防止雙母線接線變電站二次電壓失壓的技術(shù)改造方案

1、防止雙母線接線變電站二次電壓失壓的技術(shù)改造方案 防止雙母線接線變電站二次電壓失壓的技術(shù)改造方案金云鵬，周剛，段建軍 (山東電力超高壓公司，山東濟(jì)南250021) 摘 要：為防止二次電壓回路斷線及反充電給人身和設(shè)備造成危害，提高電壓回路的安全可靠系數(shù)。從雙母線接線變電站的二次電壓回路的原理出發(fā)，闡述了二次電壓回路發(fā)生斷線的危害及防范措施，并從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際角度出發(fā)，提出了切實(shí)可行的解決方法。 關(guān)鍵詞：雙母線；電壓回路；輔助觸點(diǎn)；觸點(diǎn)保持Technical improvements of secondary voltage return circuit for doublebusbar substati

2、onJIN Yunpeng，ZHOUGang，DUANJianjun(Shandong UHVPower Company，Jinan 250021，China) Abstract：In orderto prevent persons and equipments frombeing harmed by secondary voltage circuit disconnection and inversecharge andincrease the safe factorof highvoltage circuit，this dissertation expoundsthe harmand co

3、untermeasuresofthe secondary voltage circuit disconnection accordingto the theory ofsecondary voltage circuitfor double busbarsubstationApracticalsolutionis proposed fromthe field viewpoint Key words：double busbar；voltage circuit；auxiliary contact；holding contact 1引言11現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的各類電壓等級(jí)樞紐變電站，高壓一次設(shè)備的主接線

4、是雙母線接線形式的占90以上。以山東電網(wǎng)為例，除幾個(gè)500 kV變電站，淄博地區(qū)的220 kV博山變電站的220 kV部分的主接線是一個(gè)半斷路器接線形式外，其它的一百多個(gè)變電站的高、中壓部分的主接線均是雙母線代旁路接線形式。由于投資規(guī)模和設(shè)計(jì)原因，保護(hù)裝置所用的工作電壓都是取自其所在母線的電壓互感器(線路和元件本身均沒有自身的電壓互感器)。保護(hù)所取的二次電壓是經(jīng)電壓互感器(獨(dú)立接線單元)所在間隔的隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)中的動(dòng)合位置觸點(diǎn)，此觸點(diǎn)啟動(dòng)該間隔的表征隔離開關(guān)狀態(tài)的中間繼電器，由此互感器的二次電壓經(jīng)隔離開關(guān)位置繼電器的觸點(diǎn)切換后接到小母線上，見圖1和圖2。12缺點(diǎn)由于該隔離開關(guān)位置繼電器采用

5、的是傳統(tǒng)的DZ31B(原機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn))直流中間繼電器，屬于電磁拍合式。即通入額定的直流電壓就勵(lì)磁，觸點(diǎn)閉合；斷電失磁后觸點(diǎn)斷開。而且繼電器的直流工作電壓是獨(dú)立的(GQM)和(GQM)。所以一旦由于某種無法預(yù)料(運(yùn)行中隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)不好、母線的倒閘操作等等)的原因或安全措施未做好，極易使得該繼電器失去工作電壓，使該繼電器返回，常開觸點(diǎn)斷開。使得所有小母線沒有二次交流電壓。即便是線路保護(hù)、主變保護(hù)等的斷路器操作箱(如CZX系列的操作箱)內(nèi)的YQJ繼電器磁保持，但是小母線上沒有電壓，它是無論如何也切換不出保護(hù)所需的交流電壓的。最終造成保護(hù)失去交流電壓，如果此時(shí)系統(tǒng)中發(fā)生擾動(dòng)或操作，保護(hù)裝置的電流

6、啟動(dòng)元件動(dòng)作將造成全站保護(hù)誤動(dòng)(拒動(dòng))，釀成大的事故。尤其是500 kV變電站都是系統(tǒng)中的樞紐變電站，一旦某個(gè)站的220 kV部分出線全部跳開，將引起系統(tǒng)電壓明顯升高，使得發(fā)電機(jī)、變壓器過激磁，引起更大的事故。13事故實(shí)例2001年初，山東東部電網(wǎng)的某條220 kV線路，因天氣條件惡劣，適逢TV斷線，將保護(hù)閉鎖，越級(jí)跳閘，致使該區(qū)域電網(wǎng)與系統(tǒng)解列，造成大面積停電的事故。1998年底，500 kV某變電站2主變投產(chǎn)期間，由于操作不當(dāng)，造成500 kVI段母線向II段母線反充電，致使I段母線失壓，使得運(yùn)行在I段母線上的1主變跳閘，影響了電網(wǎng)的正常供電。某500kV變電站在進(jìn)行220 kV出線線路保

