中石化湖北化肥分公司設(shè)備工程處 湖北 宜昌 443200

智能化變電站概述

中石化湖北化肥分公司乙二醇變電站是2013年9月建成投用的一座110KV變電站。該變電站設(shè)計(jì)為智能化變電站,但其互感器均采用傳統(tǒng)互感器。

智能化變電站是由智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850通信協(xié)議基礎(chǔ)上分層構(gòu)建,能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。與常規(guī)變電站相比,智能化變電站間隔層和站控層的設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)接口僅接口和通信模型發(fā)生了變化,但過程層卻由傳統(tǒng)的電流、電壓互感器、一次設(shè)備以及一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的電纜連接,改變?yōu)殡娮邮交ジ衅鳌⒅悄芑淮卧O(shè)備、合并單元、光纖連接等內(nèi)容。

乙二醇變電站增加110KV電源快切裝置背景

2015年7月,在一個(gè)月內(nèi)地方電網(wǎng)連續(xù)發(fā)生三次電網(wǎng)故障,導(dǎo)致湖北化肥生產(chǎn)裝置三次停車,造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。為避免類似停車事件,盡最大可能降低損失,湖北化肥對(duì)乙二醇變電站進(jìn)線進(jìn)行了改造,增加了110KV電源快速切換裝置,取消了變電站110KV備自投、重合閘。

乙二醇變電站電源快速切換裝置簡(jiǎn)介

乙二醇變電站110KV電源快速切換裝置采用南京南瑞繼電保護(hù)電氣股份有限公司生產(chǎn)的PCS-9655S-X電源快速切換裝置,經(jīng)宜昌南瑞永光電氣有限公司組屏成套。

該裝置具有正常手動(dòng)切換,事故切換,不正常切換等多種啟動(dòng)方式;具有快速切換、越前相角切換、越前時(shí)間切換、殘壓切換、長(zhǎng)延時(shí)切換等多種切換判定條件;具有串聯(lián)切換、并聯(lián)自動(dòng)切換、并聯(lián)半自動(dòng)切換、同時(shí)切換多種切換方式。在乙二醇變電站中該裝置投用了正常手動(dòng)切換、就地切換、事故切換、失壓切換、偷跳切換、無流切換等啟動(dòng)方式;快速切換、越前時(shí)間切換、殘壓切換、長(zhǎng)延時(shí)切換等切換條件。切換方式投用了串聯(lián)切換、并聯(lián)自動(dòng)切換方式。

該裝置對(duì)乙二醇變電站兩路進(jìn)線與母聯(lián)間隔之間采用GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直采直跳方式,站控層、間隔層與過程層SV網(wǎng)絡(luò)未接入,模擬信號(hào)采用常規(guī)的接線方式,利用電纜直接接入。

電源快速切換裝置定值設(shè)置

電源快速切換裝置定值設(shè)置簡(jiǎn)單,大部分定值按照生產(chǎn)廠家提供參考值設(shè)置即可,只有少部分需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定,如線路無流幅值、線路無流充電幅值以及開關(guān)越前時(shí)間即開關(guān)分合閘時(shí)間均需現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定。

線路無流幅值設(shè)置原則:該定值建議以滿足裝置開車生產(chǎn)條件建立的最低負(fù)荷電流為準(zhǔn),即負(fù)荷電流達(dá)到該值時(shí)生產(chǎn)裝置具備正常開車條件,但該值需小于線路無流充電幅值定值。

線路無流充電幅值定值設(shè)置原則:該定值建議以滿足裝置正常開車生產(chǎn)的最低負(fù)荷電流為準(zhǔn)。即負(fù)荷電流達(dá)到該值時(shí)生產(chǎn)裝置正在開車中。該定值與線路無流幅值定值相差不大,在實(shí)際中亦不好準(zhǔn)確計(jì)算,需參考電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況,但在設(shè)置中該值須大于線路無流幅值定值。

乙二醇變電站母線失壓無流切換動(dòng)作分析如下:

母線電壓持續(xù)低于“失壓?jiǎn)?dòng)幅值”60V(對(duì)應(yīng)一次電壓66KV),且進(jìn)線電流低于“線路無流幅值”定值24A(對(duì)應(yīng)負(fù)荷約5000KW)持續(xù)時(shí)間大于“失壓?jiǎn)?dòng)延時(shí)”定值100ms時(shí),母線失壓切換動(dòng)作跳進(jìn)線開關(guān),合母聯(lián)開關(guān)。

開關(guān)分合閘時(shí)間定值設(shè)置

此定值需根據(jù)開關(guān)廠家提供的參數(shù)設(shè)定。我公司110KV開關(guān)采用廈門華電生產(chǎn)的110KVGIS組合開關(guān),其合閘時(shí)間為80ms。

電源快速切換裝置調(diào)試

因乙二醇變電站電源快速切換裝置的模擬信號(hào)采用常規(guī)的接線方式,故其調(diào)試方法與正常的繼電保護(hù)校驗(yàn)方法相差不大。我們主要做了事故切換與無流切換試驗(yàn)。事故切換試驗(yàn)方法如下:將分支1保護(hù)啟動(dòng)與分支2保護(hù)啟動(dòng)分別短接一次,檢查切換裝置是否動(dòng)作。如動(dòng)作則表明成功,不動(dòng)作則要進(jìn)行相應(yīng)檢查直到成功動(dòng)作。

線路無流切換試驗(yàn)方法如下:用微機(jī)繼電保護(hù)校驗(yàn)儀給出可調(diào)電壓信號(hào)與電流信號(hào),并接入切換裝置對(duì)應(yīng)電壓與電流回流,調(diào)整電壓信號(hào)與電流信號(hào),使其滿足切換條件時(shí)裝置切換動(dòng)作。

該裝置投入使用后效果顯著,2018年3月2日下午大風(fēng)雷雨天氣,架空線遭雷擊線路保護(hù)動(dòng)作,啟動(dòng)快切切換成功,實(shí)現(xiàn)了無擾動(dòng)切換,工藝操作人員沒有異常反應(yīng)。

該裝置目前有待改進(jìn)的地方

由于該裝置為南京南瑞繼電保護(hù)電氣股份有限公司特別開發(fā)的在智能電站中使用,在使用過程中發(fā)現(xiàn)還有如下問題需解決:1、控制字定值中接線方式設(shè)為1時(shí)即進(jìn)線方式下裝置在試驗(yàn)時(shí)切換不成功;2、該裝置用在110KV系統(tǒng)時(shí)因只需接入一個(gè)母差閉鎖信號(hào),其功能可以滿足,但在中壓系統(tǒng)中如10KV、6KV系統(tǒng)在主變低壓側(cè)作切換裝置時(shí),其閉鎖信號(hào)多無法全部接入,其功能不能全部發(fā)揮,內(nèi)部程序還有待進(jìn)一步完善。