吳雪峰,周國(guó)慶
(金華電業(yè)局,浙江 金華 321017)
安裝于變電站內(nèi)的母線起著匯集和分配電流的作用,隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展,母線上元件數(shù)量越來越多,母線短路電流也在增加,如果不能快速、準(zhǔn)確地切除母線發(fā)生的故障,將給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的后果[1]。因此,母線保護(hù)裝置的可靠性關(guān)系到電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
金華變電站是金華地區(qū)的樞紐變電站之一,該站原有的220 kV母線保護(hù)屏已運(yùn)行十幾年,部分元件和二次電纜已經(jīng)老化,為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定,對(duì)220 kV金華變進(jìn)行了母差雙重化改造。新屏采用浙江電網(wǎng)程序版本統(tǒng)一后的國(guó)電南自SGB750以及深圳南瑞的BP-2C。
SGB750型數(shù)字式母線保護(hù)采用比率制動(dòng)的分相差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù),裝置適用于110~750 kV各電壓等級(jí)的各種接線方式的母線,最大主接線規(guī)模為24單元[2]。鑒于SGB750裝置首次應(yīng)用于金華電網(wǎng),就保護(hù)裝置及其在調(diào)試投運(yùn)中遇到的問題進(jìn)行了分析。
母線電壓正常時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)和失靈保護(hù)的出口;母線電壓異常且某一電壓特性量(如相電壓突變、相電壓、負(fù)序電壓、零序電壓等)變化達(dá)到靈敏定值U1時(shí),開放失靈保護(hù)出口回路,達(dá)到較高定值U2時(shí),開放差動(dòng)保護(hù)出口回路,功能關(guān)系如圖1所示[3]。
圖1 復(fù)合電壓閉鎖
在母聯(lián)斷路器合閘而雙母線并列運(yùn)行狀態(tài)下,裝置對(duì)各段母線電壓分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)計(jì)算,若任一段母線的復(fù)合電壓閉鎖功能響應(yīng),則開放母線所有連接單元的出口回路。當(dāng)其中一段母線監(jiān)測(cè)到TV斷線時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)為用健全母線的電壓監(jiān)測(cè)計(jì)算判別結(jié)果作為兩段母線的總復(fù)合電壓閉鎖功能,無須加裝電壓切換開關(guān)。
在母聯(lián)斷路器分閘而雙母線分列運(yùn)行狀態(tài)下,保護(hù)的各段母線出口跳閘回路必須經(jīng)相應(yīng)段復(fù)合電壓閉鎖功能的控制。
斷相故障檢測(cè)(mU<3)子功能,用于不間斷地檢測(cè)各段母線的三相電壓,當(dāng)母線自產(chǎn)零序電壓大于8 V或三相電壓幅值之和)小于30 V,延時(shí)10 s報(bào)該母線TV斷線。
母線TV斷線時(shí)開放對(duì)應(yīng)母線段的電壓閉鎖元件,TV斷線10 s后當(dāng)系統(tǒng)判定系統(tǒng)雙母線并列運(yùn)行時(shí),電壓閉鎖元件自動(dòng)切換使用正常母線段電壓決定是否開放電壓閉鎖,判定系統(tǒng)分列運(yùn)行時(shí)不切換,功能關(guān)系如圖2所示。
圖2 電壓切換
裝置判斷系統(tǒng)分列運(yùn)行的邏輯:當(dāng)母聯(lián)開關(guān)跳閘位置繼電器接點(diǎn)TWJ閉合及分列壓板投入時(shí)判斷母線分列運(yùn)行,否則判為并列運(yùn)行,如圖3所示。
圖3 分列邏輯
對(duì)SGB750裝置進(jìn)行雙母分列運(yùn)行,母聯(lián)開關(guān)檢修狀態(tài)下的模擬故障試驗(yàn)。
(1)雙母分列運(yùn)行,投入分列壓板,母聯(lián)開關(guān)檢修,拉開母聯(lián)開關(guān),模擬I母TV斷線,10 s內(nèi)I母發(fā)生故障實(shí)驗(yàn)時(shí),I母差動(dòng)啟動(dòng)并出口。
(2)雙母分列運(yùn)行,投入分列壓板,母聯(lián)開關(guān)檢修,拉開母聯(lián)開關(guān),模擬I母TV斷線,10 s后I母發(fā)生故障實(shí)驗(yàn)時(shí),I母差動(dòng)啟動(dòng)但不出口。
(3)雙母分列運(yùn)行,投入分列壓板,母聯(lián)開關(guān)檢修,合上母聯(lián)開關(guān),此時(shí)I母TV斷線,I母發(fā)生故障時(shí)I母差動(dòng)啟動(dòng)并出口。
模擬故障(1),I母TV斷線10 s內(nèi)I母故障,由于母線TV斷線時(shí)開放對(duì)應(yīng)母線段的電壓閉鎖元件,所以母差啟動(dòng)并出口。
