內(nèi)蒙古電網(wǎng)220kV母線失靈保護(hù)完善化改造分析.docx

1、山東電力技術(shù)SHANDONGELECTRICPOWER內(nèi)蒙古電網(wǎng) 220kV母線失靈保護(hù)完善化改造分析解紅剛，楊建中武占國七劉洵宇，張毅(I.內(nèi)蒙占超高壓供電局，內(nèi)蒙占呼和浩特01()()80；2.內(nèi)蒙占電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙占呼和浩特。1()02()摘要：母線是電力系統(tǒng)的重要元件。牌線單失靈保護(hù)的拒動影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至造成局部電網(wǎng)的解列。針對220kV雙母線雙分段改造難度大、危險(xiǎn)點(diǎn)多等特點(diǎn)， 以某500kV變電站220kV母線改造工程為例， 對線路間隔、 主變壓器間隔進(jìn)行分析， 更點(diǎn)探討失靈互啟、 手合維電器(割)接點(diǎn)內(nèi)容，保留母差保護(hù)裝置之間失靈互啟【可路，避免特殊操作方式

2、下發(fā)生故障卻無法切除的隱患發(fā)生，明確SHJ接點(diǎn)所需要的數(shù)量，減少不需要的多余回路，為同類變電站改造提供參考。關(guān)鍵詞：雙母線雙分段：失靈保護(hù)：失靈互啟：SHJ接點(diǎn)中圖分類號:TM732文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1007-9904(202i)03-0047-03AnalysisonImprovementof220kVBusFailureProtectioninInnerMongoliaPowerGridXIEHonggang1,YANGJianzhong2.WUZhanguo2LIUXiinyu1.ZHANGYi(1.InnerMongoliaEHVPowerSupplyBureau.Hohhot0

3、10080.China；2.1nncrMongoliaPower(Group)Co.Ltd.Hohhot()10020.China)Abstract：Busisanimportantelementofpowersystem.Thefailureofsinglebusfailureprotectionaffectsthesafeandstableoperalionofpowergrid.andevencauseslhedisconnectionoflocalpowergrid.Onaccountofcharacteristicsofthereconstructionof220kVdual-bus

4、dual-subsection.suchasgreatdifficultyandmanydangerouspoints,the220kVbusreconstructionprojectina500kVsubstationwastakenasanexample(oanalyze(helineintervalandmaintransfonnerinterval.Tliefailuremutual-startandSHJcontactswerediscussedinthispaper.Themutualstartcircuitbetweenbusdifferentialprotectiondevic

5、eswasreservedtoavoidunremovablefailuresinspecialoperationinodes,clarifytherequirednumberofSHJcontacts,andreducethenumberofredundantcircuits,whichprovidesareferenceforthereconstructionofsimilarsubstations.Keywords：doublebusdoublesection；failureprotection：failuremutualscan；SHJcontact0引言目前內(nèi)蒙古電網(wǎng)主網(wǎng)以及其他省市

6、500kV變電站的220kV系統(tǒng)母線大多為雙母線雙分段結(jié)構(gòu)，按照國家電網(wǎng)有限公司關(guān)于印發(fā)I八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）的通知卬以及國家能源局防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求的規(guī)定，220kV及以上電壓等級線路、變壓器、母線、高壓電抗器、串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置等輸變電設(shè)備的保護(hù)應(yīng)按雙重化配置， 同時(shí)須完善失靈回路。于曉蕾、申定輝對斷路器失靈啟動回路的重新設(shè)計(jì)進(jìn)行分析從設(shè)計(jì)源頭降低失靈風(fēng)險(xiǎn)卬。以某變電站220kV母線為例， 對保護(hù)更換及完善失靈回路過程中主要間隔（線路、主變壓器間隔）的更換思路以及失靈互啟回路的不同原理、手合接點(diǎn)的正確使用進(jìn)行分析探討，為提高變電站運(yùn)行的安全穩(wěn)定性提供參考。1失靈

