, , ,,
(1.國網(wǎng)新疆電力公司檢修公司,新疆 阜康 831500;2.新疆電力調(diào)度控制中心,新疆 烏魯木齊 830002)
目前新疆750 kV變電站8座,高壓側(cè)母線全部采用3/2接線方式。這種接線方式的特點(diǎn)是兩條線路之間有3組斷路器,每條線路平均有一個半斷路器,如圖1所示。
圖1 3/2完整接線方式
從圖1可以看出,3/2完整接線方式?jīng)]有多回路集結(jié)點(diǎn)、并由兩個元件(線路或發(fā)變組)引線,每串用3臺斷路器接向兩組母線(Ⅰ、Ⅱ)組成一個半斷路器接線,每一回輸電線路經(jīng)1臺斷路器接至母線,兩條輸電線回路之間由1個聯(lián)絡(luò)斷路器形成1串。
圖2 3/2不完整接線方式
從圖2可以看出,3/2不完整接線時,有一串是由兩個斷路器連接,接于兩母線之間,兩斷路器之間接一條線路。其余為完整3/2接線方式。
3/2接線方式運(yùn)行靈活、供電可靠,多用于330 kV及以上的超高壓電網(wǎng)。由于這種接線方式與新疆傳統(tǒng)220 kV變電站采用的雙母線帶旁路接線形式存在很大差別,并且電壓等級更高,因此需要在運(yùn)行中靈活掌握這種接線方式,提高技術(shù)水平與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
下面主要從運(yùn)行方式、保護(hù)、檢修靈活性等方面重點(diǎn)討論3/2母線接線形式,同時對3/2接線方式下的倒閘操作進(jìn)行了優(yōu)化。對于增強(qiáng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、提高運(yùn)維效率具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
表1 開關(guān)數(shù)比較
從表1知,3/2完整接線時,斷路器和隔離開關(guān)比較多,導(dǎo)致電流互感器配置也較多,二次接線復(fù)雜,二次操作項(xiàng)目多。
用停電百分比進(jìn)行定量比較分析電氣主接線的可靠性,則停電百分比的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
由圖1所示3/2接線形式的故障停電可靠性數(shù)據(jù)分析見表2。
表2 3/2完整接線的故障停電可靠性分析
從表2可以看出,采用3/2完整接線方式,故障停電回路數(shù)最多為3回,占全部回路數(shù)的60%,不會發(fā)生全回路停電的現(xiàn)象。這是因?yàn)榘l(fā)生母線故障或斷路器故障時,不會影響線路供電。同時當(dāng)斷路器拒動時,事故不擴(kuò)大,隔離開關(guān)只作為隔離電源使用,不需要切換母線。
通常來說,如果一串中接兩條線路,應(yīng)盡量一條接母線進(jìn)線,一條母線出線,或接兩條聯(lián)系緊密的相鄰線路,這樣可以保證兩條母線都故障時,仍有功率傳送。當(dāng)然,如果有兩臺主變壓器,應(yīng)分別接入兩個串中。
在一般電氣主接線中,母線比線路重要,一旦因?yàn)橥k姇r誤操作,直接帶負(fù)荷拉母線側(cè)隔離開關(guān),導(dǎo)致母線故障,母線所在線路會全部停電,先拉負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān),如果發(fā)生帶負(fù)荷拉開關(guān),只會造成線路故障,母線不會故障。而在3/2 斷路器接線方式下,線路或變壓器比母線更為重要,因?yàn)榧词鼓妇€故障,母線上所有斷路器全部跳閘,仍然不會影響線路和主變壓器供電,但是會影響運(yùn)行的穩(wěn)定性。
雖然3/2斷路器接線方式下,帶負(fù)荷拉開關(guān)發(fā)生的概率很低,各地方對于倒閘操作中隔離開關(guān)拉合的順序沒有明確規(guī)定,但是按照《安規(guī)》要求“停電拉閘操作必須按照斷路器(開關(guān))——負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)(刀閘)——母線側(cè)隔離開關(guān)(刀閘)的順序依次進(jìn)行” 來確定拉閘順序,考慮到斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)發(fā)生帶負(fù)荷拉閘事故對系統(tǒng)影響程度的不同,在3/2接線方式下依然適用。
3/2接線的隔離開關(guān),僅僅只作為隔離電器使用,不需要倒閘操作。處理事故時利用斷路器操作,消除事故迅速。同時由于斷路器不需要代路操作,可任意停下來檢修,及時發(fā)現(xiàn)缺陷,及時處理,保證斷路器處于良好的工況,其邊斷路器、中間斷路器、隔離開關(guān)操作簡單,運(yùn)行方便,設(shè)備檢修條件好。
1.4 3/2完整接線繼電保護(hù)運(yùn)行、檢修
3/2斷路器接線方式下,線路保護(hù)不但按雙重化進(jìn)行配置,對每一個斷路器還有一套專用的保護(hù)裝置,這也導(dǎo)致在倒閘操作過程中,重合閘投退具有與以往不同的特點(diǎn)。
母線保護(hù)裝設(shè)有兩組獨(dú)立的單母線差動保護(hù),結(jié)構(gòu)簡單。當(dāng)母線保護(hù)誤動時跳開本母線的斷路器,元件不會停電。保護(hù)裝置校驗(yàn)時可停一條母線進(jìn)行,此時另一母線故障,只要兩線路之間的斷路器正常,此時只會造成解列運(yùn)行,而不會造成停電事故,幾乎無影響。
