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        淺談變電站測控裝置同期功能的調(diào)試應(yīng)用

        2011-12-20 03:49:24陳再強
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展趨勢變電站

        陳再強

        摘要:隨著對服務(wù)質(zhì)量要求的不斷提高,供電企業(yè)越來越重視電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。同期合閘操作是變電站的重要操作,關(guān)系到系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行。作者結(jié)合工作實踐闡述了對同期合閘的一些認(rèn)識,常見的同期方式原理及一般變電站不能實現(xiàn)同期合閘功能的測控裝置改造方案、功能調(diào)試方法、調(diào)試過程中的注意事項及未來發(fā)展趨勢。以供參考!

        關(guān)鍵詞:變電站;測控裝置;同期功能;發(fā)展趨勢

        0、引言

        隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,電網(wǎng)改造加大,電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜化,變電站在并網(wǎng)的過程中,一般要求斷路器經(jīng)同期合閘。所謂同期,是指電力系統(tǒng)中將兩個系統(tǒng)并網(wǎng)的操作。理想的同期條件為兩側(cè)頻率相等、電壓幅值相等、相角差為零。同期合閘操作是解決電網(wǎng)系統(tǒng)中分開運行的線路斷路器正確投入的重要保障,它可以實現(xiàn)電網(wǎng)并網(wǎng)、系統(tǒng)并列運行,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠運行。

        1、測控裝置非同期合閘事故引出的問題

        同期操作是變電站重要的操作。如果發(fā)生非同期合閘,由于合閘沖擊電流很大,巨大的沖擊電流將對系統(tǒng)、變壓器、發(fā)電機造成嚴(yán)重沖擊,嚴(yán)重擾亂整個系統(tǒng)運行甚至造成整個電力系統(tǒng)崩潰。2009年7月20日云南玉溪110kV南恩變電站小系統(tǒng)和主網(wǎng)非同期合閘,導(dǎo)致小系統(tǒng)崩潰,110kV南恩變電站全站失壓事故,影響重大。

        2、測控裝置同期合閘方式分析

        目前變電站測控裝置經(jīng)常用到的同期合閘方式一般為準(zhǔn)同期、檢同期和檢無壓方式。

        (1)準(zhǔn)同期方式。并網(wǎng)兩側(cè)的電氣條件在完全滿足電壓、頻率、相序、相位都相同時才能進行的合閘操作,叫準(zhǔn)同期。(2)檢同期方式。在合開關(guān)之前,先檢測開關(guān)兩端(線路側(cè)和母線側(cè))是否滿足同期條件(即電壓、相位、頻率都相同)時,再合開關(guān)。(3)檢無壓方式。在合開關(guān)前,先檢測開關(guān)線路是否有電壓,確定無電壓后,再合開關(guān)。不過以上3點是理想化的同期判定條件,而電網(wǎng)運行時電壓、頻率、相角不可能達到完全相同,所以在實際運用時只要能滿足測控裝置內(nèi)的同期定值即可。

        3、測控裝置不能實現(xiàn)同期功能測控裝置的改造方案

        經(jīng)過對清遠電網(wǎng)110kV及以上測控裝置同期功能的統(tǒng)計,清遠供電局一些變電站測控裝置不能實現(xiàn)同期功能,主要是以下3種情況:測控裝置本身無同期功能;測控裝置具有同期功能,但未接入同期電壓;無同期把手、硬壓板。本身不具有同期功能的測控裝置,只能要求廠家對裝置進行升級或更換設(shè)備。而對后2種的情況,則設(shè)計了相應(yīng)改造方案,以滿足測控裝置實現(xiàn)同期合閘的要求。

        以國電南瑞科技NSD500系列測控裝置為例。某變電站220kV#1主變測控裝置未接同期電壓線、無同期把手或同期硬壓板、后臺機遙控斷路器無同期合閘選項。整改方案如下:根據(jù)主變同期原理,主變高壓側(cè)電壓為母線電壓,中壓側(cè)為抽取側(cè)電壓。將#1主變高壓側(cè)三相母線電壓引入同期電壓即可。

        由于#1主變測控裝置無同期把手或同期硬壓板,在備用壓板中找出一塊作為同期硬壓板,完善壓板接入即可(按220kV測控裝置壓板接入原理進行接入)。而針對后臺機不具備同期遙控功能的問題,則打開后臺機數(shù)據(jù)庫,將節(jié)點類型選擇為“測控”,將要進行同期操作的開關(guān)在開關(guān)表中“存在同期操作”選上,保存。此時,后臺進行遙控操作,即有同期操作菜單。其他廠家的測控裝置改造原理與此類似。

        4、測控裝置同期功能的調(diào)試方法及注意事項

        4.1同期功能的調(diào)試方法

        電壓異常閉鎖:當(dāng)測控裝置輸入Ua或Usa小于額定值的80%或大于額定值的120%時,應(yīng)閉鎖同期合閘。

        頻差閉鎖:假定某測控裝置同期定值中頻差閉鎖值為0.2Hz,檢驗頻差閉鎖值的方式如下:以母線側(cè)頻率為基準(zhǔn)(線路側(cè)電壓和角度符合同期條件),在調(diào)試儀器中設(shè)母線側(cè)頻率為50Hz,線路側(cè)頻率為49.7Hz,則頻率差值為0.3Hz,同期合閘不成功。我們不斷增大線路側(cè)頻率,減少頻率差值,直到斷路器經(jīng)同期合閘成功,便得到頻差閉鎖值。同理,同期角差、壓差閉鎖值的校驗方法與上面相同。值得一提的是,像南瑞繼保RCS-9705C型測控裝置,無壓方式有7種之多,如果每次都帶開關(guān)試驗,將造成開關(guān)頻繁分合,對開關(guān)造成損害,可以通過測量出口壓板電壓的方法來判斷是否有合閘出口。