7、保護(hù)改造某500kV變電站220kV系統(tǒng)母線為雙母線雙分段方式，兩條母線上有線路間隔7個(gè)， 主變壓器間隔2個(gè)， 母聯(lián)斷路器 （分段）間隔3個(gè)， 共計(jì)12個(gè)220kV|可隔， 該母線結(jié)構(gòu)在國內(nèi)常規(guī)變電站中具有典型代表性。該變電站220kV線路保護(hù)組屏方式采用三面屏設(shè)計(jì)即兩面線路保護(hù)屏外加一面輔助保護(hù)屏,母線差動保護(hù)為兩面屏，其中只有套母線差動保護(hù)配合線路輔助保護(hù)屏具有失靈功能，另一套母線差動保護(hù)不具備失靈保護(hù)功能。每面母線差動保護(hù)屏及對應(yīng)的線路（主變壓器）保護(hù)回路改動所需工期為7天，先更換不具備失靈保護(hù)的母線保護(hù)，使其失靈保護(hù)完善后，再對另一套母線差動保護(hù)進(jìn)行更換，兩面母線差動保護(hù)屏更換共需14

8、天。1.1線路間隔線路間隔改造過程以一次設(shè)備不停電二次輪退保護(hù)的方式進(jìn)行。首先，將與不具有失靈功能的母線差動保護(hù)相對應(yīng)的線路保護(hù)到輔助屏之間的啟動失靈回路拆除， 將啟動失靈的回路接到新更換的母線差動保護(hù)屏上： 其次， 將另一套線路保護(hù)啟動失靈回路拆除，接至新?lián)Q母線差動保護(hù)屏上， 同時(shí)將輔助屏上原相關(guān)啟動母線差動保護(hù)的失靈回路和壓板拆除。改造前，線路輔助保護(hù)屏失靈電流判據(jù)通過斷路器保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)， 而目前很多變電站斷路器三相不一致功能仍由保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，因此進(jìn)行雙失靈改造后，輔助保護(hù)屏電流回路不能拆除。1.2主變壓器間隔主變壓器間隔改造與線路間隔改造一樣通過輪退保護(hù)的方式進(jìn)行。 原主變壓器間隔失靈功

9、能通過主變壓器保護(hù)C屏的斷路器失靈裝置實(shí)現(xiàn)， 由斷路器失靈裝置滿足判據(jù)后輸出至一套母線差動保護(hù)屏。主變壓器間隔失靈改造流程基本與線路間隔改造相同，但一些具體的功能回路不同。 主變壓器間隔改造需要考慮主變壓器保護(hù)本身功能特點(diǎn)， 主變壓器中壓側(cè)斷路器失靈聯(lián)跳三側(cè)斷路器的各廠家邏輯不同，因此失靈完善改造過程中，主變壓器保護(hù)也要相應(yīng)升級以滿足 關(guān)于印發(fā)十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施 （修訂版） 的通知要求。因中壓側(cè)失靈回路變動，主變壓器高壓側(cè)失靈聯(lián)跳回路也要做相應(yīng)調(diào)整。于興林、李慧敏對主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈聯(lián)跳主變壓器三側(cè)斷路器進(jìn)行優(yōu)化分析。2失靈互啟目前華北地區(qū)以及南方電網(wǎng)失靈互啟功能均采用分段斷路器的

10、失靈功能實(shí)現(xiàn)， 由分段斷路器的保護(hù)裝置電流判據(jù)與操作箱的永跳繼電器（TJR）接點(diǎn)形成“與”邏輯同時(shí)啟動四套母線差動保護(hù)的失靈保護(hù)，如圖1所示。該失靈互啟方式不能滿足更換電流互感器以及其他需要倒母線的特殊運(yùn)行操作方式的需求，因此內(nèi)蒙古電網(wǎng)要求對于220kV側(cè)采用雙母線雙分接線的變電站，220kV母線保護(hù)應(yīng)具備I/II母線和111/IV母線失靈互啟的功能，以保證分段失靈回路的完整性。圖1分段斷路器失靈啟動付線差動保護(hù)2.1失靈互啟原理以某公司PCS-9I5SA-G母線差動保護(hù)裝置為例，失靈互啟的動作條件為： 母線差動保護(hù)動作不返回,且分段存在電流大于0W（/N為 額 定 電 流 ） 。 若 兩 個(gè)

