鄒經(jīng)鑫, 程 華，劉 鑫，袁明哲，趙志浩

(國網(wǎng)成都供電公司， 四川 成都 610041)

0 引 言

線路-變壓器組(以下簡稱線變組)的接線形式，由于具有接線簡單、設備少、占地小、投資低、保護配合簡單等優(yōu)點，在110 kV變電站中被大量采用[1]。尤其是在一些大型負荷中心，由于土地昂貴且負荷較為集中，這些地區(qū)都廣泛采用了線變組的接線形式。這類變電站遠期多按照3臺主變壓器設計，如圖1所示。

分期工程中考慮負荷的增長過程和負荷的接入，一般10 kVⅢ段或Ⅳ段母線會在一期工程中全部建成，但僅投運2臺主變壓器。因此2臺主變壓器中的1臺主變壓器(通常為2號主變壓器)采用雙分支的運行方式，如圖2所示。但是這種方式的缺點在于：10 kV的Ⅲ段母線及其出線為單主變壓器單電源線路供電，當2號主變壓器因檢修或事故停電時，將造成10 kV的Ⅲ段母線及其出線同時停電或者失電，從而影響系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性。分期建設帶來的弊端，特別是如果10 kV的Ⅲ段母線上的出線不斷增多時，這一問題將日益突出[2]。

圖1 3臺主變壓器采用線路-變壓器組接線形式

圖2 1臺主變壓器采用雙分支設計

1 一次部分解決方案選擇

目前已有解決上述問題的若干種方案。方案1如圖3所示：在10 kV的Ⅱ、Ⅲ段母線上加裝臨時母線聯(lián)絡923斷路器，此時運行方式調(diào)整為由902斷路器供10 kV的Ⅱ、Ⅲ段母線。當2號主變壓器停電后，所有10 kV負荷均可由1號主變壓器供電。這種方法供電方式靈活，相關保護及備自投無需改動均滿足要求，可解決供電可靠性低的問題。其缺點在于加裝923斷路器成本較高，且需要改變現(xiàn)有的接線方式。

圖3 在10kV的Ⅱ、Ⅲ段母線上加裝臨時母線聯(lián)絡923斷路器

由于其他多數(shù)方法均需加裝1臺斷路器，其缺點與方案1類似，因此在實際運行中多采用了如圖4所示的方案2：將10 kV的Ⅱ、Ⅲ段母線采用硬接線連接為一段母線。其優(yōu)點在于對現(xiàn)有接線不發(fā)生較大改變，并能有效地解決10 kV的Ⅲ段母線及其出線供電可靠性低的問題，相關保護及備自投同樣滿足要求，無需改動。

然而，隨著Ⅱ、Ⅲ段母線上負荷的逐漸增大，902斷路器上流過的電流達到了一個很高的數(shù)值，嚴重威脅902斷路器的安全穩(wěn)定運行，亟需提出一個應急的技術方案來降低902斷路器的負荷。

圖4 將10 kV的Ⅱ、Ⅲ段母線硬接

因此，提出啟用904斷路器以分擔902斷路器負荷的方法，如圖5所示。在試驗變電站中對902、904斷路器柜雙分支進行改造，902斷路器負荷平均降低40%，提升了大電流開關柜在迎峰度夏期間的供電可靠性。

圖5 方案2的基礎上啟用904斷路器

從故障時的截流過電壓和電弧電流兩方面對比分析可知，由于902斷路器和904斷路器分閘時間不完全相同，有相對快慢。一旦系統(tǒng)短路時，如果904斷路器先跳閘，短路電流轉移至902斷路器，此時主變壓器低壓側總電流并未發(fā)生變化，所以902斷路器跳閘時承受的截流過電壓與原單臺斷路器運行一致。902斷路器跳閘過程中由于負荷電流的轉移，造成902斷路器電弧電流增大，但不會超過單臺斷路器電弧電流，所以雙分支改造后并不會造成安全隱患，能夠發(fā)揮改善902斷路器工況的優(yōu)勢。

2 二次繼電保護解決方案

在改造過程中，繼電保護二次回路、保護定值的配合改動尤為重要。所述改造方案的二次部分涉及2號主變壓器低壓側后備保護的二次回路和裝置定值的改動，10 kV備自投回路、定值的改動以及運行維護策略等方面[3-5]。

