陳錫磊，周盛路，楊 科，鄭建梓

(1.國(guó)網(wǎng)浙江慈溪市供電公司，浙江 慈溪 315300；2.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315010)

110?kV內(nèi)橋變電站特殊檢修方式下運(yùn)行方式的探討

陳錫磊1，周盛路1，楊 科1，鄭建梓2

(1.國(guó)網(wǎng)浙江慈溪市供電公司，浙江 慈溪 315300；2.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315010)

為了在主變檢修工作期間保持110 kV內(nèi)橋接線變電站的2路電源進(jìn)線處于運(yùn)行或熱備用狀態(tài)，采用了只停役檢修的主變而不停役相應(yīng)高壓母線和斷路器的檢修方式。對(duì)該檢修方式下110 kV側(cè)3種不同運(yùn)行方式的故障情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:2段母線分列運(yùn)行，且只允許停役主變的母線向有運(yùn)行主變的母線投入的母分備自投方式，可以最大程度地保證可靠供電。

內(nèi)橋變電站；全站停電；備自投；閉鎖方式

0 引言

內(nèi)橋接線方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用的斷路器較少、投資少、供電可靠性高，在35?kV，110?kV終端變電站中得到了廣泛應(yīng)用。

目前，某地區(qū)計(jì)劃性檢修110?kV內(nèi)橋接線變電站時(shí)主要采用“輪?！狈绞?，即輪流停役1臺(tái)主變及相應(yīng)的高壓母線和斷路器，這樣便于同時(shí)對(duì)主變壓器和斷路器進(jìn)行檢修，停役時(shí)間一般為2天。某110?kV變電站在某次檢修時(shí)，工作內(nèi)容多，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，為提高供電可靠性，避免變電站長(zhǎng)時(shí)間單電源進(jìn)線運(yùn)行，決定只停役1臺(tái)主變和相應(yīng)的10?kV母線，而不停役110?kV母線和斷路器。

在該特殊檢修方式下110?kV側(cè)存在3種不同的運(yùn)行方式。以下結(jié)合繼電保護(hù)和備自投動(dòng)作策略，分析3種運(yùn)行方式下不同位置故障時(shí)的情況。

1 內(nèi)橋變電站典型繼電保護(hù)配置

目前，某地區(qū)典型的110?kV內(nèi)橋接線變電站繼電保護(hù)配置有以下幾種：

(1)?110?kV進(jìn)線均不配置專門的線路保護(hù)，線路故障時(shí)由對(duì)側(cè)變電站的110?kV線路保護(hù)動(dòng)作；

(2)?變壓器主保護(hù)為差動(dòng)(比率差動(dòng)和差動(dòng)速斷)和非電量保護(hù)，動(dòng)作后均跳主變?nèi)齻?cè)斷路器；

(3)?主變110?kV側(cè)安裝復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)作為高后備保護(hù)，動(dòng)作后跳主變?nèi)齻?cè)斷路器；

(4)?主變10?kV側(cè)安裝復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)作為低后備保護(hù)，動(dòng)作后第1時(shí)限跳低壓側(cè)10?kV母分?jǐn)嗦菲鳎?時(shí)限跳主變10?kV斷路器。

此外，內(nèi)橋接線的終端變電站為提高供電可靠性還配置有備用電源自動(dòng)投入裝置(簡(jiǎn)稱“備自投”)，110?kV側(cè)的備自投根據(jù)運(yùn)行方式有2種模式，分別為進(jìn)線備自投方式和母分備自投方式。主變差動(dòng)保護(hù)、高后備保護(hù)、非電量保護(hù)動(dòng)作后閉鎖110?kV母分備自投，不閉鎖進(jìn)線備自投。

