肖國(guó)雄，謝玉娜

(云南電網(wǎng)公司怒江供電局，云南 怒江 673100)

1 前言

220kV及以上變電站站用電系統(tǒng)一般由本站自引兩臺(tái)站用變壓器，同時(shí)外接一臺(tái)備用電源變壓器，這樣可保證站用電系統(tǒng)供電靠性。而外接的備用電源一般采用農(nóng)村電網(wǎng)10 kV進(jìn)行供電，經(jīng)常由于線路上有T接及串接用戶、線路改造等工作，需要經(jīng)常拆裝改接線路，外接線路改造完畢后變電站無法知道線路的正、反相序，在變電站站用系統(tǒng)需要外接電源時(shí)，如果外接電源相序錯(cuò)誤極容易造成變電站站用電系統(tǒng)短路或燒毀電氣設(shè)備。通過對(duì)站用電系統(tǒng)外接備用電源運(yùn)行現(xiàn)狀做出了詳細(xì)調(diào)查分析，在反相序運(yùn)行方式下的危害。提出了在變電站外接備用電源系統(tǒng)上加裝相序保護(hù)器及配套接觸器的方案，來保證站用電系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2 變電站站用電系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1 站用電系統(tǒng)運(yùn)行接線方式

220 kV及以上變電站站用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)3臺(tái)站用變，電壓等級(jí)為兩臺(tái)35 kV、一臺(tái)為10 kV，低壓側(cè)電壓都均為380 V。站用電系統(tǒng)兩段匯流母線分裂運(yùn)行，主供變電站內(nèi)生活及二次設(shè)備用電，設(shè)置4個(gè)大型熔斷器11QS、12QS、21QS、22QS、2個(gè)加裝備自投的自動(dòng)切換開關(guān) (1ATS1A－2A、2ATS1B－2B)、一套外接備用電源系統(tǒng)1DK、2DK、QF開關(guān)組成。正常情況下35 kV 1號(hào)站用變低壓側(cè)通過11QS、21QS熔斷器，1ATS(1A)和2ATS(2A)接于380 V I、Ⅱ段母線運(yùn)行;35 kV 2號(hào)站用變高壓側(cè)通過12QS、22QS熔斷器，1ATS(1B)和2ATS(2B)接于380 VⅠ、Ⅱ段母線備用;如對(duì)380 V兩段母線正常供電的35 kV 1號(hào)站用變失壓，將通過備自投裝置自動(dòng)切換后，在用35 kV 2號(hào)備用變進(jìn)行供電;同時(shí)外接的備用電源獨(dú)立接入380 V I、II段母線，正常時(shí)1DK、2DK、QF電源開關(guān)在斷開位置，當(dāng)本站自引接的2臺(tái)站用變失電或是低壓回路故障時(shí)，將其隔離后;合上外接備用站用變低壓側(cè)380 V 1DK、2DK、QF開關(guān)后就可對(duì)任意一段母線供電或是兩段母線同時(shí)進(jìn)行供電，從而保證站用電系統(tǒng)不失電，也提高了站用變系統(tǒng)的供電可靠性。變電站站用電系統(tǒng)接線見圖1。

圖1 變電站站用電系統(tǒng)接線圖

2.2 變電站站用電系統(tǒng)備自投控制原理

某供電局220 kV變電站站用電系統(tǒng)備自投裝置采用兩種模式 (固定電源I、固定電源 II模式)。選擇“固定電源1”工作模式:不論電壓如何，發(fā)出ATS開關(guān)合I位信號(hào) (保持時(shí)間3秒)，使ATS開關(guān)合在I位置;選擇“固定電源2”工作模式:不論電壓如何，發(fā)出ATS開關(guān)合II位信號(hào) (保持時(shí)間3秒)，使ATS開關(guān)合II位。站用電系統(tǒng)采用35 kV1號(hào)站用變?yōu)橹鞴╇娫矗?5 kV 2號(hào)站用變?yōu)閭涔╇娫?，?yōu)先選擇 (固定電源I)主供電源進(jìn)行供電，當(dāng)主供電源失電后，在自動(dòng)切換到 (固定電源II)備供電源進(jìn)行供電，當(dāng)本站自引接的2臺(tái)站用變失電或是低壓回路故障時(shí)，將其隔離后;由人工合合上外接備用站用變低壓側(cè)380 V 1DK、2DK、QF后就可對(duì)任意一段母線供電或是兩段母線同時(shí)進(jìn)行供電。變電站站用電系統(tǒng)備自投控制回路見圖2。

