黃滇生

(云南電網(wǎng)公司大理供電局，云南 大理 671000)

1 地方小水電發(fā)展情況

地方小水電存在設(shè)備簡(jiǎn)陋，技術(shù)水平低，布局不規(guī)范等問(wèn)題。多數(shù)小水電站都是就近梯接在附近的35kV或10kV配電線路上。由于這些小水電站都未配置電壓、頻率異常解列裝置，為防止這些配網(wǎng)線路重合閘時(shí)對(duì)小水電機(jī)組造成沖擊，梯接有小水電站的35kV、10kV配電線路重合閘都未投入運(yùn)行。與主網(wǎng)聯(lián)絡(luò)的110kV線路瞬時(shí)故障切除重合閘前還需解列有上網(wǎng)小水電站的配電線路，導(dǎo)致供電可靠率低下。這些小水電站全部為徑流式電站，無(wú)調(diào)節(jié)能力，基本上都處于汛期棄水，枯期有多少水發(fā)多少電狀況。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 運(yùn)行方式對(duì)10kV配網(wǎng)的影響

某110kV變電站是一個(gè)典型的單線、單變、有上網(wǎng)小電源的終端變電站。正常運(yùn)行方式下主變110kV中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地。采用了解列重合閘的方式。即保護(hù)動(dòng)作跳本線路斷路器的同時(shí)，跳開(kāi)變電站所有有上網(wǎng)小電源的線路。重合閘采用檢母線無(wú)壓、線路有壓方式重合;

主變壓器110kV側(cè)中性點(diǎn)采用經(jīng)放電間隙的接地方式。發(fā)生接地故障、變電站側(cè)線路保護(hù)不動(dòng)作時(shí)，變電站主變中性點(diǎn)間隙擊穿，間隙保護(hù)保護(hù)動(dòng)作后將以較短的時(shí)限跳開(kāi)所有上網(wǎng)電源線路。以保證線路接地故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)，線路重合閘能夠成功動(dòng)作。上述兩種故障情況下都將導(dǎo)致梯接有小水電站的配電線路與變電站母線解列。

2.2 過(guò)電壓原因分析

1)由于梯接在配網(wǎng)線路上的這些小水電站在配網(wǎng)線路與變電站母線解列時(shí)不能自動(dòng)解列。

2)變電站為保證110kV供電線路發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)，重合閘能夠動(dòng)作成功，110kV線路保護(hù)、主變中性點(diǎn)間隙保護(hù)動(dòng)作時(shí)需要連切這些梯接有小水電站的配網(wǎng)線路。導(dǎo)致變電站二次回路接線復(fù)雜，變電運(yùn)行操作復(fù)雜，可靠性低。

3)豐水期負(fù)荷低谷時(shí)段發(fā)生配網(wǎng)線路與變電站母線解列，必然會(huì)發(fā)生過(guò)電壓。

3 解決方案

1)將電站升壓變壓器高壓側(cè)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)更換為可進(jìn)行遠(yuǎn)方電動(dòng)操作的斷路器。完善電站的發(fā)電機(jī)、變壓器的保護(hù)裝置，加裝低頻、電壓解列裝置。

2)加裝直流操作電源系統(tǒng)，為斷路器和保護(hù)、安全自動(dòng)裝置提供可靠的工作電源。

3)將電站的手動(dòng)或機(jī)液調(diào)速器更換為微機(jī)控制的電液調(diào)速器;手動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)更換為微機(jī)控制的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。

4)保留原配置的保護(hù)、調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)。但應(yīng)將升壓變高壓側(cè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)更換為具有失壓脫扣功能的高壓斷路器，并在升壓變高壓側(cè)加裝線路電壓互感器，保證線路電壓正常時(shí)斷路器才可以合閘。斷路器的正常分、合閘可采用手動(dòng)操作方式。

