500kV水鄉(xiāng)站STATCOM35kV側(cè)失靈回路設(shè)計方案探討

1、500kV水鄉(xiāng)站STATCOM35kV 側(cè)失靈回路設(shè)計探討-機電論文500kV水鄉(xiāng)站STATCOM35kV側(cè)失靈回路設(shè)計探討楊德鑫（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東東莞523120 ）摘要：STATCOM作為運行于電力系統(tǒng)中的新型無功補償裝置，其保護配置 起著至關(guān)重要的作用。500 kV水鄉(xiāng)變電站STATCOM是通過專用變壓器直接接 入500 kV母線，所以對其保護配置尤其是失靈保護配置要求更高。現(xiàn)介紹 500 kV水鄉(xiāng)站STATCOM 35 kV側(cè)失靈保護配置，針對其回路進行深入分析，發(fā)現(xiàn) 典型失靈保護回路在STATCOM中存在非電量故障時不能檢測到電流而拒動的 問題，結(jié)合STATCOM

2、保護配置特點提出整改方案，更改 STATCOM控制保護 程序并增加一個獨立的失靈回路。整改后的失靈回路有效解決了原方案存在的問 題，并通過了 STATCOM廠內(nèi)模擬試驗以及水鄉(xiāng)站現(xiàn)場開關(guān)傳動試驗。關(guān)鍵詞：STATCOM ;失靈回路；失靈保護；輔助開關(guān)；跳閘0引言2013年6月29 日，全球首個接入500 kV電網(wǎng)運行的STATCOM工程項目 500 kV水鄉(xiāng)變電站STATCOM正式投入運行。水鄉(xiāng)站STATCOM投產(chǎn)后利 用STATCOM無功快速響應(yīng)的特點，可有效改善系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，提高電網(wǎng) 適應(yīng)各種運行方式的能力，提高電網(wǎng)動態(tài)無功儲備，提高受電能力，增強抵御電 網(wǎng)大事故的能力，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)

3、定性。500 kV水鄉(xiāng)變電站STATCOM是通過專用變壓器直接接入500 kV母線，所以對其保護配置尤其是失靈保護配置要求更咼1 1500 kV水鄉(xiāng)站STATCOM簡介水鄉(xiāng)站STATCOM是廣東電網(wǎng)首批 STATCOM工程之一。STATCOM裝置分為兩組，每組容量為土100 Mva均由，組500/35 kV 專用變壓器經(jīng)一組 HGIS設(shè)備接入500 kV母線，35 kV采用單母線接線，不設(shè)總回路斷路器。每組STATCOM裝置共配置6臺35 kV低壓串聯(lián)電抗器（每相配置兩臺），每相兩臺 電抗器分別與本閥組首尾兩端串接，并通過 35 kV 381斷路器、382斷路器接 至500/35 kV 專用變

4、壓器低壓側(cè)。保護配置主要包括主變保護一套、 500 kV斷 路器保護一套、35 kV母差保護一套、35 kV電容器保護兩套、35 kV開關(guān)失靈 輔助保護兩套、STATCOM控制保護一整套等等。其一次接線如圖 1所示。' I iT.-VCQMS ft2L'OM在備水多站STATCOM 一次播Ml2水鄉(xiāng)站STATCOM 35 kV側(cè)失靈回路設(shè)計水鄉(xiāng)站STATCOM專用變變高5008開關(guān)直接掛500 kV母線上，其變高開關(guān)失靈回路設(shè)計與水鄉(xiāng)站500 kV開關(guān)失靈回路一致，本文不再敘述。其 35 kV側(cè)開關(guān)失靈回路如圖2所示 3STATOOM35kVftX>|«圖2中，

5、失靈回路最初設(shè)計方案是由STATCOM開關(guān)電容器保護跳閘接點及STATCOM控制保護跳閘接點失靈啟動開入到35 kV斷路器輔助失靈輔助保護裝置，失靈電流判據(jù)由斷路器輔助保護完成，接入的電壓不作為判據(jù)。失靈啟動后，跳STATCOM本開關(guān)，并聯(lián)跳專用變高開關(guān)及另外一套 STATCOM開關(guān)。 跳高壓側(cè)接到高壓側(cè)操作箱的 TJR接點，跳低壓側(cè)接到變低 NSR621RF保護裝 置的操作板2 。3原設(shè)計方案存在的問題STATCOM的保護功能由于要求時間非?？量?，所以與控制功能在一個控制 平臺完成，系統(tǒng)的保護級別分為報警、脈沖閉鎖、跳閘，而跳閘除跳開STATCOM 開關(guān)外同時脈沖閉鎖。脈沖閉鎖保護是將 ST