2 特殊檢修方式

2.1 一次設(shè)備運(yùn)行方式

某110?kV變電站的10?kV線路保護(hù)裝置需升級(jí)改造，同時(shí)2號(hào)主變需進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)等相關(guān)工作，故決定停役2號(hào)主變和10?kVⅡ段母線。按照本地區(qū)常規(guī)的檢修方式，一般會(huì)同時(shí)停役2號(hào)進(jìn)線斷路器2DL和橋斷路器3DL,此時(shí)該站為1號(hào)進(jìn)線帶1號(hào)主變和10?kVⅠ段母線的單電源運(yùn)行方式。但是本次工作內(nèi)容多，時(shí)間跨度較大，110?kV變電站長(zhǎng)時(shí)間單電源運(yùn)行存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。為保障供電可靠性，在本次檢修工作期間仍保留2路進(jìn)線電源，即不停役2號(hào)進(jìn)線斷路器2DL、橋斷路器3DL和110?kVⅠ，Ⅱ段母線，而只停役2號(hào)主變和10?kVⅡ段母線。

在上述檢修方式下，110?kV側(cè)存在3種不同的運(yùn)行方式，如表1所示。其中運(yùn)行方式3的示意如圖1所示。

表1 3種不同運(yùn)行方式

圖1 運(yùn)行方式3

2.2 繼電保護(hù)及備自投裝置狀態(tài)

1號(hào)主變各保護(hù)正常投運(yùn)。2號(hào)主變各保護(hù)(差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、低后備保護(hù))停用。此時(shí)如果110?kVⅡ段母線發(fā)生故障將沒(méi)有2號(hào)主變保護(hù)切除故障，只能依靠對(duì)側(cè)變電站的110?kV線路保護(hù)延時(shí)動(dòng)作(在本地區(qū)一般為距離保護(hù)Ⅱ段)跳開(kāi)上級(jí)電源斷路器。

110?kV備自投為自適應(yīng)模式，裝置根據(jù)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整備自投方式。在運(yùn)行方式1時(shí)備自投方式為2號(hào)進(jìn)線備投；運(yùn)行方式2時(shí)為1號(hào)進(jìn)線備投；運(yùn)行方式3時(shí)為雙向互投的母分備自投。

3 3種運(yùn)行方式下的故障情況分析

3.1 運(yùn)行方式1

(1)?1號(hào)進(jìn)線故障。1號(hào)進(jìn)線故障時(shí)，由1號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的110?kV線路保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)上級(jí)電源斷路器，1號(hào)進(jìn)線和本站的110?kVⅠ母、Ⅱ母均失壓，滿足進(jìn)線備自投動(dòng)作條件。經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)1號(hào)進(jìn)線斷路器1DL，確認(rèn)跳開(kāi)后再延時(shí)合上2號(hào)進(jìn)線斷路器2DL，本站恢復(fù)正常供電。

(2)?2號(hào)進(jìn)線故障。2號(hào)進(jìn)線故障時(shí)，2號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的110?kV線路保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)上級(jí)電源斷路器，2號(hào)進(jìn)線失壓，不影響本站1號(hào)主變的正常供電。

(3)?110?kV Ⅰ母故障。110?kV Ⅰ母故障時(shí)，由1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)1號(hào)主變?nèi)齻?cè)斷路器，造成110?kVⅠ母、Ⅱ母均失壓。進(jìn)線備自投經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)1DL，確認(rèn)跳開(kāi)后再延時(shí)合上2DL，恢復(fù)110?kVⅡ母帶電。但由于1號(hào)主變已經(jīng)跳開(kāi)，110?kVⅡ母恢復(fù)帶電對(duì)送出負(fù)荷已無(wú)實(shí)際意義。

(4)?110?kV Ⅱ母故障。如前所述，110?kVⅡ母故障只能由1號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的線路保護(hù)延時(shí)動(dòng)作隔離故障。該保護(hù)動(dòng)作后，1號(hào)進(jìn)線和本站全站失壓，滿足進(jìn)線備自投動(dòng)作條件，經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)1DL，確認(rèn)跳開(kāi)后再延時(shí)合上2DL。但由于Ⅱ母故障仍然存在，則再由2號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的線路保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)上級(jí)電源斷路器，最終造成本站全站失電。

