孫 健

（山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250002）

1 概述

某電廠一期工程220 kV升壓站為雙母線配置，設(shè)計(jì)有1條出線間隔、1號、2號啟備變間隔、母線PT間隔、母聯(lián)間隔，其中啟備變高壓側(cè)經(jīng)隔離開關(guān)通過電纜從220 kV GIS接入，低壓側(cè)通過共箱母線與10 kV廠用母線連接。受各種原因影響，在倒送電后短期內(nèi)不能集中大范圍開展分部試運(yùn)工作，以致無法提供足夠的廠用負(fù)荷進(jìn)行母線差動(dòng)、啟備變差動(dòng)、線路保護(hù)帶負(fù)荷校驗(yàn)，為確保電網(wǎng)安全，倒送電里程碑計(jì)劃一度受到推遲［1］。

2 存在的問題

由于該電廠處于新建階段，受設(shè)備、安裝等原因整體進(jìn)度緩慢，導(dǎo)致倒送電后無法組織起足夠的廠用負(fù)荷對相關(guān)帶方向的保護(hù)進(jìn)行帶負(fù)荷校驗(yàn)。而如果這些主保護(hù)不能正確投入的話，將危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行，廠內(nèi)電氣系統(tǒng)不允許長期帶電運(yùn)行，也就無法開展后續(xù)的分部試運(yùn)工作，陷入死循環(huán)局面。

由于至對側(cè)220 kV變電站為單回線路設(shè)計(jì)，無法像常規(guī)雙回線路通過改變系統(tǒng)運(yùn)行方式，利用電網(wǎng)潮流進(jìn)行保護(hù)方向校驗(yàn)。

采用一次通流的辦法可以對廠內(nèi)的相關(guān)保護(hù)方向進(jìn)行驗(yàn)證，但對于線路縱差保護(hù)若進(jìn)行一次通流，需對側(cè)變電站改變系統(tǒng)運(yùn)行方式，空出一條母線，且兩側(cè)距離較遠(yuǎn)，操作起來難度較大，風(fēng)險(xiǎn)較高。另外，

該辦法也無法對距離保護(hù)進(jìn)行校驗(yàn)［2］。

3 外接臨時(shí)負(fù)荷校驗(yàn)方案

考慮采用在廠用10 kV母線外接高壓電抗器組或電容器組作為臨時(shí)負(fù)荷的方案，利用其負(fù)荷電流可以一次性對所有保護(hù)的方向進(jìn)行校驗(yàn)。

3.1 臨時(shí)負(fù)荷的選擇

1）負(fù)荷的性質(zhì)。由于220 kV線路較長，再加上廠內(nèi)從220 kV升壓站到啟備變高壓側(cè)還有將近2 km的電纜，空載時(shí)系統(tǒng)自身就有不小的電容電流，如果選用電抗器組反而會(huì)起到抵消作用，故決定采用電容器組來進(jìn)一步疊加負(fù)荷電流。

2）負(fù)荷的容量和配置。根據(jù)臨時(shí)負(fù)荷設(shè)備的實(shí)際情況，以及各相關(guān)保護(hù)用CT的變比，決定采用容量分別為 1 500 kvar、1 600 kvar、1 800 kvar 的無功成套補(bǔ)償裝置各2套，總?cè)萘繛? 800 kvar。其中，1 500 kvar、1 600 kvar、1 800 kvar各 1 套組成并聯(lián)電容器組，平均分配連接于兩段10 kV母線上，以分別支持兩臺啟備變保護(hù)方向的校驗(yàn)［3］。具體布置圖如圖1所示。

根據(jù)此配置，按照公式

式中：I2為二次電流，I1為一次電流，Nct為 CT變比，計(jì)算各相關(guān)保護(hù)用CT二次電流分別為

對側(cè)線路保護(hù) Nct=1 200/5，I2=107 mA

本側(cè)線路保護(hù) Nct=1 600/1，I2=16 mA

本側(cè)母差保護(hù) Nct=1 200/1，I2=21 mA

啟備變高壓側(cè) Nct=600/1，I2=21 mA（單臺）

啟備變低壓側(cè) Nct=3 000/1，I2=88 mA（單臺）

電流幅值滿足保護(hù)方向校驗(yàn)的要求。

圖1 外接電容器組配置圖

3.2 容性無功負(fù)荷可行性分析

除了考慮負(fù)荷容量滿足要求外，還要分析9 800 kvar容性無功負(fù)荷接入后對220 kV和10 kV母線電壓的抬升情況，以及能否產(chǎn)生諧振及過電壓的發(fā)生。

1）對母線電壓抬升的影響。按照全部電容器投入考慮，根據(jù)公式

式中：Sd為短路容量。

220 kV側(cè)短路容量為1 906 MVA，ΔU=1.13 kV。

10 kV側(cè)短路容量為932 MVA，ΔU=0.11 kV。

綜合上述計(jì)算，投入9 800 kvar電容器組后對220 kV和10 kV母線的電壓抬升均在正常運(yùn)行允許的范圍內(nèi)。

2）對諧振的分析。

根據(jù)發(fā)生諧振的電容器容量計(jì)算公式

式中：Qcx為發(fā)生n次諧波諧振的電容器容量；Sd10為電容器安裝處的母線短路容量；n為諧波次數(shù)；K為電抗率。

發(fā)生在n次諧波諧振的電容器容量如表1所示。

表1 發(fā)生n次諧波諧振的電容器容量

根據(jù)以上分析，按本方案投入電容器組不會(huì)發(fā)生諧振現(xiàn)象。

3.3 方案的實(shí)施

在兩段10 kV母線各自尋找一備用開關(guān)，通過電纜分別與兩電容器組進(jìn)行連接。

將兩中壓開關(guān)的控制回路引出至臨時(shí)就地簡易控制箱，將就地簡易控制箱放置在臨近的400 V配電室內(nèi)。就地簡易控制箱可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方合、分開關(guān)的功能及開關(guān)的狀態(tài)顯示。

待所有接線工作完成，相關(guān)的檢查和準(zhǔn)備工作就緒后，按照試驗(yàn)程序和運(yùn)行規(guī)程依次對220 kV線路、廠內(nèi)220 kV升壓站、啟備變和10 kV母線送電，然后依次投入各電容器。

通過鉗形電流相位表測量和保護(hù)裝置采樣檢查的方法，對兩側(cè)所有相關(guān)保護(hù)的方向進(jìn)行了校驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期的效果。

4 結(jié)語

對于外接臨時(shí)負(fù)荷校驗(yàn)保護(hù)方向的方案，雖然增加了一些額外的工作量和費(fèi)用，但某些工程由于整體進(jìn)度的原因確實(shí)存在倒送電后沒有足夠的廠用負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)方向校驗(yàn)的問題，影響電網(wǎng)和廠內(nèi)電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)由于沒有可靠的正式電源，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的分部試運(yùn)工作需要臨時(shí)施工電源，大大增加了安全隱患。針對此類情況，本方案可予以考慮。

［1］ 葉金明，杜成峰，陳全明.電廠倒送電期間保護(hù)帶負(fù)荷校驗(yàn)方案探討［J］.電力月刊，2013（3）：110-112.

［2］ 付寧，劉劍峰.一種新投運(yùn)輸電線路的通流試驗(yàn)方法介紹［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2006（1）：47-48.

［3］ 鐘泉發(fā)，李大勇.380 V、10 kV無功補(bǔ)償電容器容量計(jì)算、接線和保護(hù)［J］.電力電容器與無功補(bǔ)償，2013（5）：7-12.