220kv機組高遮斷容量斷路器的選擇

220kv機組高遮斷容量斷路器的選擇

發(fā)電的三個主要變化高度和中壓側(cè)通常同時運行。在電機出口定義絕緣裝置。然而，在該方法的運行中，電機出口的故障電流較大，并且該裝置的耐壓能力無法滿足所需的要求。因此，如何解決遮斷容量不足成為同類型發(fā)電機組關(guān)注的問題。1機組間主變單元江蘇射陽港發(fā)電有限責任公司（以下簡稱公司）220kV母線通過4條線路與系統(tǒng)相聯(lián)絡(luò)，1、2號主變壓器（以下簡稱主變）系三圈變，其低壓側(cè)與發(fā)電機間裝有SN4-20G少油斷路器，中壓側(cè)并列運行饋供4條線路；3、4號機組系發(fā)變組單元接線，4臺主變高壓側(cè)皆接至220kV母線。當1號或2號發(fā)電機出口三相短路時，少油斷路器遮斷容量不能滿足要求。主接線如圖1所示。2計算短路電流(1）江蘇省電力公司調(diào)度處所提供的歸算至220kV母線的3、4號機變和系統(tǒng)大方式時的等值阻抗見表1。(2）根據(jù)表1中各支路的等值阻抗參數(shù)，對各種方式下1號發(fā)電機出口短路（圖1中開關(guān)發(fā)電機側(cè)）時，系統(tǒng)和其他機組提供的流經(jīng)發(fā)電機出口斷路器的短路電流進行計算。具體結(jié)果為：當710開關(guān)合上時，即便是系統(tǒng)小方式，短路電流也超過少油開關(guān)的額定遮斷電流58kA的標準，該斷路器顯然不能滿足運行要求。3解決方案分析與比較3.1高遮斷容量交流及運行問題分析1、2號發(fā)電機出口使用的是SN4-20G型少油斷路器，其遮斷容量為58kA。為滿足遮斷容量的要求，須將斷路器換型，如LN6-18型SF6斷路器，其遮斷容量為80kA。但存在以下弊端。(1）高遮斷容量斷路器系新研制成功，投入運行時間不長，加之發(fā)電機出口斷路器隨機組啟停操作次數(shù)較多，故障率較高。(2）高遮斷容量斷路器的部分缺陷電廠維護人員無法在短時間內(nèi)處理，需制造單位協(xié)助，因此常造成發(fā)電機被迫停運事故。根據(jù)已投入使用的高遮斷容量斷路器的運行情況統(tǒng)計，因斷路器機構(gòu)和本體故障致發(fā)電機被迫停運次數(shù)年均達2～3次。(3）高遮斷容量的SF6斷路器價格昂貴，高達80余萬元，且已運行的發(fā)電機組如需改造還要對發(fā)電機出口小室配套進行土建部分的工作，以滿足斷路器安裝的空間要求。因此，該方案雖然從根本上解決了遮斷容量不足的問題，但其可靠性和經(jīng)濟性較差。3.2電流封閉保護困難過流閉鎖功能可以實現(xiàn)當故障電流較高時，選跳主變高、中壓側(cè)開關(guān)。但有以下弊端。(1）發(fā)電機和主變保護均需裝設(shè)過電流閉鎖保護，加之主變保護應(yīng)按雙重化原則設(shè)置，因此保護配置相當困難。(2）一旦過電流閉鎖保護接線錯誤或接點用反，將造成發(fā)電機和主變保護拒動，釀成發(fā)電機和主變損壞的惡性事故。該方案雖未對運方提出要求，且相對較經(jīng)濟，但大幅降低了主保護運行的可靠性，運行調(diào)試維護也較麻煩。3.3發(fā)電機機端保護對照圖1,2DL和3DL皆采用SF6開關(guān)，其開斷時間為45～60ms，而1DL系少油斷路器，其開斷時間為150ms。當機端發(fā)生故障，保護動作后60ms左右，主變高、中壓側(cè)開關(guān)先跳開，切斷系統(tǒng)向故障點提供的短路電流；150ms左右，少油開關(guān)跳閘，切斷發(fā)電機提供的短路電流。發(fā)電機機端三相短路時，其穩(wěn)態(tài)短路電流約35kA，未超出SN4-20G少油斷路器的額定遮斷容量。但該方案的有以下弊端。(1）當保護裝置出口跳開2DL或3DL的接點接觸不良時，會造成2DL或3DL未及時跳閘，主變低壓側(cè)的少油斷路器的遮斷容量仍不能滿足要求。(2）發(fā)電機保護裝置也須進行改進，以保證在機端（主變差動保護區(qū)外）故障時，仍起動主變保護，以跳開主變高、中壓側(cè)開關(guān)。(3）發(fā)電機機端故障，仍須跳開主變高、中壓側(cè)開關(guān)，使220kV和110kV的聯(lián)絡(luò)中斷，未體現(xiàn)三圈變的設(shè)計意圖。該方案雖然只須對發(fā)電機保護進行改動，對運方未提要求，但其可靠性和安全性較差，且也未徹底解決遮斷容量不足的問題。3.4發(fā)電機主變設(shè)置取消發(fā)電機出口斷路器跳閘功能，能解決遮斷容量的問題，但該方案不僅需對發(fā)電機所有保護進行改造，將跳閘出口改至主變高、中壓側(cè)，并且改造后發(fā)電機部分所有保護動作后都得跳開主變，既要切換廠用電，也斷開了220kV和110kV的聯(lián)絡(luò)，明顯不符三圈主變設(shè)計的意圖。3.5系統(tǒng)容量的確定如果主變中壓側(cè)分排運行，在系統(tǒng)大方時發(fā)電機機端發(fā)生故障斷路電流為40kA左右，發(fā)電機出口的少油斷路器的遮斷容量滿足要求。該方案雖要求運方進行調(diào)整，但考慮到110kV線路對側(cè)已裝設(shè)備自投裝置，當線路故障或因主變故障致110kV線路失電時，通過備自投裝置，能保證系統(tǒng)供電不受影響。同時，通過廠用電系統(tǒng)的合理調(diào)整，能保證機組啟動電源和停機電源的可靠供給。因此，采用該方案不僅徹底解決了遮斷容量不足的問題，而且能滿足系統(tǒng)和廠用電的運行要求。4v側(cè)分排運行通過以上分析可知，為解決發(fā)電機出口少油斷路器遮斷容量不足的問題，將主變110kV側(cè)分排運行的方案最為安全可靠，也