因此，采用運(yùn)行方式1時(shí)，主供的1號(hào)進(jìn)線故障時(shí)能通過(guò)備自投裝置的動(dòng)作來(lái)恢復(fù)本變電站正常供電；備供的2號(hào)進(jìn)線故障時(shí)不影響正常供電；110?kVⅠ母故障時(shí)，主變必須停運(yùn)，不可避免損失所有負(fù)荷；但110?kVⅡ母故障時(shí)，會(huì)造成不必要的全站停電。

3.2 運(yùn)行方式2

(1)?1號(hào)進(jìn)線故障。1號(hào)進(jìn)線故障時(shí)，1號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的線路保護(hù)動(dòng)作隔離故障，最終1號(hào)進(jìn)線失壓，1號(hào)主變正常供電。

(2)?2號(hào)進(jìn)線故障。2號(hào)進(jìn)線故障時(shí)的保護(hù)動(dòng)作情況與運(yùn)行方式1的1號(hào)進(jìn)線故障時(shí)類似，通過(guò)進(jìn)線備自投動(dòng)作，由1號(hào)進(jìn)線恢復(fù)對(duì)1號(hào)主變的正常供電。

(3)?110?kV Ⅰ母故障。110?kV Ⅰ母故障時(shí)，1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)跳開(kāi)三側(cè)斷路器，110?kVⅠ母失壓，Ⅱ母帶電，但是變電站負(fù)荷無(wú)法送出。

(4)?110?kV Ⅱ母故障。110?kV Ⅱ母故障時(shí)，由2號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的線路保護(hù)動(dòng)作后造成本站全站失壓，本站進(jìn)線備自投動(dòng)作延時(shí)跳開(kāi)2DL，確認(rèn)跳開(kāi)后再延時(shí)合上1DL。但由于仍然存在Ⅱ母故障，則再由1號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的線路保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)上級(jí)電源斷路器，最終造成本站全站失電。

因此，運(yùn)行方式2存在的問(wèn)題與運(yùn)行方式1類似，即在110?kVⅡ母故障時(shí)也會(huì)造成全站停電。

3.3 運(yùn)行方式3

(1)?1號(hào)進(jìn)線故障。1號(hào)進(jìn)線故障時(shí)，由1號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的110?kV線路保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)上級(jí)電源斷路器，1號(hào)進(jìn)線和本站的110?kVⅠ母失壓，滿足母分備自投動(dòng)作條件。經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)1DL，確認(rèn)跳開(kāi)后再延時(shí)合上橋斷路器3DL，本站恢復(fù)正常供電。

(2)?110?kV Ⅰ母故障。110?kV Ⅰ母故障時(shí)，由1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)1號(hào)主變?nèi)齻?cè)斷路器，造成110?kVⅠ段母線失壓。同時(shí)，由于1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)閉鎖了母分備自投，因此備自投不會(huì)動(dòng)作，最終只有110?kVⅡ母帶電。

(3)?2號(hào)進(jìn)線或110?kVⅡ母故障。當(dāng)2號(hào)進(jìn)線故障或者110?kVⅡ母故障時(shí)，都必須由2號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)線路保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)上級(jí)電源斷路器，本站110?kVⅡ母失壓，滿足母分備自投動(dòng)作條件，經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)2DL，確認(rèn)跳開(kāi)后再延時(shí)合上3DL。如果是2號(hào)進(jìn)線故障，母分備自投動(dòng)作后110?kVⅡ段母線恢復(fù)帶電；如果是110?kVⅡ母故障，備自投動(dòng)作后合于故障，再由1號(hào)進(jìn)線對(duì)側(cè)的線路保護(hù)動(dòng)作切除故障，最終全站失電。

因此，運(yùn)行方式3存在的問(wèn)題是，對(duì)1號(hào)主變無(wú)影響的110?kVⅡ母故障時(shí)，母分備自投卻動(dòng)作合于故障，造成全站失電。

