新津變電站備用電源自動(dòng)投入方案研究

新津變電站備用電源自動(dòng)投入方案研究

1電力系統(tǒng)故障診斷困難目前，110kv電網(wǎng)的自動(dòng)充電裝置（以下簡(jiǎn)稱自充電站）已廣泛應(yīng)用于提高供電可靠性的有效手段。電力系統(tǒng)110kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)多數(shù)是手拉手環(huán)網(wǎng)接線,采用開環(huán)運(yùn)行方式。為提高供電可靠性,在開環(huán)運(yùn)行的變電站進(jìn)線,裝設(shè)備用電源自動(dòng)裝置。當(dāng)主供電源發(fā)生故障后,備用電源自動(dòng)投入運(yùn)行,從而保證了變電站不會(huì)全站失電。但常規(guī)備自投和新型遠(yuǎn)方備自投都不能實(shí)現(xiàn)雙向互投的自適應(yīng)功能,這就使電力系統(tǒng)在出現(xiàn)一些具體問題時(shí)不能夠被解決。本文將結(jié)合常規(guī)備自投和遠(yuǎn)方備自投的功能,提出一種能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)雙向互投的備用電源自動(dòng)投入裝置方案。2多方備自投的功能由于南瑞的RCS-9651備用電源自投裝置即能實(shí)現(xiàn)進(jìn)線自投和分段(橋)開關(guān)自投的常規(guī)備自投功能,也能實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線開環(huán)點(diǎn)自投給對(duì)側(cè)供電和聯(lián)絡(luò)線合環(huán)點(diǎn)處動(dòng)作的新型遠(yuǎn)方備自投功能,所以這里以RCS-9651為例,對(duì)現(xiàn)有備自投裝置的功能及原理進(jìn)行分析。RCS-9651有6種運(yùn)行方式,其中1-4方式都是常規(guī)備自投原理,5、6方式為遠(yuǎn)方備自投。如圖1所示為110kV典型手拉手電網(wǎng)接線,正常運(yùn)行方式為4DL或5DL斷開,每個(gè)110kV變電站分別由不同的電源供電。圖中4DL斷開,1號(hào)變電站為開環(huán)點(diǎn),2號(hào)變電站為閉環(huán)點(diǎn)。2.1號(hào)線路方式1和方式2其實(shí)原理和邏輯完全相同,只是方式1是2號(hào)線備1號(hào)線,而方式2是1號(hào)線備2號(hào)線。所以這里只介紹方式1,如圖1所示,在開環(huán)點(diǎn)(1號(hào)變電站)處常規(guī)備自投。即1號(hào)線路運(yùn)行,2號(hào)線路備用。當(dāng)1號(hào)線路電源因故障或其他原因被斷開后,2號(hào)線路備用電源自動(dòng)投入。充電條件:(1)I、II母均三相有壓,當(dāng)2號(hào)線路電壓檢查控制字投入時(shí),2號(hào)線路(Ux2)有壓;(2)2DL、3DL在合位,4DL在分位。動(dòng)作條件:當(dāng)充電完成后,I、II母均無(wú)壓,1號(hào)線路無(wú)電流,當(dāng)2號(hào)線路電壓(Ux2)檢查控制字投入,且Ux2有電壓,經(jīng)延時(shí)Tt1跳開2DL,確認(rèn)2DL跳開后,合上4DL。2.2號(hào)線路供電方式3和方式4為分段(橋)開關(guān)自投,該方式是用在兩段母線分列運(yùn)行時(shí),如圖1所示,3DL斷開,1號(hào)變電站I、II號(hào)母線分別由1號(hào)線路和2號(hào)線路供電,當(dāng)任一線路因故障或其他原因被斷開后,合上3DL,有電端母線給失電母線供電。因此,方式3和方式4也是原理完全相同,只是方式3判據(jù)是II母供I母,方式4相反。充電條件:(1)I、II母均三相有壓;(2)2DL、4DL在合位,3DL在分位。動(dòng)作條件:當(dāng)充電完成后,I母無(wú)壓、1號(hào)線路無(wú)電流,II母有壓?jiǎn)?dòng),經(jīng)Tt3延時(shí)后,兩對(duì)電源1跳閘結(jié)點(diǎn)動(dòng)作跳開2DL。確認(rèn)2DL跳開后,經(jīng)Th34延時(shí)合上3DL。2.3線路ux充電條件:(1)1號(hào)變電站I、II母線三相有壓,2號(hào)線路(Ux2)有電壓;(2)2DL、3DL在合位,4DL在分位。動(dòng)作過程:當(dāng)充電完成后,4DL所在母線有壓,2號(hào)線路(Ux2)無(wú)壓,則啟動(dòng),經(jīng)延時(shí)Th5合4DL。