11、 條 件 都 滿 足 ， 則 啟 動 另 一 套PCS-915SA-G的分段失靈保護(hù)，邏輯如圖2所示兇。當(dāng)啟動分段失靈開入接點(diǎn)動作，經(jīng)整定延時(shí)相應(yīng)的分段電流仍然大于母聯(lián)斷路器分段失靈電流定值時(shí)， 分段失靈保護(hù)經(jīng)相應(yīng)母線電壓閉鎖后， 延時(shí)母聯(lián)斷路器分段失靈時(shí)間切除母聯(lián)斷路器開關(guān)及相應(yīng)母線上所有連接元件，如圖3所示。啟動分段失圖3分段失靈保護(hù)邏輯啟動分段失圖2啟動分段失靈邏輯圖3分段失靈保護(hù)邏輯斷開I母線上 所有 開美倒母線過程中避免帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)會將母聯(lián)斷路器的操作電源拉開。對220kV雙母線雙分段接線方式，假如母聯(lián)斷路器I電流互感器因?yàn)闅淦瑯?biāo)或者其他原因需要更換時(shí)，需要斷開母聯(lián)斷路器1

12、（ML1）并進(jìn)行倒母線充電，而此時(shí)避免帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)會將分段斷路器I（FDI）、分段斷路器2（FD2）、母聯(lián)斷路器2（ML2）操作電源斷開，如圖4所O保護(hù)的SHJ接點(diǎn)引入，只需考慮電流互感器靠近母線側(cè)的保護(hù)，對于雙吟線雙分段系統(tǒng)分段斷路器操作箱只需提供2個(gè)SHJ接點(diǎn)給母線差動保護(hù)，無須通過擴(kuò)展接點(diǎn)可為母線差動保護(hù)提供4個(gè)SHJ接點(diǎn)。|大革復(fù)式比率是赫如果此時(shí)【母線上發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，而失靈互啟采用分段斷路器失靈功能，I母線差動保護(hù)會斷開該母線上所有連接元件，而分段斷路器I因?yàn)椴僮麟娫词щ姺侄螖嗦菲鱅不會斷升且操作箱無法為母線差動保護(hù)提供TJR開入，母線失靈保護(hù)不會動作，III母線是區(qū)外故障，

13、III母線差動保護(hù)不會動作，故障無法切除。采用I/II母線和III徊母線之間失靈互啟的功能則可將故障切除，避免事故擴(kuò)大。3手合繼電器接點(diǎn)手合繼電器（SHJ）接點(diǎn)用于母聯(lián)斷路器分段斷路器充電時(shí)發(fā)生充電至死區(qū)故障時(shí)邏輯判據(jù)，以某公司BP-2CS型母線差動保護(hù)裝置為例，通過SHJ接點(diǎn)變位，確定故障類型是充電故障而非普通的母聯(lián)斷路器死區(qū)故障，邏輯如圖5所示。充電至死區(qū)故障僅發(fā)生在電流互感器靠近待椅修母線需要充電側(cè)、母線分段斷路器靠近充電母線側(cè)，故障如圖6所示。故障發(fā)生時(shí)， 電流互感器沒有電流流過， 無法通過啟動充電保護(hù)來閉鎖差動保護(hù)并切除母聯(lián)斷路器開關(guān)， 通過充電至死區(qū)邏輯差動保護(hù)切除運(yùn)行母線。 靠近

14、電流互感器母線給另一側(cè)母線充電時(shí)不存在充電至死區(qū)的邏輯， 母聯(lián)分段斷路器死區(qū)保護(hù)可以切除故障， 因此對于母線差動圖5充電至死區(qū)邏輯充電至死區(qū)故障母耿斷捋器TA無電流4結(jié)語母線失靈完善化改造涉及整個(gè)220kV間隔以及主變壓器中壓側(cè)和高壓側(cè)的相關(guān)回路，涉及面廣、危險(xiǎn)點(diǎn)多，改造之前多次核對現(xiàn)場， 對整個(gè)過程進(jìn)行模擬推演。 對于通過分段斷路器失靈實(shí)現(xiàn)失靈互啟功能的變電站， 在特殊運(yùn)行方式時(shí)也可以通過退保護(hù)出口來避免故障范困擴(kuò)大， 但不便于現(xiàn)場運(yùn)行人員操作。 通過母線差動保護(hù)之間的失靈互啟保證了回路的獨(dú)立性、 完整性， 在提高變電站運(yùn)行安全穩(wěn)定性的同時(shí)便于現(xiàn)場運(yùn)行人員操作。參考文獻(xiàn)國家電網(wǎng)有限公司.國家