斷路器失靈保護(hù)啟動回路是由所連接兩個元件的保護(hù)出口和本身的判別元件構(gòu)成,同時采用電壓判別設(shè)備,故保護(hù)裝置和電壓切換回路比較復(fù)雜。
其電壓電流回路元件的儀表,線路保護(hù)裝置的電流回路,需接兩組電流互感器,故交叉接線比較復(fù)雜,而母線保護(hù)裝置的電流回路是固定連接,比較簡單。各元件的電壓回路接于專用電壓互感器,不需要切換,較簡單。同時由于隔離開關(guān)不用倒閘操作,所以斷路器和隔離開關(guān)各元件之間沒有倒閘連鎖,連鎖回路簡單。
控制回路由于聯(lián)絡(luò)斷路器受兩個元件控制,比較復(fù)雜。
表3 靈活性和擴(kuò)建性分析
3/2接線形式滿足了運(yùn)行方式的靈活性,但是在改擴(kuò)建工程中受到很大限制。
750 kV變電站在投運(yùn)初期,各出線間隔都不完整,很少能一次組成2個以上的完整串,存在多種過渡方式。圖3是比較常見的一種接線方式。
(1)3/2接線不完整串產(chǎn)生的過渡方式變化
如圖3所示,在3/2不完整接線形式中,若在7530檢修狀態(tài)下,發(fā)生7520開關(guān)跳閘,則系統(tǒng)可能解列為兩部分。而此時,線路開關(guān)7532、7531,7521均處于運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)運(yùn)行方式已經(jīng)發(fā)生了較大變化,在穩(wěn)控系統(tǒng)定值判斷、事故處理等方面均需要特殊考慮。
又如7531母線側(cè)隔離開關(guān)檢修(或者7521母線側(cè)隔離開關(guān)檢修)時,若此時7520(或者7532)發(fā)生故障,則系統(tǒng)也可能解列為兩部分運(yùn)行。同時,如果完整串設(shè)備停運(yùn)形成不完整串,也可能造成上述情況,需給予高度關(guān)注。
圖3 3/2接線建設(shè)初期的不完整接線形式
新疆750 kV變電站,站內(nèi)設(shè)備多,設(shè)備區(qū)面積比較大,每次遙控操作電氣設(shè)備,都需要在設(shè)備區(qū)檢查實(shí)際位置。由于主控室距離設(shè)備區(qū)較遠(yuǎn),需要來回往返,延長了倒閘操作時間,縮短了變電檢修的有效工作時間,降低了操作效率。因此,如何提高倒閘操作效率,降低操作時間已成為750 kV變電站運(yùn)維人員迫切需要解決的問題之一。
作為運(yùn)維人員,在滿足安規(guī)和運(yùn)行規(guī)程的基礎(chǔ)上,提出了如下優(yōu)化倒閘操作的幾個方面。
(1)優(yōu)化操作步驟
合理調(diào)整操作順序,優(yōu)化操作線路。比如母線進(jìn)行倒閘操作時,按照實(shí)際間隔順序依次進(jìn)行操作,盡量減少不必要的操作,比如保護(hù)壓板投退等。
(2)安排輔助操作人員
安排輔助操作人負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的檢查,由輔助操作人員通過無線通訊設(shè)備(如對講機(jī)) 匯報現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際位置,減少人員往返路程,縮短了操作時間。
(3)集中監(jiān)控和現(xiàn)場操作相結(jié)合
因?yàn)?50 kV變電站綜合自動化程度高,可以采用集中監(jiān)控下的操作模式,開關(guān)都能在監(jiān)控后臺計算機(jī)上遙控。另派一名變電運(yùn)維人員專門在現(xiàn)場檢查設(shè)備操作到位情況,并用對講機(jī)向主控臺匯報。由于在計算機(jī)上依靠軟件規(guī)則更易實(shí)現(xiàn)完善的防誤功能,因此這種操作方式比常規(guī)的現(xiàn)場操作更快捷、更安全,因而更有利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
重點(diǎn)分析了新疆750 kV變電站3/2母線接線方式,對3/2接線方式在運(yùn)行的可靠性、檢修方式下的靈活性與倒閘操作的安全性方面進(jìn)行重點(diǎn)討論,同時結(jié)合實(shí)際工作情況提出了幾點(diǎn)優(yōu)化倒閘操作效率的建議,對于新疆超高壓電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)具有十分重要的意義。
[1] 何仕卿. 220 kV母線保護(hù)改造問題[J]. 四川電力技術(shù),2009,31(20):73-74.
[2] 鐘惠霞.南方電網(wǎng)500 kV 3/2斷路器主接線的特殊運(yùn)行方式[J].電網(wǎng)技術(shù),1995(5): 35-39.
[3] 范錫普.發(fā)電廠電氣部分[M].北京:水利電力出版社,1987.
[4] 宋繼成.220~500 kV變電所電氣接線設(shè)計[M].北京:中國電力出版社,2004.
[5] 廣西電力設(shè)計院.500 kV玉林變初步設(shè)計[Z].1998.
[6] 中南設(shè)計院.500 kV南寧變初步設(shè)計[Z].2000.