6、ATCOM閥組所有開關(guān)器件（IEGT） 全部關(guān)斷，以保護開關(guān)器件（IEGT）不受損壞或者故障不再擴大。脈沖閉鎖保 護是一種快速的保護動作，從檢測到故障發(fā)生到保護動作生效的延時在幾十微秒 以內(nèi)。跳閘保護是通過機械開關(guān)的斷開實現(xiàn)的，保護速度較慢（幾百毫秒級）。由此可知，當(dāng)STATCOM內(nèi)部故障時，STATCOM保護先閉鎖脈沖，待確定是永 久性故障時再跳開開關(guān)，STATCOM保護中動作跳閘的永久性內(nèi)部故障有水冷系 統(tǒng)故障、PT故障、旁路次數(shù)超限故障、撬杠故障、通信故障、數(shù)據(jù)校驗故障、 泄漏故障、控制系統(tǒng)硬件故障等。原失靈回路設(shè)計方案中，當(dāng)STATCOM裝置發(fā)生內(nèi)部永久性故障時, STATCOM控制保

7、護動作跳閘，接點閉合啟動失靈開入，由于非一次設(shè)備故障， STATCOM保護脈沖閉鎖無電流產(chǎn)生，開關(guān)失靈輔助保護裝置檢測不到電流， 當(dāng) 開關(guān)失靈時失靈無法動作，將會導(dǎo)致故障擴大。另外，原設(shè)計方案中，當(dāng) STAMCOM 系統(tǒng)產(chǎn)生故障以后或者檢修時， STATCOM啟動失靈接點、跳閘接點閉合，會使開關(guān)失靈輔助保護裝置長期報失 靈開入，后臺常發(fā)裝置異常，可能存在失靈誤切專用變高開關(guān)的風(fēng)險3 。4整改方案針對以上問題作如下修改：STATCOM控制保護程序上增加 381斷路器和 382斷路器的狀態(tài)節(jié)點檢測，分別檢測常閉點（0）和常開點（1 ），狀態(tài)節(jié)點檢 測取自斷路器輔助開關(guān)一個常閉接點及一個常開接點。

8、當(dāng)斷路器斷開以后節(jié)點狀 態(tài)為（0, 1 ），當(dāng)斷路器閉合以后節(jié)點狀態(tài)為（1，0 ），其邏輯圖如圖3所示。 增設(shè)一個獨立的失靈回路，增加一個跳閘出口點，動作于時間繼電器，延時（1 s） 以后時間繼電器動作接點閉合，連接到專用變高壓側(cè)斷路器保護跳閘出口回路 中，用于跳高壓側(cè)斷路器，其回路圖如圖 4所示。原失靈回路中，開關(guān)電容器保 護啟動失靈部分保留，STATCOM控制保護啟動失靈部分取消，退出 STATCOM系統(tǒng)控制柜上的失靈啟動壓板號卻7UUJM曲陽越irlH氓牲占話犬瓦is I：訃1 5 對戰(zhàn)徉料陽-J先艮環(huán) （*£ !電乂片亢77丸吠擊5力5* I ；動作過程如下：如果1號STAT

9、COM故障，跳閘出口動作（閉合）啟動時間繼電器；當(dāng)檢測 到返回381狀態(tài)節(jié)點為斷開狀態(tài)（0 , 1），收回跳閘出口動作（斷開），如果381 狀態(tài)節(jié)點是其他而非斷開狀態(tài)（0, 1），則1 s后時間繼電器動作接點（閉合） 經(jīng)回路跳開專用變高壓側(cè)斷路器。如果2號STATCOM故障，跳閘出口動作（閉合）啟動時間繼電器；當(dāng)檢測 到返回382狀態(tài)節(jié)點為斷開狀態(tài)（0 , 1），收回跳閘出口動作（斷開），如果382 狀態(tài)節(jié)點是其他而非斷開狀態(tài)（0， 1），則1 s后時間繼電器動作接點（閉合） 經(jīng)回路跳開專用變高壓側(cè)斷路器。5結(jié)論（1）整改方案主要是把電流判據(jù)更換成斷路器狀態(tài)檢測判據(jù)，而狀態(tài)節(jié)點 取自斷路器輔助

10、開關(guān)接點，考慮到斷路器輔助開關(guān)接點會存在觸點不到位現(xiàn)象， 所以取一個常閉接點與一個常開接點一起作為檢測狀態(tài)節(jié)點判據(jù)，大大降低了因單個輔助接點觸點不到位而引起誤動的風(fēng)險。該整改后的失靈回路方案為目前最優(yōu)方案，有效解決了原方案存在的問題，并通過了STATCOM廠內(nèi)模擬試驗以 及水鄉(xiāng)站現(xiàn)場開關(guān)傳動試驗。(2) STATCOM運行后，在以后的定檢和維護中，如需要對系統(tǒng)控制柜掉 電重啟，為避免重啟引起保護誤動，需要退出系統(tǒng)控制柜STATCOM斷路器跳閘出口壓板及失靈跳專用變高出口壓板。參考文獻1 劉培杰靜止同步補償器(STATCOM)在南網(wǎng)中的運用J.廣東科技,2011，20 (12) : 116-117.2 許雪麗，徐強超，尹樹添，等.500 kV北郊站STATCOM失靈回路設(shè)