陸強(qiáng)勝，劉 俊

(南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

變電站斷路器檢同期合閘是用于斷路器兩側(cè)交流電源并網(wǎng)的重要技術(shù)措施。并網(wǎng)點(diǎn)兩側(cè)電源的電壓差、頻率差和相角差在允許值范圍內(nèi)才允許進(jìn)行合閘。對(duì)于綜合自動(dòng)化變電站，檢同期是通過(guò)各個(gè)間隔的測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)的，由于沒(méi)有后備的檢同期設(shè)備，一旦測(cè)控裝置發(fā)生故障則無(wú)法實(shí)現(xiàn)同期合閘。對(duì)于傳統(tǒng)變電站，檢同期合閘有兩種解決方案：一是每個(gè)間隔均配置獨(dú)立的檢同期繼電器和表計(jì)，這種方案成本較大；二是全站配置集中式的自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，這種方案同期點(diǎn)數(shù)受限制，不夠靈活。為了解決以上出現(xiàn)的問(wèn)題，本文提出一種基于總線結(jié)構(gòu)，通過(guò)配置一臺(tái)公用檢同期裝置，各間隔配置同期選擇繼電器的檢同期方法。該方法既可以作為綜合自動(dòng)化變電站檢同期的后備，也可以用于國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)變電站的檢同期，該方法不僅經(jīng)濟(jì)，而且接入間隔數(shù)量沒(méi)有限制，更加靈活方便[1-3]。

1 總線結(jié)構(gòu)示意圖

采用總線結(jié)構(gòu)的多間隔檢同期是基于將各間隔檢同期所需要的兩側(cè)檢同期電壓、同期投入、同期閉鎖信號(hào)等要素通過(guò)總線傳輸至公用屏的檢同期裝置，同期條件滿足后同期裝置輸出允許合閘命令，通過(guò)總線再傳輸給各個(gè)間隔。為保證同一時(shí)刻僅有一個(gè)間隔投入。其他間隔完全隔離且避免產(chǎn)生寄生回路，需要在各間隔配置同期選擇繼電器，起到隔離和閉鎖作用[4-5]，總線可以采用電纜或者屏頂小母線?？偩€結(jié)構(gòu)示意如圖1。

圖1 總線結(jié)構(gòu)示意圖

2 多間隔檢同期實(shí)現(xiàn)方法

2.1 間隔選擇回路

多間隔檢同期回路設(shè)計(jì)中，最重要的一點(diǎn)是保證同一時(shí)刻只有一個(gè)間隔投入檢同期功能，在選定的間隔投入同期時(shí)，自動(dòng)斷開其他間隔的同期回路，保證回路的唯一性，不會(huì)產(chǎn)生寄生回路。回路設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 同期間隔選擇回路

如圖2所示，每個(gè)間隔配置一個(gè)檢同期選擇把手SW1和一個(gè)同期選擇繼電器K1,該繼電器是自保持繼電器，由動(dòng)作線圈和復(fù)歸線圈組成，電源由公用屏提供。電源總線在兩個(gè)相鄰間隔之間串接K1的常閉接點(diǎn)，以保證同一時(shí)刻只有一個(gè)間隔能操作。下面以間隔2為例進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)間隔2的斷路器進(jìn)行檢同期合閘操作時(shí)，首先，將該間隔的同期選擇把手切換到“檢同期”位置，由于此時(shí)斷路器在分閘位置，常閉接點(diǎn)閉合，K1繼電器動(dòng)作，K1的常閉接點(diǎn)1-2打開，斷開接在總線后面間隔的正電源；K1的常閉接點(diǎn)3-4打開，斷開總線前面間隔的負(fù)電源，從而保證電源回路只給間隔2供電，其他間隔均無(wú)電源，不會(huì)動(dòng)作。下一步，運(yùn)行人員操作該間隔的分合閘把手進(jìn)行合閘操作，此時(shí)將啟動(dòng)公用檢同期裝置的檢同期條件判別，條件滿足后，斷路器完成合閘，此時(shí)需要將同期把手切換到“不檢同期”位置，使K1繼電器復(fù)位到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)行其他間隔檢同期合閘操作[6-9]。

該回路設(shè)計(jì)特點(diǎn)說(shuō)明：①正電源總線不需要串接末尾間隔K1的常閉接點(diǎn)，無(wú)需串接首個(gè)間隔K1的常閉接點(diǎn)；②繼電器K1啟動(dòng)回路中串接斷路器的分閘位置作為聯(lián)鎖，可以防止運(yùn)行人員操作錯(cuò)誤間隔或者誤操作；③同期繼電器采用自保持型的目的是當(dāng)合閘操作完成后，通過(guò)返回把手位置使繼電器復(fù)位，如果繼電器不復(fù)位，其他間隔將不能進(jìn)行檢同期合閘；④如果采用自復(fù)歸的單線圈重動(dòng)繼電器，當(dāng)斷路器合上后，常閉接點(diǎn)打開，檢同期選擇繼電器返回。此時(shí)檢同期把手還在檢同期位置，如果把手不返回，按要求不能進(jìn)行下一次操作，該情況下檢同期選擇把手需配置鑰匙和鎖，整站配置一把鑰匙且只能在“不檢同期”位置才能取出，已達(dá)到強(qiáng)制運(yùn)行人員操作完成后將把手位置返回的目的。