15、電網(wǎng)有限公司I八頊電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）M.北京：中國電力出版社.2018.1國家能源局.防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求M.北京： 中國電力出版社，2014.（下轉(zhuǎn)第59頁）故障前周波有且僅有I段母線運(yùn)行差動保護(hù)啟動母聯(lián)斷路器TWJ（跳阱壬函故障前-凋波母聯(lián)斷路器無電流母聯(lián)斷路器充電手合接點(diǎn)IOOOm故障前周波有且僅有I段母線運(yùn)行故障電流閉合時(shí)聯(lián)斷路器圖6故障情況王陰，等：氣氣換熱器進(jìn)出口集箱與鍋爐耦合布置結(jié)構(gòu)性梁的限制，同時(shí)由于氣氣換熱器出口處煙溫較高，需設(shè)置較厚的保溫層。集箱式結(jié)構(gòu)會給設(shè)計(jì)和施工都造成較大的困難。而風(fēng)室式結(jié)構(gòu)則因無連接管，給設(shè)計(jì)和施工都預(yù)留了較大的空間。2.3

16、.3工藝制造方面氣氣換熱器不屬于壓力管件，因此采用的集箱或者管道壁厚均較薄。對于集箱式布置來說，集箱是通過鋼板卷制而成，并且需要在集箱上開孔；連接管管段上存在90。的彎管設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)制造過程中，給工藝造成了較大的困難，須進(jìn)行專門針對薄壁厚管板的工藝研發(fā)采用風(fēng)室式布置則無此項(xiàng)生產(chǎn)工藝要求。2.3.4整體設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性方面氣氣換熱器雖然不屬于壓力管道，但由于其管材需滿足耐高溫、抗氧化的要求，氣氣換熱器管子采用的材料等級較高。采用風(fēng)室式結(jié)構(gòu)后， 新的結(jié)構(gòu)和布置形式可節(jié)省氣氣換熱器爐外受熱面管材。以某臺600MW機(jī)組鍋爐的氣氣換熱器為例，采用風(fēng)室式布置僅爐外受熱面管材成本可減少近30萬元。同時(shí)，風(fēng)室式結(jié)構(gòu)

17、設(shè)計(jì)較為簡單，不須為進(jìn)出口集箱設(shè)置復(fù)雜的吊掛裝置，也在一定程度上進(jìn)一步降低了成本。3結(jié)語尿素?zé)峤庥脿t內(nèi)氣氣換熱器是電站鍋爐環(huán)保領(lǐng)域的重大技術(shù)創(chuàng)新。氣氣換熱器與鍋爐結(jié)合處的結(jié)構(gòu)設(shè)il在不斷發(fā)展。針對氣氣換熱器進(jìn)出口集箱的兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較，并得到了以下結(jié)論：氣氣換熱器圓形集箱式結(jié)構(gòu)作為初代產(chǎn)品完成了其匯集冷/熱一次風(fēng)的功能， 但在設(shè)計(jì)、 制造及安裝過程中均存在一定的困難。氣氣換熱器采用風(fēng)室式結(jié)構(gòu)則能夠更好地兼顧結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)、 系統(tǒng)膨脹應(yīng)力、 制造工藝及安裝， 并且?guī)砀玫脑O(shè)備安全性和經(jīng)濟(jì)性。參考文獻(xiàn)葉茂，楊志也晏順娟，等.SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庥脙?nèi)置式氣氣換熱器技術(shù)研究J.東方電氣評論，2

18、015,29(2):76-82.1周振鋒.馮墊隆.朱嘉俊，等.氣氣熱交換器對燃勺鍋爐煙氣熱回收的節(jié)能效果分析J.節(jié)能技術(shù)，2016.34(3):146-168 楊志忠，葉茂，宋曉宏，等.一種 SCR 脫硝還原劑尿素?zé)峤鉄嵩垂┙o裝 Eb201320179396.1P.2013-09-04.2宋健，胡章茂，鄧偉力，等.內(nèi)置式氣氣換熱器在 SCR 煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)中的應(yīng)用J.中國電力.2018,51(7)：145-151 盛佳眉.俸錦興.王春.等.一種提供尿素?zé)峤鉄嵩吹臓t內(nèi)煙氣熱換熱系統(tǒng)：201510315955.0P.2017-04-12.3盧洪，昌佳，王俊波，等.氣一氣換熱器薄壁集箱制造工藝研究J.東方電氣評論，2016,30(2):36-38.收稿口期：2020-11-22 作者簡介：王 JJK1988),女，工程師，從出電站鍋爐設(shè)計(jì)工作。(上接49頁)國家電俐公司.