2.4運(yùn)行方式分析在非開環(huán)點(diǎn)(2號(hào)變電站)處備投。2號(hào)線路運(yùn)行,3號(hào)線路運(yùn)行,當(dāng)主供電源3號(hào)線路因故障或其他原因被斷開后,跳開3號(hào)線路開關(guān)7DL。在確認(rèn)主供線路開關(guān)斷開后,依靠對(duì)側(cè)備自投裝置動(dòng)作延時(shí)供電。可見該方式與開環(huán)點(diǎn)處的方式5是配合使用的,要運(yùn)行遠(yuǎn)方備自投方案須在1、2號(hào)變電站各裝設(shè)一臺(tái)RCS-9651,1號(hào)變運(yùn)行方式5,2號(hào)變運(yùn)行方式6。充電條件:(1)2號(hào)變電站I、II母線三相有壓,3號(hào)線路(Ux3)有電壓;(2)5DL、6DL、7DL均在合位。動(dòng)作過程:當(dāng)充電完成后,2號(hào)變電站I、II母線均無(wú)電壓,3號(hào)線路無(wú)電流,3號(hào)線路無(wú)電壓(Ux3),則啟動(dòng),經(jīng)延時(shí)Tt6跳開7DL。以上分析了現(xiàn)有備自投裝置的所有運(yùn)行方式,包括常規(guī)備自投和遠(yuǎn)方備自投。下面將以一實(shí)例分析現(xiàn)有備自投在實(shí)際運(yùn)用中存在的問題。3臨金線路上的備用電源問題2008年5月12日汶川地震后,由于地震波及面較廣,四川地區(qū)部分電廠及電網(wǎng)受到嚴(yán)重?fù)p害,成都電業(yè)局新津110kV變電站徐新線由于線路故障跳開,備自投備投成功改由臨新支線供新津全站。金馬站電源臨金支線無(wú)故障,但備用電源東馬線對(duì)側(cè)城東站全站失電,如圖2所示。經(jīng)短時(shí)搶修,徐新線問題不大可以繼續(xù)投入運(yùn)行,但城東站無(wú)電源的情況短時(shí)間內(nèi)不能解決。由于新津和金馬兩站負(fù)荷都及其重要,所以運(yùn)行方式上兩個(gè)站都配備有各自的備用電源,原有運(yùn)行方式為徐家渡供新津站,臨新支線作為新津站的備用電源,臨金支線供金馬站,東馬線作為金馬站的備用電源。此時(shí),只需要在兩站各自裝設(shè)一套備自投裝置運(yùn)行進(jìn)線備投方式就可以實(shí)現(xiàn)各站的備用電源自動(dòng)投入。5·12地震后,城東站失電,金馬站失去了東馬線這個(gè)備用電源,但浦江縣的負(fù)荷非常重要,而金馬站是浦江縣惟一的一個(gè)110kV變電站,可以說(shuō)金馬站支撐著整個(gè)浦江縣的用電,金馬站如果失電對(duì)于浦江縣的損失將會(huì)非常嚴(yán)重。所以繼保人員考慮用新津站作為金馬站的備用電源,在新津站裝設(shè)RCS-9651運(yùn)行方式5,在金馬站裝設(shè)RCS-9651運(yùn)行方式6,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方備自投。即當(dāng)臨邛站及以上故障引起臨金支線失電時(shí),遠(yuǎn)方備自投合181開關(guān)使新津站供金馬站。其實(shí)最后選擇這種備用方案是存在一定問題的,但現(xiàn)有備自投的邏輯原理又不能解決,所以運(yùn)用RCS-9651遠(yuǎn)方備自投已經(jīng)是解決現(xiàn)有問題最優(yōu)的選擇。前面講到其實(shí)新津和金馬兩站負(fù)荷都是及其重要的,兩站都需要備用電源,在新津站和金馬站運(yùn)用RCS-9651遠(yuǎn)方備自投運(yùn)行方式只能夠解決金馬站的備用電源問題,而這種備自投運(yùn)行方式使新津站失去了它的備用電源臨新支線。因?yàn)樾陆蛘具\(yùn)行的是RCS-9651方式5遠(yuǎn)方備自投,而不是方式1進(jìn)線備自投。如上一節(jié)所述,現(xiàn)有備自投裝置都只能投入一種運(yùn)行方式,解決單方面的問題,如新津站備金馬站,那么臨邛站就不能再備新津站,所以現(xiàn)有備自投還不能夠解決既要保證金馬站有備用電源又要保證新津站有備用電源這一關(guān)鍵問題。下面提出一種能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)雙向互投的備用電源自動(dòng)投入裝置方案,以解決現(xiàn)有備自投裝置只能實(shí)現(xiàn)單一運(yùn)行方式等多方面的問題。4自適應(yīng)雙向互投該方案的主要目的是為彌補(bǔ)現(xiàn)有備自投在實(shí)際運(yùn)用中存在的不足。下面將主要對(duì)該裝置的充放電條件及動(dòng)作邏輯進(jìn)行分析。