障,但原因不明。
图4 C 站220 kV 一次接线图
调度处理过程如下:将云边树线T 接重要负荷转移后,拉开云边树线604、母联600、#2T620 断路器,告有关单位C 站单电源供电,令其做好临时事故预案。后经检查确定TV 二次负载可切换后,将其切换至6×24TV,恢复系统一二次正常方式。此处理过程,由于云边树线2 套保护均断线闭锁,但因TV 故障原因不明,不能尽快进行二次负载切换,也不能用6×24 隔离开关隔离故障TV,故需将云变树线停电,且用母联600 断路器隔离故障TV。
综上分析,220 kV 母线TV 异常会给电网安全稳定运行带来重大影响,尤其是线路仅配备功率方向比较式纵联保护、载波闭锁距离保护情况。为了更好地处理220 kV 母线TV 异常情况,建议。
1)运行人员及时检查设备情况,尽快判明故障原因并汇报调度员。
2)故障原因未确定前,不能进行TV 负载的切换,防止将故障引入正常TV,扩大事故。
3)优先倒闸操作配备双高频保护的线路。
4)TV 故障原因明确,且可以尽快隔离故障恢复有关负载的,为减少对电网结构的影响,可以考虑不停运已经闭锁的保护以及配备双高频保护的线路。
5)新建设的线路在保护选型方面,应至少配备1 套光纤差动保护。
〔1〕叶菁,姜侦波. 220 kV 母线电压互感器及其二次回路异常分析及处理〔J〕. 江西电力,2011,35(3):20-22,32.
〔2〕宋述勇、任丽琴、李志忠. 电压互感器二次断线特点及应对措施〔J〕. 山西电力,2011(6):40-43.
〔3〕张铁峰. 电压互感器二次回路断线电气特点及对保护的影响〔J〕. 水电自动化,2008,29(1):64-66.
〔4〕陈明. 论电磁式电压互感器事故处理及对策〔J〕. 机电信息,2010(18):139,148.
〔5〕湖南省经济委员会. 湖南电力调度规程〔S〕.