摘要:隨著我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展,人們對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性要求越來(lái)越高,站用電備自投作為保障變電站穩(wěn)定可靠運(yùn)行的一個(gè)重要裝置有著廣泛應(yīng)用。現(xiàn)以某特高壓變電站站用電備自投裝置為例,對(duì)其基本原理、充放電條件、動(dòng)作邏輯等進(jìn)行了分析和探討。
關(guān)鍵詞:備自投;基本原理;動(dòng)作邏輯
1 站用電系統(tǒng)配置分析
某特高壓變電站站用電系統(tǒng)主要由110 kV 111B站用變、110 kV 112B站用變、10 kV 1號(hào)站用變、10 kV 2號(hào)站用變、35 kV 0號(hào)站用變及其控制保護(hù)系統(tǒng)組成。其中,10 kV 1號(hào)站用變電源引自站內(nèi)1號(hào)主變低壓側(cè)110 kV 111B站用變,通過(guò)10 kV 1號(hào)站用變401開關(guān)與400 V Ⅰ母線連接;10 kV 2號(hào)站用變電源引自站內(nèi)3號(hào)主變低壓側(cè)110 kV 112B站用變,通過(guò)10 kV 2號(hào)站用變402開關(guān)與400 V Ⅱ母線連接;35 kV 0號(hào)站用變電源引自某110 kV變電站35 kV線路,通過(guò)35 kV 0號(hào)站用變403開關(guān)、431開關(guān)、432開關(guān)與400 V Ⅰ母線和400 V Ⅱ母線連接。該站用電在正常運(yùn)行方式下,10 kV 1號(hào)、10 kV 2號(hào)站用變均處于運(yùn)行狀態(tài),35 kV 0號(hào)站用變處于充電狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)行的站用變失電退出時(shí),備用站用變應(yīng)能自動(dòng)投入,為失電母線繼續(xù)供電。
2 站用電備自投裝置基本配置及動(dòng)作原則
站用電備自投采用許繼電氣生產(chǎn)的WBT-851/P型數(shù)字式備用電源自動(dòng)投切裝置,可實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)邏輯,具備保護(hù)邏輯開發(fā)可視化、事故分析透明化、軟硬件設(shè)計(jì)可靠性高等特點(diǎn),能滿足各種接線方式下的備自投保護(hù)功能。其基本功能包括A分支備自投、B分支備自投、A分支電流后加速保護(hù)、B分支電流后加速保護(hù)、TV斷線檢測(cè)、斷路器位置異常告警等。
當(dāng)某段400 V母線非PT斷線而造成負(fù)荷設(shè)備失電,在滿足備自投啟動(dòng)條件下才能啟動(dòng)備自投。為了防止電壓波動(dòng)而導(dǎo)致備自投誤動(dòng)作,備自投的啟動(dòng)會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí),其動(dòng)作時(shí)間一般都較為迅速,以免負(fù)荷設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間失電。
當(dāng)備用電源發(fā)生永久性故障時(shí),備自投裝置動(dòng)作可能會(huì)將備用電源投于故障,此時(shí)相關(guān)保護(hù)裝置會(huì)可靠動(dòng)作,再次將備用電源切斷,切斷后備自投不會(huì)再次啟動(dòng),以免多次將備用電源投于故障,造成設(shè)備損壞和更加惡劣的影響。
3 備自投充放電條件分析
3.1 ? ?充電條件
以A分支備自投為例,備自投裝置只有在滿足下列所有充電條件后,才可能啟動(dòng)或動(dòng)作。
(1)401開關(guān)合位;(2)431開關(guān)分位;(3)400 V Ⅰ母線有壓;(4)430開關(guān)合位時(shí),判別0號(hào)站用變低壓側(cè)有壓,或430開關(guān)分位時(shí),判別0號(hào)站用變高壓側(cè)有壓。
以上條件均滿足,15 s后A分支備自投充電。
3.2 ? ?放電條件
以A分支備自投為例,備自投裝置只要滿足下列條件之一時(shí),均立即使備自投放電,備自投無(wú)法啟動(dòng)或動(dòng)作。
(1)A分支備自投軟壓板退出;(2)備自投硬壓板退出;(3)430開關(guān)合位時(shí),0號(hào)站用變低壓側(cè)無(wú)壓后,經(jīng)無(wú)壓放電延時(shí)后放電,或430開關(guān)分位時(shí),判別0號(hào)站用變高壓側(cè)無(wú)壓或0號(hào)站用變低壓側(cè)有壓后,經(jīng)放電延時(shí)后放電;(4)431開關(guān)合位;(5)403開關(guān)分位;(6)431開關(guān)位置異常;(7)401開關(guān)位置異常;(8)400 V Ⅰ母線TV斷線(可經(jīng)“TV斷線不放電”控制字投退);(9)閉鎖A分支備自投開入;(10)1號(hào)站用變低壓側(cè)拒跳;(11)A分支合閘。