7、護(hù)技術(shù)改造時(shí)，誤將GQM和GQM短接，使得GQM失去電壓，造成整個(gè)220 kV系統(tǒng)無電壓，其所有保護(hù)均報(bào)“TV”斷線，幸虧處理及時(shí)，才沒有出現(xiàn)大事故。2原因分析鑒于上面出現(xiàn)的問題，當(dāng)然是先從管理上入手，通過一些制度保證。另外，必要的技術(shù)措施來保障才是最可靠的。21目前的原理接線(圖1和圖2)22現(xiàn)狀分析從圖1可以看出，不管是何種原因失去正電或負(fù)電源，或者是直流接地等原因，都將使得GWJ(均是DZ31型的中間繼電器)失掉電壓而失磁，從而使得其動(dòng)合觸點(diǎn)斷開，也就使得小母線失電，保護(hù)裝置等也就失去了電壓，可能造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。3解決方案31原理接線圖(見圖3) 母線各種運(yùn)行方式的K1、K2的投退情

8、況見表1。32原理分析由于采用的GWJ繼電器是磁保持的，即繼電器的兩種狀態(tài)都需要?jiǎng)?lì)磁。一旦勵(lì)磁，其動(dòng)合觸點(diǎn)就會(huì)一直處于閉合狀態(tài)；如果要進(jìn)入另一種狀態(tài)，即使動(dòng)合觸點(diǎn)斷開，同樣也需要?jiǎng)?lì)磁。這樣盡管直流電壓失去，其觸點(diǎn)仍然是閉合著的，不會(huì)失去二次電壓。只有當(dāng)母線停電時(shí)，等電位操作完畢后，此時(shí)整個(gè)一次系統(tǒng)是等電位的，二次系統(tǒng)也是等電位的。即將要投入運(yùn)行的母線位置繼電器已勵(lì)磁，單純拉開所要停電母線的隔離開關(guān)時(shí)，其隔離開關(guān)位置繼電器是不會(huì)返回的，只有已合好的隔離開關(guān)確已合好，而且其輔助觸點(diǎn)確已接通時(shí)才將被停電隔離開關(guān)位置繼電器的復(fù)歸線圈啟動(dòng)，使得該GWJ繼電器返回，斷開本母線的電壓回路。如果，此時(shí)要投入運(yùn)

9、行的母線隔離開關(guān)一次確已合好，但是其二次輔助觸點(diǎn)，由于某種原因沒有接通，那么要運(yùn)行母線二次仍無電壓，但是此時(shí)由于其二次輔助觸點(diǎn)未接通，不會(huì)使要停運(yùn)的母線失壓，所以保護(hù)裝置仍然有電壓(二次并列)。即將投運(yùn)的母線沒有二次電壓，不會(huì)造成二次系統(tǒng)向一次系統(tǒng)反充電。只有要合的刀閘確已合好，才能保證所停的系統(tǒng)全停下來。33目前國(guó)內(nèi)的其他做法與本方案的比較 目前新投入運(yùn)行的雙母線的變電站，其二次電壓回路是采用了雙位置繼電器。但是其動(dòng)作原理是基本相同的。只是啟動(dòng)復(fù)歸線圈的是隔離開關(guān)本身的動(dòng)開觸點(diǎn)，這樣對(duì)新投入運(yùn)行的變電站來講，是沒有問題的。但是對(duì)于運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間的變電站來講，隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)接觸不好的情況時(shí)常發(fā)

10、生。采用圖3所示的原理接線后，不僅很好地解決諸如此類的問題，而且即使在運(yùn)行中出現(xiàn)輔助觸點(diǎn)不好也不會(huì)影響二次電壓，因?yàn)槔^電器是保持的，而且本方案僅關(guān)心隔離開關(guān)的一種運(yùn)行狀態(tài)是非常容易做到的。另外老式電磁拍合式中間繼電器已經(jīng)不適合當(dāng)今電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的要求，采用這種微型密封繼電器后，不僅消除了電磁拍合式中間繼電器操作時(shí)帶來的電磁兼容問題(微機(jī)保護(hù))，更重要的是，這種技改方式無須停電，只須將繼電器事先校驗(yàn)好，待二次并列后，將繼電器插上再在繼電器的座上配一根線到小開關(guān)，小開關(guān)的另一端并接到隔離開關(guān)位置觸點(diǎn)上即可完成技改任務(wù)。使得整個(gè)電壓回路的抗干擾能力等得到了加強(qiáng)。母線運(yùn)行方式與小開關(guān)投停的組合方式見表1。4制造及效果預(yù)測(cè)由于此種型號(hào)的繼電器為非標(biāo)產(chǎn)品，需要我們自己動(dòng)手做才行。既要考慮原來DZ31中間繼電器的外形尺寸，又要考慮安裝尺寸和觸點(diǎn)容量，還要有相應(yīng)母線運(yùn)行指示。我們采用了國(guó)內(nèi)外廣泛采用的、日本松下公司產(chǎn)的NiS繼電器，按照DZ31B的觸點(diǎn)模式組合而成。結(jié)果預(yù)測(cè)，鑒于國(guó)內(nèi)運(yùn)行的雙母線接線的變電站非常多，電壓二次回路的技術(shù)改造也是各站改造的弱項(xiàng)，特別是樞紐變電站一次設(shè)備全停電的可能性很小。本繼電器的制作成功和技改方案的出臺(tái)，將給這些老變電站的技術(shù)改造指出了一種比較新穎的思路。筆者相信，本技術(shù)的應(yīng)用，必將使老變電站二次電壓回路的技術(shù)改造變得簡(jiǎn)捷明了。使得變電站安