針對2號主變壓器低壓側后備保護，改造前902斷路器為2號主變壓器低1分支后備保護，其電流回路編號為A/B/C/N511；904斷路器為2號主變壓器低2分支后備保護(904斷路器回路已完善，只是未啟用)，其電流回路編號為A/B/C/N611。如圖6所示，低1分支保護與低2分支保護分別對應采樣902斷路器與904斷路器的電流量，各自實現(xiàn)低后備保護功能。

圖6 雙分支改造前2號主變壓器低后備保護電流回路

改造后的電流回路如圖7所示，將904斷路器電流回路并入902斷路器電流回路后，由低1后備保護進行合電流采樣，同時停用低2后備。在2號主變壓器低后備保護裝置中增加低1后備跳904斷路器的出口矩陣。

圖7 雙分支改造后2號主變壓器低后備保護電流回路

針對10 kV備自投的邏輯判斷部分，902斷路器、904斷路器的A相產(chǎn)生合電流供10 kV備自投裝置采樣，見圖2，其邏輯為只有當902斷路器和904斷路器的電流均消失，備自投裝置才會認為902斷路器和904斷路器已經(jīng)跳開。

圖8 10 kV備自投裝置對902、904斷路器進行合電流采樣回路

在改造啟用904斷路器前，2號主變壓器低壓側備自投開入為902斷路器跳位及合后輔助節(jié)點直接開入10 kV備自投裝置，如圖9所示。

圖9 改造前10kV備自投開關位置開入回路

此次改造中，將902、904斷路器合后位置并聯(lián)，跳閘位置串聯(lián)至原備自投902斷路器的開入回路，并在902、904斷路器的跳閘位置節(jié)點上并聯(lián)檢修壓板，保證902、904斷路器在檢修時不影響備自投功能的正常使用，如圖10所示。如此改動的邏輯含義為：只要902或904斷路器有一個在合位，10 kV備自投裝置均接收到“合后”的開入，認為2號主變壓器低壓側正常供電。只有當902和904斷路器都在跳位時，10 kV備自投裝置才接收到“跳位”的開入，認為2號主變壓器低壓側開關已跳開。當902或904斷路器檢修時，投入檢修壓板使對應的節(jié)點被短接，可防止檢修過程中控制回路斷線造成對應跳位無法正確開入，導致備自投拒動[6-8]。

圖10 改造后10 kV備自投開關位置開入回路

在此次改造啟用904斷路器前，10 kV備自投裝置在2號主變壓器低壓側只啟用了跳閘902斷路器的開出回路，如圖11所示，備自投裝置開出跳閘命令經(jīng)902斷路器大壓板后至902斷路器操作箱實現(xiàn)902斷路器的跳閘。

圖11 改造前10 kV備自投跳閘回路

此次改造中如圖12所示，將備自投跳902斷路器的出口節(jié)點分別經(jīng)壓板后同時接至902斷路器和904斷路器操作箱實現(xiàn)備自投動作后同時跳開902斷路器和904斷路器的功能。

圖12 改造后10 kV備自投跳閘回路

改造完成后應做以下試驗，驗證改造的正確性：

1)在902、904開關柜內(nèi)對902、904斷路器保護、備自投電流回路進行通流，觀察對應裝置采樣是否正確。

2)在2號主變壓器低1后備保護對902、904斷路器進行傳動試驗，驗證主變壓器保護低壓側跳閘回路的正確性。

3)使902、904斷路器處于各種位置，觀察10 kV備自投裝置合后位置、跳閘位置的開入是否正確。

4)進行10 kV備自投的傳動試驗，驗證902、904斷路器的出口回路。

3 結 語

前面提出了一種主變壓器采用雙分支接線方式的改造方案。當10 kV負荷增大，需要啟用904斷路器對2號主變壓器低壓側902斷路器上流過的電流進行分流時，選擇了一種相對最優(yōu)的一次解決方案以及對應的繼電保護部分的改造方案。在3號主變壓器投運前能夠有效地解決斷路器負荷過大的問題。