智能切换技术在高压启备变应用的研究

李建强

(大唐三门峡电力有限责任公司,河南 三门峡 472143)

智能切换技术在高压启备变应用的研究

李建强

(大唐三门峡电力有限责任公司,河南 三门峡 472143)

大唐三门峡电力有限责任公司选用智能切换技术后可满足启备变冷备用状态下的快速切换,即正常运行方式下,启备变冷备用,在发电机故障时,跳开高厂变低压侧断路器后,直接合启备变高压侧断路器,经一短延时后合低启备变高压侧断路器。同时延长变压器寿命,每年节省维护费用。

智能切换技术;启备变;探讨;研究

1 国内电厂启备变运行现状

目前大型发电厂厂用电源均要求两路电源供电,其中一路由发电机经高厂变对高压厂用母线供电,另一路一般经过启备变,由电网供电,正常运行方式下,高压厂用母线由高厂变供电,为了在发电机高厂变故障时,快速投入备用电源,启备变一般空载运行,处于热备用状态［1］。如图1。

启备变处于热备用状态可以简化故障时高压厂用母线电源切换过程,但是长期空载运行,空载损耗也将是一个不可忽略的能量损耗。目前下网电价远远高出上网电价,因此启备变的空载损耗较大地提高了公司的生产成本。

根据型式试验及电科院多年实测,一般空载损耗为变压器额定容量的1%。按照空载损耗为变压器额定容量的1%计算,启备变容量为85MVA时,空载损耗为85kW。每年的空载损耗费用为：40万元。有资料表明,变压器实际空载损耗远大于铭牌值,因此,容量为85MVA的启备变一年的空载损耗费用将达到50万元左右。

图1 ―般电厂正常运行方式

2 国内常规启备变冷备用运行技术

目前,市场上有快切装置,满足启备变冷备用状态下的快速切换,即正常运行方式下,启备变冷备用,在发电机故障时,跳开高厂变低压侧断路器后,直接合启备变高压侧断路器,经一短延时后合低启备变高压侧断路器,如图2。

图2 冷备用方式直接由快切装置合高低压侧运行方式

但是这种冷备用状态下的电源切换忽视了启备变空载合闸励磁涌流的影响：

2.1 目前变压器差动保护励磁涌流判据一般为二次谐波闭锁,闭锁值为10%～15%经验值,目前还不能保证在变压器空载合闸时由于励磁涌流百分百不会造成误动作［2］。

2.2 由于启备变高低压侧变比较大,启备变正常带负荷运行时,电流很小,所以启备变差动保护的动作值非常小(有的仅为几十毫安),二次谐波闭锁电流仅为几毫安,启备变空载合闸相较于主变压器差动保护更容易误动作,这种切换方式存在由于启备变超差动动作而造成电源切换失败的潜在危险。

2.3 高压变压器空载合闸时励磁涌流衰减很慢,如果在还具有相当成分的励磁涌流时,切换电源,对厂用电源造成影响。

3 启备变新型切换技术简介

通过选相分合闸装置和快切装置的配合,达到无扰动的电源切换。即正常运行方式下,启备变冷备用,在发电机故障时,发电机保护发跳高厂变低压侧断路器、启动快切、启动选相合闸命令,由选项分合闸装置合启备变高压侧断路器,快切装置和热备用一样只负责合备变低压侧开关。各开关控制方案如图3,动作时序如图4。

在此方案中引入了选相分合闸装置,通过对合闸角度的控制,减小甚至完全消除了励磁涌流的产生(见图5,图6),可保证启备变差动保护不误动,并且也取消了励磁涌流的衰减时间,使得整个切换时间大大减少,为启备变冷备用运行方式下电源切换提供了保障。

图3 开关控制方案图

图4 开关动作时序

图5 随机合闸时的涌流实例

图6 选相合闸时的涌流实例

4 结论

综上所述,选用智能切换技术后,即可通过控制开关在电压或电流最有利的相位(电角度)完成合闸或分闸,对电感性涌流和电容性涌流都能有效抑制,同时可满足启备变冷备用状态下的快速切换,每年可为公司节省电费40余万元,同时延长变压器寿命,每年节省维护费用。

［1］董其国.电力变压器故障与诊断［M］.北京:中国电力出版社,2005.

［2］朱莉.绝缘套管结构一变压器［M］.北京:化学工业出版社,2009.

Study on the APPlication of Intelligent Switch Technology in High Pressure StartuP/Standby Transformer

Li Jianqiang
(Datang Sanmenxia Power Generation Co.,Ltd.Sanmenxia Henan 472143)

Datang Sanmenxia Power Generation Co.,Ltd.can realize quick switch under cold standby condition of startup/standby transformer after adopting intelligent switch technology,that is,under normal operation,startup/standby transformer is in cold standby condition,when the generator is in failure,and after it jumps high transformerlow voltage circuit breaker,directly collects high voltage circuit breaker of startup/standby transformer,and collects high voltage circuit breaker of low startup/standby transformer after a short delay.

intelligent switch technology;startup/standby transformer;discussion;study

TM407

A

1003一5168(2015)07一0022一2

2015一6一25

李建强(1983一),男,本科,工程师,研究方向:电厂电气、继电保护技术管理。