        4.2注意事項

        由于目前測控裝置的生產(chǎn)廠家較多,那么在同期功能調(diào)試的過程中,可能因為忽略一些小細節(jié),而導(dǎo)致同期調(diào)試的失敗。(1)注意線路PT的安裝相別。測控裝置中,一般只用一相線路電壓與母線電壓進行比較,而在110kV線路中只安裝單相PT,所以調(diào)試前必須去現(xiàn)場核查PT的安裝相別,否則有可能由于測控裝置內(nèi)設(shè)置用于比較的相電壓與實際PT安裝相不符而導(dǎo)致同期功能無法實現(xiàn)。(2)注意線路抽取側(cè)電壓選擇的區(qū)別。一般線路二次側(cè)抽取電壓有57.7 V和100 V兩種。若同期控制字中定義抽取電壓為57.7V,則在壓差閉鎖試驗中,可直接用母線電壓與線路抽取電壓幅值的差來計算同期壓差閉鎖值。若同期控制字中定義抽取側(cè)電壓為100 V,則需先將母線電壓轉(zhuǎn)化為100 V,再通過計算母線與線路電壓的幅值差來驗證壓差閉鎖值。(3)注意同期控制字或同期定值的設(shè)置。不同廠家的測控裝置中同期控制字或同期定值的設(shè)置方法不同,最容易被忽視的是TA、TV斷線判別投入的問題。若TA、TV斷線判別投入,則在做同期實驗時,一定要加上所有的母線電壓值、線路電流值,否則TA斷線或TV斷線報警,同期合閘不出口;反之,TA斷線、TV斷線判別退出,則同期合閘只需要滿足相應(yīng)的合閘條件即可。(4)同期定值更改時的注意事項。南瑞繼保RCS9700系列測控裝置,在更改同期定值后,需將裝置進行復(fù)歸操作,否則同期定值更改無效。國電南瑞科技NSD263系列測控裝置,在更改同期定值前需要將裝置面板上的設(shè)置按鈕拔到允許位置(更改后恢復(fù)到禁止),否則同期定值不能進行更改。(5)注意同期合閘時遙控的選擇方式。南國續(xù)保RCS9700系統(tǒng)測控裝置,在監(jiān)控后臺進行遙控合閘時,有“一般遙控、檢同期、檢無壓、”3種選擇方式。若選擇一般遙控則合閘不經(jīng)同期出口。北京四方CSL-200E系列測控裝置,后臺遙控合閘是不經(jīng)同期出口的。若要進行同期合閘,在測控裝置投入同期軟壓板的前提下,必須在就地kk把手上進行手合操作,才經(jīng)同期出口。(6)同期合閘遙控時的注意事項。國電南自PSR662系列測控裝置,當(dāng)接收到斷路器非同期合閘命令時,遙控板(DO)發(fā)出OUT8出口命令后合閘。同期合閘時,遙控板先發(fā)出OUT8出口命令,綜合管理機驅(qū)使交流模塊(AC-2)啟動同期邏輯判別,滿足同期合閘要求則OUT1出口;但交流采集板無信號電源供給,不能發(fā)出OUT1出口命令,這時需要投入“遙控出口壓板”提供信號電源給交流集板,方可發(fā)出合閘命令。而國電南瑞NSD263系列測控裝置,同期功能邏輯別是在CPU板上進行的。

        5、同期裝置的未來發(fā)展趨勢

        5.1應(yīng)具備實時測量合環(huán)點的功角值

        在進行合環(huán)操作前必須確認(rèn)因合環(huán)操作造成的潮流再分配,不致使新投入的原件(線路、變壓器等)因保護啟動或失步而再跳閘。所以裝置應(yīng)能實時測量開環(huán)點的功角(正在運行的另半環(huán)的功角),該功角值確定了合環(huán)后新投入原件的潮流大小。

        5.2應(yīng)具備允許功角整定的元件

        測量合環(huán)點功角的目的是通過實測值與允許值比較,確定是否可以執(zhí)行合環(huán)操作。因此,需要設(shè)置允許功角整定的元件,確定是開放還是閉鎖合閘回路。這里應(yīng)該特別強調(diào)的是當(dāng)整定元件閉鎖了合閘回路時,既不應(yīng)該放棄合閘操作機會,也不允許強行手動合閘。在運行方式較復(fù)雜,且一個允許功角定值不夠時,應(yīng)具備遙控改變定值的可能。

        5.3應(yīng)具備向上級調(diào)度發(fā)送同期閉鎖條件、合閘方式等遙信信號功能

        當(dāng)合環(huán)點實測功角大于允許功角定值時,合閘回路將被閉鎖,此時應(yīng)立即向調(diào)度發(fā)出合環(huán)操作不具備條件的遙信信號,例如“合環(huán)點壓差越限”、“合環(huán)點測量功角越限”、“檢同期合閘失敗”等,以便調(diào)度員及時實施潮流調(diào)配,創(chuàng)造合閘條件,一旦當(dāng)條件滿足,立即實行自動合閘。

        若上述3點功能得以應(yīng)用,不僅大大提高了同期合閘的可靠性,還可以對目前正在研究開發(fā)的“調(diào)度防誤操作系統(tǒng)”中的部分功能提供理論和實際的支持。

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