2.2 檢同期輸入輸出回路

為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)斷路器進(jìn)行同期合閘操作時(shí)，必須考慮兩側(cè)電壓之間是否滿足同期條件，以避免可能會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)的振蕩和沖擊，在同期條件比較中，一般選取斷路器兩側(cè)的母線電壓和線路電壓的同相二次電壓進(jìn)行比較，不但要滿足電壓差、頻率差、相角差的要求，還要滿足頻率滑差的要求，因此母線電壓和線路電壓輸入是必要條件。當(dāng)母線無(wú)壓、線路無(wú)壓和電壓空開輔助接點(diǎn)任一條件滿足時(shí)，即閉鎖檢同期。僅當(dāng)同期條件均滿足時(shí)，才能輸出合閘命令。多個(gè)間隔共用一臺(tái)檢同期裝置時(shí)，需要對(duì)各個(gè)間隔的輸入輸出進(jìn)行有效隔離，檢同期輸入輸出回路設(shè)計(jì)如圖3。

圖3 同期輸入輸出回路

如圖3所示，各個(gè)間隔的輸入輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)繼電器K1的常開接點(diǎn)接入控制總線。輸入信號(hào)包括：線路電壓、母線電壓、檢同期投入、檢同期閉鎖信號(hào)；輸出信號(hào)包括：同期條件滿足允許合閘命令。當(dāng)某個(gè)間隔選擇檢同期操作時(shí)，該間隔的繼電器K1接點(diǎn)閉合，將該間隔的輸入信號(hào)通過(guò)總線傳送給公用屏的檢同期裝置，同期條件滿足時(shí)，檢同期裝置發(fā)出允許合閘命令，通過(guò)總線傳送給該間隔合閘回路，完成斷路器檢同期合閘操作。

該回路設(shè)計(jì)特點(diǎn)說(shuō)明：①對(duì)于雙母線或者一個(gè)半主接線方式，線路電壓或母線電壓需要在本間隔進(jìn)行選擇，再上送到總線；②設(shè)置檢同期投入信號(hào)，取自同期選擇繼電器的常開接點(diǎn)，用于啟動(dòng)檢同期裝置；③同期閉鎖信號(hào)由本間隔母線無(wú)壓、線路無(wú)壓和電壓空開輔助接點(diǎn)串聯(lián)，任一電壓失壓即閉鎖檢同期裝置[10-13]。

3 工程應(yīng)用實(shí)例

案例1：2018年，埃及某220 kV綜合自動(dòng)化變電站，主接線方式為雙母線。220 kV系統(tǒng)包含6條線路和1個(gè)母聯(lián)間隔，每個(gè)間隔均配置間隔測(cè)控單元(bay control unit，BCU)和模擬主接線(mimic single line diagram，MIMIC)控制，根據(jù)該地區(qū)技術(shù)規(guī)范要求，開關(guān)控制分為5級(jí)：第1級(jí)是調(diào)度控制；第2級(jí)是變電站后臺(tái)控制；第3級(jí)是BCU控制；第4級(jí)是MIMIC控制；第5級(jí)是就地控制。技術(shù)規(guī)范要求當(dāng)BCU故障退出運(yùn)行后，需配置后備的檢同期裝置。

案例2：2019年，埃及某66 kV傳統(tǒng)變電站，主接線方式為雙母線。66 kV系統(tǒng)包含13條線路和1個(gè)母聯(lián)間隔，每個(gè)間隔僅配置模擬主接線控制，沒(méi)有間隔測(cè)控單元控制，全站配置一套遠(yuǎn)程終端單元(remote terminal unit，RTU)。根據(jù)規(guī)范要求，控制分為4級(jí)：第1級(jí)是調(diào)度控制；第2級(jí)是RTU控制；第3級(jí)是MIMIC控制；第4級(jí)是就地控制；技術(shù)規(guī)范要求全站配置一套公用的檢同期裝置。

以上兩個(gè)案例均采用本文提出的檢同期方法，在220 kV和66 kV的公用屏內(nèi)各配置一臺(tái)檢同期裝置，線路和母聯(lián)間隔控制屏均配置一個(gè)檢同期選擇把手和自保持繼電器，由于當(dāng)?shù)匾?guī)范不允許設(shè)置屏頂小母線，故總線采用電纜方式。以上方案已在現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)，運(yùn)行良好。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從總線結(jié)構(gòu)、間隔選擇回路、檢同期輸入輸出等方面論述了如何采用總線方式實(shí)現(xiàn)多間隔檢同期的方法，得出結(jié)論如下：

1)公用檢同期裝置可以安裝在公用屏內(nèi)，也可以安裝在任一間隔控制屏內(nèi)；

2)為提高總線的可靠性，建議優(yōu)先選擇屏頂小母線，其次是電纜連接方式；

3)繼電器可以選擇自保持繼電器也可以選擇自復(fù)歸的單線圈重動(dòng)繼電器，接點(diǎn)要求至少9副常開和2副常閉，輸出接點(diǎn)的參數(shù)常規(guī)配置即可。建議優(yōu)先選擇自保持繼電器。