張 健

(南京南瑞繼保電氣有限公司， 江蘇 南京 211102)

0 引言

由于許多變電站在建設(shè)初期，用戶負(fù)荷不大，通?？紤]分期建設(shè)[1]。以常見不完全擴(kuò)大內(nèi)橋方式為例，如圖1。該站配置兩條110 kV進(jìn)線，三段母線。相比于標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)大內(nèi)橋，該站的進(jìn)線2只配置刀閘，無開關(guān)和電流互感器，此外，現(xiàn)場無3號主變。Ⅰ母和Ⅲ母設(shè)有電壓互感器，Ⅱ母無電壓互感器。進(jìn)線1編號為101，內(nèi)橋1開關(guān)編號100，內(nèi)橋2開關(guān)編號102。

主變配置雙套保護(hù)，根據(jù)實際情況，可選擇其中一套作為保測一體裝置，兼具主變中低壓側(cè)以及本體測控功能。進(jìn)線、內(nèi)橋和2號主變高壓側(cè)配置雙套合并單元智能終端(或者合智一體裝置)。Ⅰ母和Ⅲ母均配置母線智能終端和合并單元。

圖1 不完全擴(kuò)大內(nèi)橋典型主接線圖

1 電壓問題

由于Ⅱ母無電壓互感器，現(xiàn)場存在一個問題就是Ⅱ母電壓的獲取問題[2]。2號主變保護(hù)必須獲?、蚰鸽妷鹤鳛楦吆髠鋸?fù)壓閉鎖條件。Ⅰ母和Ⅲ母的合并單元均通過1UD和3UD端子排實際接入了Ⅰ母和Ⅲ母電壓。在智能變電站中可在2號主變高壓側(cè)配置合并單元(或合智一體裝置)，通過SMV級聯(lián)至母線合并單元，將母線合并單元內(nèi)Ⅰ母電壓接收作為高壓側(cè)合并單元的Ⅰ母電壓，將母線合并單元內(nèi)Ⅲ母電壓接收作為高壓側(cè)合并單元的Ⅱ母電壓。通過GOOSE獲取100和102的內(nèi)橋開關(guān)位置，作為內(nèi)部Ⅰ母和Ⅱ母的刀閘位置開入。類似于220 kV線路的母線電壓切換功能，當(dāng)100處于合位時，高壓側(cè)合并單元選擇“Ⅰ母電壓”(即實際的Ⅰ母電壓)發(fā)出，當(dāng)102處于合位時，高壓側(cè)合并單元選擇“Ⅱ母電壓”(即實際的Ⅲ母電壓)發(fā)出。此舉解決了Ⅱ母無電壓互感器的情況下，Ⅱ母電氣量與Ⅰ母、Ⅲ母的關(guān)聯(lián)問題。需要注意的是，考慮100、102存在同時處于合位的情況，需要關(guān)閉2號主變高壓側(cè)合并單元的“母線刀閘同時動作”告警功能(部分合并單元存在該報警)。目前，部分廠家的母線合并單元已經(jīng)具有了該“壓切”邏輯，以南瑞繼保母線電壓合并單元PCS-221N-H3為例[3]，在內(nèi)部控制字投入“擴(kuò)大內(nèi)橋方式”下， SMV發(fā)布的“Ⅱ母電壓”實際就是按照內(nèi)橋位置自動切換獲?、衲富颌竽鸽妷海壿嬕姳?。在該方式下，電壓并列只需要配置一個并列把手。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母電壓包括母線三相電壓和開口三角零序電壓。

表1 “Ⅱ母電壓”切換邏輯

2 備自投配置及實現(xiàn)

由于不完全擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式的配置不全，如果采用標(biāo)準(zhǔn)的備投邏輯，則由于前期工程中斷路器位置接入的不完整，將導(dǎo)致備投裝置無法正常充電，從而影響恢復(fù)供電。而如果采用過渡期的特殊備投邏輯，面臨著后期改擴(kuò)建成完整接線時，還需要更換備投程序，改動二次回路，修改變電站配置說明文件等，大大增加了工作量[4]。

現(xiàn)以南瑞繼保PCS-9651針對擴(kuò)大內(nèi)橋方式的備投邏輯進(jìn)行說明[5]。該邏輯具有較強的適應(yīng)性，可適應(yīng)過渡階段各類備投方式。在定值參數(shù)中，設(shè)置一個“進(jìn)線2開關(guān)配置”控制字。

以圖1中常見的不完全擴(kuò)大內(nèi)橋方式為例。在進(jìn)線2開關(guān)和電流互感器未配置的情況下，“進(jìn)線2開關(guān)配置”控制字設(shè)置為0，則備自投邏輯見表2。