以上條件任意一項(xiàng)滿足,A分支備自投瞬時(shí)放電。
4 備自投動(dòng)作邏輯分析
以A分支備自投為例,當(dāng)充電完成后,若當(dāng)0號(hào)站用變高壓側(cè)430開關(guān)在合位時(shí),檢測(cè)到400 V Ⅰ母線無(wú)壓,10 kV 1號(hào)站用變無(wú)流,0號(hào)站用變低壓側(cè)有壓,則經(jīng)延時(shí)Ttz1后跳開401開關(guān),確認(rèn)401開關(guān)跳開后經(jīng)整定延時(shí)Thz1合上431開關(guān)。
當(dāng)充電完成后,若當(dāng)0號(hào)站用變高壓側(cè)430開關(guān)在分位時(shí),檢測(cè)到400 V Ⅰ母線無(wú)壓,10 kV 1號(hào)站用變無(wú)流,0號(hào)站用變高壓側(cè)有壓,則經(jīng)延時(shí)Ttz1后跳開401開關(guān),確認(rèn)401開關(guān)跳開后,經(jīng)整定延時(shí)Thz3合上430開關(guān),確認(rèn)430開關(guān)合上后檢測(cè)0號(hào)站用變低壓側(cè)電壓,確認(rèn)有壓后,經(jīng)整定延時(shí)Thz1合上431開關(guān)。
如果備自投啟動(dòng)跳401開關(guān)且401開關(guān)合位不消失,經(jīng)Tjt延時(shí)報(bào)“10 kV 1號(hào)站用變低壓側(cè)拒跳”,并對(duì)備自投放電。正常運(yùn)行時(shí),當(dāng)任何放電條件滿足時(shí),報(bào)“A分支備自投放電告警”,200 ms后放電告警返回。A分支備自投邏輯原理框圖如圖1所示。
5 備自投電流后加速保護(hù)分析
站用電備自投裝置設(shè)有A分支和B分支電流后加速保護(hù),在備自投合閘后投入,投入時(shí)間可整定。以A分支為例,電流后加速軟壓板在投入狀態(tài)時(shí),431開關(guān)合閘產(chǎn)生脈沖信號(hào),若此時(shí)任一相電流大于整定值,則經(jīng)整定延時(shí)Tjs跳431開關(guān)。其邏輯原理框圖如圖2所示。
當(dāng)本分支電流大于整定值,后加速軟壓板投入以及本分支合閘產(chǎn)生脈沖信號(hào)這3個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí),經(jīng)與門邏輯模塊及延時(shí)Tjs使分支后加速保護(hù)動(dòng)作,其中整定延時(shí)為了防止分支電流短暫性抖動(dòng)而造成電流后加速保護(hù)誤動(dòng),或門邏輯模塊起到信號(hào)保持作用。
6 TV斷線檢測(cè)分析
以400 V Ⅰ母線TV異常檢測(cè)為例。
(1)U1(正序電壓)小于30 V,且10 kV 1號(hào)站用變低壓側(cè)合位或有流;(2)U1(正序電壓)小于30 V,且0號(hào)站用變A分支合位或有流;(3)3U2(3倍負(fù)序電壓)大于18 V。
以上任一條件成立后,延時(shí)10 s告警,報(bào)400 V Ⅰ母線TV斷線;若不滿足以上情況,10 s后TV斷線返回,TV斷線告警后可通過(guò)控制字選擇是否對(duì)備自投放電。
7 斷路器異常位置告警分析
以A分支備自投為例,當(dāng)401開關(guān)處于分位狀態(tài)且本開關(guān)所在線路有流,則經(jīng)10 s延時(shí)后報(bào)401開關(guān)位置異常告警信號(hào),同時(shí)閉鎖備自投,當(dāng)條件消失0.5 s后告警信號(hào)返回。
8 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)特高壓變電站站用電備自投裝置的基本配置、充放電條件、動(dòng)作邏輯等進(jìn)行了分析,該裝置可顯著提高電力系統(tǒng)供電可靠性、穩(wěn)定性。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,電力需求也將不斷增加,特高壓變電站規(guī)模會(huì)越來(lái)越大,屆時(shí)將會(huì)對(duì)站用電備自投裝置提出更高要求。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 220~1 000 kV變電站站用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(附條文說(shuō)明):DL/T 5155—2016[S].
收稿日期:2020-09-03
作者簡(jiǎn)介:張銳(1992—),男,江蘇揚(yáng)州人,助理工程師,研究方向:電力系統(tǒng)。