模擬故障(2),10 s后I母故障,由于母聯(lián)開關(guān)TWJ斷開,系統(tǒng)判母線并列運(yùn)行,復(fù)壓閉鎖自動(dòng)切換到II母正常電壓,導(dǎo)致I母故障時(shí)母差啟動(dòng)但被復(fù)壓閉鎖而無法出口。
模擬故障(3),I母TV斷線,由于TWJ閉合同時(shí)分列壓板投入,系統(tǒng)判母線分列運(yùn)行,不進(jìn)行電壓切換,電壓閉鎖元件開放,母線發(fā)生故障時(shí)正常啟動(dòng)并出口。
BP-2C通過自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式判別分列運(yùn)行。自動(dòng)方式是將母聯(lián)開關(guān)的常開和常閉輔助接點(diǎn)引入裝置的端子,若開關(guān)的常開和常閉接點(diǎn)不對(duì)應(yīng),裝置默認(rèn)為開關(guān)合,同時(shí)發(fā)出開入異常告警信號(hào);手動(dòng)方式是運(yùn)行人員在母聯(lián)開關(guān)斷開后,投入 “母線分列壓板”,在合母聯(lián)開關(guān)前,退出該壓板。以上兩種方式中,手動(dòng)方式優(yōu)先級(jí)最高。即若投“母線分列壓板”,裝置認(rèn)為母線分列運(yùn)行;若退“母線分列壓板”,裝置根據(jù)自動(dòng)方式判別母線運(yùn)行狀態(tài)。其判別邏輯為“或”門邏輯。
(1)母聯(lián)開關(guān)檢修時(shí)是允許分合開關(guān)的,母聯(lián)狀態(tài)將經(jīng)常發(fā)生變化,使母差保護(hù)無法判別母線實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài),此時(shí)若發(fā)生故障,母差將被閉鎖而無法出口切除故障,造成保護(hù)拒動(dòng)而越級(jí)動(dòng)作,擴(kuò)大故障范圍。
(2)分列運(yùn)行時(shí)若未投入分列壓板,系統(tǒng)判斷并列運(yùn)行。I母TV斷線10 s后I母故障,導(dǎo)致I母差動(dòng)被自動(dòng)切換后的復(fù)壓閉鎖無法出口。
(3)分列運(yùn)行時(shí),投入分列壓板,母聯(lián)開關(guān)位置量引入錯(cuò)誤(母聯(lián)開關(guān)檢修時(shí)),系統(tǒng)判斷并列運(yùn)行。I母TV斷線10 s后I母故障,將導(dǎo)致I母差動(dòng)被自動(dòng)切換后的復(fù)壓閉鎖而無法出口。
修改母差內(nèi)部判別程序,將系統(tǒng)判別分列運(yùn)行“與”門邏輯改為“或”門邏輯,如圖4。
圖4 修改后的邏輯圖
對(duì)于“與”門邏輯所帶來的問題,改為“或”門邏輯并且分列壓板優(yōu)先后得到解決:
(1)母聯(lián)開關(guān)檢修時(shí),投入分列壓板,帶開關(guān)試驗(yàn),母聯(lián)狀態(tài)的變化將不會(huì)使系統(tǒng)誤判母線并列運(yùn)行。
(2)分列運(yùn)行時(shí)若未投入分列壓板,由于跳閘位置繼電器TWJ閉合,系統(tǒng)判分列運(yùn)行。
(3)分列運(yùn)行時(shí),投入分列壓板,即使母聯(lián)開關(guān)位置量引入錯(cuò)誤,也不會(huì)使系統(tǒng)誤判為并列運(yùn)行。
同時(shí)應(yīng)注意到,將邏輯改為“或”門后,雙母并列運(yùn)行時(shí),誤投分列壓板應(yīng)發(fā)出異常告警。
加裝母聯(lián)跳位壓板。母聯(lián)開關(guān)檢修狀態(tài)下,在分列壓板投入的同時(shí)投入此壓板。如圖5所示。
分列壓板與母聯(lián)TWJ開入短接,投入分列壓板時(shí)同時(shí)啟動(dòng)TWJ,如圖6所示。
方案二、三是臨時(shí)性的解決方法,方案一是從系統(tǒng)程序內(nèi)部進(jìn)行解決,更加徹底完善。通過與廠家討論,最終采用方案一來徹底解決分列邏輯問題。
圖5 加裝圖
圖6 短接圖
對(duì)于技改工程中新設(shè)備的安裝調(diào)試驗(yàn)收,首先要做好安全預(yù)控,分析各種運(yùn)行方式下的危險(xiǎn)點(diǎn);然后從二次回路與裝置邏輯兩個(gè)方面進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證,在裝置邏輯的調(diào)試過程中,特別要注重不同廠家對(duì)某些接線的不同實(shí)現(xiàn)方法,驗(yàn)證其邏輯是否符合實(shí)際運(yùn)行條件,盡早發(fā)現(xiàn)邏輯上的缺陷,減少投運(yùn)以后帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。
[1] 吳懷誠(chéng),王巍.微機(jī)型母線保護(hù)存在的若干問題及解決方案[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2008,36(20):78-82.
[2] 王宇,鄔竟,唐劍東.SGB750數(shù)字式母線保護(hù)裝置的應(yīng)用[J].湖南電力,2006,26(5):55-57.
[3] 國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司.SG B750系列數(shù)字式母線保護(hù)裝置技術(shù)說明書(浙江版)[R].2008.