圖2 變電站站用電系統(tǒng)備自投控制回路圖

2.3 外接備用電源運(yùn)行方式下的異常現(xiàn)象

外接備用電源在投入運(yùn)行時(shí)一旦與本站自引站用電系統(tǒng)并列運(yùn)行，若兩個(gè)站用電系統(tǒng)相序或相角不同會(huì)發(fā)生相間短路，同時(shí)部分支路所接的隔離開關(guān)、變壓器冷卻器電動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng);若兩個(gè)站用系統(tǒng)相序、相位相同，幅值大小不同會(huì)在兩臺(tái)站用變壓器間產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致站用變壓器繞組發(fā)熱甚至損壞變壓器。2012年某供電局220 kV變電站在35 kV 1、2號(hào)站用變?nèi)r(shí)，采用外接電源對(duì)站用電系統(tǒng)進(jìn)行供電，開關(guān)合上后，部分運(yùn)行設(shè)備的交流接觸器斷開，使設(shè)備不能正常運(yùn)行，同時(shí)支路所接的電動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。究其原因是站用外接電源進(jìn)線10 kV線路農(nóng)網(wǎng)改線后相序接反，在接反后變電站無任何告警信號(hào)，380 V站用電系統(tǒng)也無任何監(jiān)視及動(dòng)作控制措施，從而對(duì)安全運(yùn)行造成了影響。

3 外接備用電源反相序監(jiān)測(cè)

3.1 改進(jìn)方案

通過對(duì)變電站10 kV外接備用電源現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查及分析。在10 kV進(jìn)線端站用變壓器低壓側(cè)裝設(shè)相序保護(hù)器及在1DK、2DK開關(guān)進(jìn)線接380 V I、II段母線處裝設(shè)1KM、2KM接觸器，可有效保護(hù)因外接電源相序錯(cuò)誤導(dǎo)致變電站部分支路所接的隔離開關(guān)、變壓器冷卻器電動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)的問題。同時(shí)可以對(duì)外接備用電源相序進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果外接備用電源相序存在錯(cuò)誤，相序保護(hù)器動(dòng)作將1KM、2KM接觸器電源切斷，同時(shí)1KM、2KM接觸器的接點(diǎn)閉合向主控室監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號(hào)，告知外接備用相序錯(cuò)誤。站用電系統(tǒng)外接備用電源改進(jìn)方案見圖3。

圖3 站用電系統(tǒng)外接備用電源改進(jìn)方案圖

3.2 相序保護(hù)器工作原理

在相序保護(hù)器接入三相電源時(shí)，保護(hù)器可檢測(cè)三相電源的波形、相位、判斷接入的電源相序是否正常。如L1、L2、L3三相接線正確，保護(hù)器監(jiān)視綠燈亮，保護(hù)器動(dòng)作吸合;如果相序接錯(cuò)，保護(hù)器監(jiān)視黃燈亮，保護(hù)器不吸合，同時(shí)并通過接線發(fā)出告警信號(hào)告知運(yùn)行人員，從而保護(hù)了設(shè)備，避免反相序的情況發(fā)生。在相序保護(hù)器的內(nèi)部有一常開一常閉輔助觸點(diǎn)，接入控制回路中，當(dāng)相序錯(cuò)誤或者缺相的時(shí)候保護(hù)器的輔助觸點(diǎn)動(dòng)作常開變常閉，常閉變常開，若起到保護(hù)作用。

3.3 相序保護(hù)器接線原理

在回路中相序保護(hù)器5、6為常開接點(diǎn)，7、8為常閉接點(diǎn)。當(dāng)輸入相序相符的情況下，其相序保護(hù)器5、6常開接點(diǎn)閉合，7、8常閉接點(diǎn)打開顯示保護(hù)器工作正常。相序保護(hù)器常開接點(diǎn)閉合后輸出電壓至1KM、2KM接觸器，1KM、2KM接觸器兩端電壓接通后，接觸器常開接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)打開。接觸器常開接點(diǎn)閉合后將對(duì)站用電系統(tǒng)進(jìn)行正常供電，常閉接點(diǎn)打開后將向變電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號(hào)站用外接備用電源相序正確。

當(dāng)外接備用電源相序發(fā)生變化時(shí)，與站用電系統(tǒng)相序不符，相序保護(hù)器7、8常閉接點(diǎn)閉合顯示保護(hù)器工作異常，保護(hù)器常 開接點(diǎn)不閉合，接觸器無法接通，從而保護(hù)了設(shè)備，避免設(shè)備損毀。同時(shí)接觸器常閉接點(diǎn)接通后將向變電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號(hào)站用外接備用電源相序異常，提醒值班人員檢查外接備用電源相序。值班人員接到信號(hào)后可根據(jù)實(shí)際情況使用相序表進(jìn)行核相，并將情況及時(shí)匯報(bào)調(diào)度，同時(shí)聯(lián)系檢修人員進(jìn)行處理。相序保護(hù)器接線動(dòng)作原理圖4，反相序告警回路見圖5。

圖4 相序保護(hù)器接線原理圖

圖5 反相序告警回路圖

4 結(jié)論

通過對(duì)220 kV變電站站用電系統(tǒng)外接備用電源反相序問題進(jìn)行研究分析后，采取加裝相序保護(hù)器及配套的接觸器可有效保護(hù)變電站站用電系統(tǒng)。同時(shí)能夠準(zhǔn)確發(fā)出反相序錯(cuò)誤信號(hào)，切斷外接備用電源，解決了因相序錯(cuò)誤導(dǎo)致站用電系統(tǒng)發(fā)生短路及設(shè)備損壞，保證了電網(wǎng)設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］張全元.變電運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問答 ［M］.中國(guó)電力出版社，2009，7.

［2］王利群.微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行指導(dǎo)書 ［M］.中國(guó)水利水電出版社，2009，6.