表2 不完全擴(kuò)大內(nèi)橋方式下備自投邏輯

針對表2中邏輯作簡單說明：

方式一：101、100、102均在合位。母線失壓，跳開進(jìn)線1合進(jìn)線2。但由于無進(jìn)線2開關(guān)，所以該方式備投是無效的。

方式二：100、102在合位，101在分位。母線1、母線3均有壓。進(jìn)線1線路有壓(可選擇是否判別Ux)。充電完成后，母線失壓跳開進(jìn)線2開關(guān)，合備用電源進(jìn)線1開關(guān)，完成恢復(fù)供電。由于沒有配置進(jìn)線2開關(guān)，此時內(nèi)橋2開關(guān)102通過母線直接與進(jìn)線2相連，且在無3號主變的情況下，Ⅱ母只是起到短接102和進(jìn)線2的作用，即可以把102作為進(jìn)線2的斷路器處理。該邏輯下，備投動作行為為跳開102，確認(rèn)跳開且母線無壓后，合101。

方式三：101、102在合位，100在分位。母線1、母線3均有壓。充電完成后，母線1失壓，跳開101，合100；母線3失壓則跳開102，合100。

方式四：101、100在合位，102在分位。母線1、母線3均有壓。充電完成后，母線1失壓，跳開101，合102；母線3失壓則備投無效，不動作。

為適應(yīng)部分新建變電站負(fù)荷較小，進(jìn)線2未配置，考慮到兩臺主變長期運行變壓器損耗較大，現(xiàn)場初期只安裝了一臺主變的情況，該備投邏輯又延伸擴(kuò)展了方式五和方式六。

方式五：101在合位，100和102均在分位，即現(xiàn)場只有1號主變運行。母線1有壓。進(jìn)線2線路有壓(可選擇是否判別Ux)。充電完成后，母線1失壓，跳101，合100以及102。

方式六：102在合位，101和100均在分位，即現(xiàn)場只有2號主變運行。母線2有壓。進(jìn)線1線路有壓(可選擇是否判別Ux)。充電完成后，母線2失壓，跳102，合100以及101。

方式七和方式八考慮現(xiàn)場已經(jīng)有3號主變且處于備用，進(jìn)線2開關(guān)已配置的情況。因此在這里不再贅述。

以上幾種備投邏輯，基本解決了不完全擴(kuò)大內(nèi)橋接線下，各種運行方式的備投問題。且在后期擴(kuò)建中無需更改程序，具有明顯的現(xiàn)場應(yīng)用優(yōu)勢。

3 主變動作閉鎖備投問題

為滿足線路和變電站內(nèi)設(shè)備單一故障不引起全站停電的要求，主變本體故障差動保護(hù)正確動作后，不能簡單閉鎖備自投裝置。備投裝置應(yīng)該通過綜合邏輯判斷，按照不同的運行方式正確地選擇閉鎖邏輯。

如圖2虛端子設(shè)計，主變保護(hù)出口對應(yīng)備投GOOSE訂閱對應(yīng)的主變保護(hù)動作。以方式三為例，101、102在合位，100在分位。當(dāng)1號主變動作跳開101時，母線1失壓，誤合100，造成事故擴(kuò)大。在該虛端子下，“1號主變動作”或“2號主變動作”均對備自投有放電作用從而滿足閉鎖要求?，F(xiàn)場應(yīng)用中通常通過主變保護(hù)與備投保護(hù)在過程層交換機中實現(xiàn)GOOSE信息的發(fā)布與訂閱。而主變保護(hù)通過跳閘矩陣的整定來實現(xiàn)保護(hù)對出口GOOSE的控制。

圖2 備自投裝置典型訂閱虛端子

4 聯(lián)跳問題

在現(xiàn)場中低壓側(cè)有光伏等小電源間隔接入的情況下，要求主變保護(hù)或者備投保護(hù)動作的情況下聯(lián)跳該間隔[6]?？紤]到光伏間隔基本為常規(guī)配置，即常規(guī)采樣常規(guī)跳閘，在硬件上不支持過程層的配置?，F(xiàn)場通過主變中低壓側(cè)的智能終端接收聯(lián)跳GOOSE，如圖3的虛端子所示。110 kV備自投GOOSE出口至主變中壓側(cè)的合智一體裝置，將合智一體的遙跳出口硬接點(備用接點)通過電纜接到小電源間隔的操作回路來實現(xiàn)聯(lián)調(diào)功能。這種方式過程層只需新增備自投保護(hù)到中壓側(cè)合智一體的光纜(或者可以通過組網(wǎng)實現(xiàn))，修改主變中壓側(cè)合智一體的GOOSE訂閱配置，簡單且風(fēng)險低。如果是主變保護(hù)聯(lián)跳小電源，可以通過跳閘矩陣的整定來實現(xiàn)保護(hù)對聯(lián)跳出口GOOSE的控制。

圖3 聯(lián)跳中壓側(cè)典型虛端子

5 結(jié)語

針對一次接線為不完全擴(kuò)大內(nèi)橋方式的變電站在初期建設(shè)時，開關(guān)設(shè)備等不完整配置的情況，本文提出了一些工程實際中常見的需要注意的問題。從電壓并列、備投邏輯實現(xiàn)、分方式閉鎖以及聯(lián)跳小電源等方面提出了解決方案。這些技術(shù)方案已經(jīng)在安徽等省內(nèi)的變電站中得到廣泛應(yīng)用，提高了這些地區(qū)變電站分期建設(shè)的靈活性和適應(yīng)性。