如圖3所示,一個(gè)典型的手拉手電網(wǎng)一次接線,1號(hào)變電站為開環(huán)點(diǎn),2號(hào)變電站為閉環(huán)點(diǎn),1號(hào)線供1號(hào)變電站,3號(hào)線供2號(hào)變電站。該備自投方案的主要功能描述如下:當(dāng)1號(hào)線因故障或其他原因使1號(hào)變電站失電時(shí),1號(hào)站備自投裝置合上3DL,使2號(hào)線供1號(hào)站;當(dāng)3號(hào)線因故障或其他原因使2號(hào)變電站失電時(shí),1號(hào)站備自投裝置同樣啟動(dòng)合上3DL,使1號(hào)站通過2號(hào)線供2號(hào)站。這就實(shí)現(xiàn)了在同一種方式下完成了兩個(gè)變電站自適應(yīng)雙向互投的功能。充電條件:(1)I、II母均三相有壓,2號(hào)線路(Ux2)有壓;(2)1DL、2DL在合位,3DL在分位。放電條件:(1)手跳1DL(KKJ=0);(2)3DL合上經(jīng)短延時(shí);(3)1DL、2DL或3DL的TWJ異常;(4)整定控制字或軟壓板不允許自投。動(dòng)作過程:當(dāng)充電完成后,有兩種情況。(1)I、II母均無(wú)壓(三線電壓均小于無(wú)壓?jiǎn)?dòng)定值),2號(hào)線路(Ux2)有壓,1號(hào)線路無(wú)電流,經(jīng)延時(shí)Tt1,跳開電源1開關(guān)1DL,確認(rèn)1DL跳開后,經(jīng)Th1延時(shí)合3DL。該動(dòng)作過程是當(dāng)1號(hào)變電站失電時(shí),備自投合3DL通過2號(hào)線給1號(hào)站供電。(2)3DL所在II母有壓,2號(hào)線路(Ux2)無(wú)壓(小于無(wú)壓合閘定值),則啟動(dòng),經(jīng)Th2延時(shí)合2DL。該動(dòng)作過程其實(shí)就是通過3DL實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方備投,當(dāng)2號(hào)站失電時(shí),通過2號(hào)線由1號(hào)變電站供2號(hào)變電站。該方案的具體邏輯框圖如圖4所示。上述為1號(hào)變電站備自投方案的充放電條件及動(dòng)作邏輯功能,要實(shí)現(xiàn)雙向互投,在2號(hào)變電站還必須裝設(shè)一臺(tái)備自投起到隔離故障的作用。當(dāng)3號(hào)線路發(fā)生短路故障時(shí),6DL對(duì)側(cè)的保護(hù)可以啟動(dòng)跳開本側(cè)斷路器,但6DL側(cè)無(wú)短路電流,故保護(hù)不能動(dòng)作跳開此斷路器。此時(shí)若2號(hào)變電站的備自投不及時(shí)跳開6DL,因2號(hào)變電站失電,1號(hào)變電站備自投裝置動(dòng)作將使3DL正好合閘于3號(hào)故障線路上,后加速會(huì)馬上跳開3DL直接導(dǎo)致備用電源投入失敗,而且會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊。2號(hào)變電站備自投方案的充放電條件及動(dòng)作邏輯如圖5所示。5雙向互投的工作原理在第2節(jié)分析的震后新津站為供金馬站而自己失去備用電源的問題,現(xiàn)在我們可以嘗試用雙向互投的備用電源自動(dòng)投入方案來(lái)解決。如圖2所示,在新津站運(yùn)行開環(huán)方案,也就是如圖4的動(dòng)作邏輯。由于金馬站震后主供電源是T接線的臨邛站,所以金馬站不需要運(yùn)行閉環(huán)備自投方案。因?yàn)槿粼诮瘃R站運(yùn)行圖5的閉環(huán)邏輯,備自投會(huì)跳開133開關(guān),這樣新津站就無(wú)法備投電源到金馬站。所以如果故障真的是在T型線路上,那么只有靠后加速跳開181使備投失敗。故只需要在新津站裝設(shè)一臺(tái)備自投運(yùn)行雙向互投方案就可以了,具體工作原理為:當(dāng)徐新線因故障或其他原因使新津站失電時(shí),備自投跳開182開關(guān),延時(shí)合上181開關(guān),使臨邛站供新津站;當(dāng)臨邛站因故障或其他原因使金馬站失電時(shí),新津站備自投合上181開關(guān),使新津站供金馬站。這樣就實(shí)現(xiàn)了在一種運(yùn)行方式下既可以新津站做金馬站的備用電源也可以臨邛站做新津站的備用電源,解決了前文提出的現(xiàn)有備自投不能解決新津站無(wú)備用電源的問題,這就體現(xiàn)了雙向互投備自投方案的實(shí)用價(jià)值。新津站具體充放電及動(dòng)作邏輯框圖如圖6所示。6自適應(yīng)雙向互投備用電源自動(dòng)投入方案對(duì)于手拉手電網(wǎng)接線,為避免造成