5)加裝頻率、電壓異常解列裝置，裝置的工作電源可采用交流站用電源整流供電。

6)如不考慮加裝頻率、電壓異常解列裝置。則可將發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)器的過(guò)電壓動(dòng)作定值調(diào)低至正常運(yùn)行電壓的1.20～1.25倍;適當(dāng)調(diào)高升壓變高壓側(cè)斷路器的脫扣電壓值，可考慮調(diào)高至正常運(yùn)行電壓的0.7～0.8倍。只要配電線路與變電站10kV母線解列，小水電站就與配電線路斷開(kāi)。

4 改造情況

1)枯水期，這些小水電站主要是做好電站機(jī)組、設(shè)備的檢修、維護(hù)。其次是利用有限的來(lái)水發(fā)電。在此期間，有限的發(fā)電量只能作為主網(wǎng)下網(wǎng)電量的補(bǔ)充。負(fù)荷高峰期，當(dāng)配電線路與變電站解列后，巨大的負(fù)荷缺額將導(dǎo)致孤立小網(wǎng)的頻率、電壓迅速崩潰。小水電站操作電源消失，保護(hù)及自動(dòng)控制裝置將失去作用。此時(shí)具有失壓脫扣功能的斷路器失壓脫扣動(dòng)作，斷路器分閘，將小水電站與配電線路斷開(kāi)。變電站側(cè)配電線路的重合閘檢查母線有壓、線路無(wú)壓重合，恢復(fù)對(duì)配電線路的供電。為保證配電線路重合閘動(dòng)作時(shí)，小水電站已與配電線路斷開(kāi)，電站側(cè)斷路器失壓脫扣的電壓值應(yīng)高于變電站側(cè)重合閘檢無(wú)壓電壓值。

2)豐水期的情況有負(fù)荷高峰期和負(fù)荷低谷期兩種情況。負(fù)荷高峰期發(fā)生配電線路與系統(tǒng)解列，小水電站的發(fā)電能力不能滿足負(fù)荷需求，將導(dǎo)致配電線路頻率、電壓下降。由于小水電站無(wú)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)能力，發(fā)電機(jī)的輸出頻率、電壓將會(huì)持續(xù)下降，最后導(dǎo)致低頻、電壓解列裝置動(dòng)作或斷路器失壓脫扣動(dòng)作將發(fā)電機(jī)與配電線路解列。變電站側(cè)配電線路重合閘檢測(cè)到配電線路電壓消失后動(dòng)作合上配電線路斷路器，恢復(fù)對(duì)配電線路的供電。配電線路電壓恢復(fù)后，小水電站再與配電線路同期并列，恢復(fù)運(yùn)行。

如負(fù)荷低谷期小水電站有富余電量上網(wǎng)的情況下發(fā)生配電線路與系統(tǒng)解列，孤立小網(wǎng)頻率、電壓都會(huì)升高。如電壓升高超過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器動(dòng)作電壓，過(guò)電壓保護(hù)器動(dòng)作將小水電站與配電在線路解列，避免用戶電器長(zhǎng)期處于高電壓下工作損壞。如電壓升高幅度不大，不足以導(dǎo)致過(guò)電壓保護(hù)器動(dòng)作，則孤立小網(wǎng)有可能維持長(zhǎng)期運(yùn)行。為防止這種情況出現(xiàn)，應(yīng)考慮加裝反應(yīng)于頻率、電壓升高或降低的頻率、電壓異常解列裝置。

5 結(jié)束語(yǔ)

小水電站通過(guò)上述技術(shù)改造，具備了電網(wǎng)異常時(shí)與配電線路自動(dòng)解列的能力后則可簡(jiǎn)化變電站的相關(guān)二次回路，提高配網(wǎng)線路的供電可靠率。建議制定地方小水電上網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范，滿足了并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)規(guī)范要求后才可批準(zhǔn)入網(wǎng)。

［1］華中工學(xué)院.發(fā)電廠電氣部分.(高等學(xué)校教材)［M］.

［2］吳大榕.電機(jī)學(xué).(高等學(xué)校教材)［M］.

［3］李先彬.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.(高等學(xué)校教材)［J］.

［4］天津大學(xué).電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.(高等學(xué)校教材)［M］.