4 改進(jìn)措施及實(shí)現(xiàn)方法

4.1 合理閉鎖備自投裝置

由上述分析可知，3種運(yùn)行方式下，當(dāng)1號(hào)進(jìn)線或2號(hào)進(jìn)線故障時(shí)都能通過(guò)備自投裝置的動(dòng)作保障變電站正常供電；當(dāng)110?kVⅠ母故障，1號(hào)主變必須停運(yùn)；當(dāng)110?kVⅡ母故障，備自投均重合于故障，造成不必要的全站停電。因此，考慮通過(guò)合理地閉鎖備自投來(lái)避免上述情況。

運(yùn)行方式1和運(yùn)行方式2為進(jìn)線備自投方式，如果閉鎖進(jìn)線備自投，會(huì)造成在主供進(jìn)線故障時(shí)備自投拒動(dòng)，這又會(huì)造成全站停電，所以不能采用閉鎖備自投的方式。對(duì)于運(yùn)行方式3，本來(lái)110?kVⅡ母故障不會(huì)對(duì)110?kVⅠ母和1號(hào)主變產(chǎn)生影響，但母分備自投動(dòng)作反而造成合于故障，因此通過(guò)閉鎖母分備自投的方式可以避免全站停電。

4.2 合理選擇單向母分備自投的實(shí)現(xiàn)方式

母分備自投有2種互投方式，若只需要其中1種投入方式時(shí)，不同的裝置實(shí)現(xiàn)方法也不一樣，主要有以下3種實(shí)現(xiàn)方法。

(1)?部分裝置如RCS-9651C型，2種母分備自投均設(shè)有獨(dú)立的閉鎖壓板，只需在保護(hù)屏上將該方式閉鎖壓板投入即可。

(2)?部分裝置如RCS-9652型，2種母分備自投合用1個(gè)閉鎖壓板，投入該壓板將造成這2種母分備自投均閉鎖，故只能采用修改裝置定值控制字的方式。

(3)?通過(guò)取下保護(hù)屏上跳2DL的出口壓板實(shí)現(xiàn)上述功能。110?kVⅡ母故障時(shí)，對(duì)側(cè)保護(hù)動(dòng)作后本站母分備自投動(dòng)作去跳開(kāi)2DL，但由于出口壓板已取下，2DL無(wú)法跳開(kāi)，備自投放電結(jié)束，也就不會(huì)去合3DL。

第1種和第3種方法均可以通過(guò)運(yùn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，方便快捷；第2種修改定值的方法相對(duì)繁瑣一點(diǎn)，但總體來(lái)說(shuō)在該檢修工作期間3種方法都可以考慮采用。

5 推薦的運(yùn)行方式

運(yùn)行方式3是采用2段母線分列運(yùn)行，并閉鎖Ⅰ母向Ⅱ母投入，且只允許Ⅱ母向Ⅰ母投入的單向母分備自投方式。這種方式既可以確保在進(jìn)線故障時(shí)備自投正確動(dòng)作及時(shí)恢復(fù)送電，又能在Ⅱ母故障時(shí)避免合于故障點(diǎn)引起全站停電。本次檢修工作期間，推薦此方式作為110?kV側(cè)的運(yùn)行方式。

此外，可以歸納得出一般結(jié)論：在110?kV內(nèi)橋接線變電站一臺(tái)主變正常運(yùn)行，另一臺(tái)主變計(jì)劃?rùn)z修，而不停役110?kV母線和斷路器時(shí)，推薦采用2段母線分列的運(yùn)行方式，并閉鎖運(yùn)行主變的母線向停役主變的母線投入，而只允許停役主變的母線向運(yùn)行主變的母線投入的母分備自投方式。

6 結(jié)束語(yǔ)

為了保障內(nèi)橋接線的110?kV終端變電站供電可靠性，不允許長(zhǎng)時(shí)間單電源進(jìn)線運(yùn)行。在一臺(tái)主變正常運(yùn)行，另一臺(tái)主變計(jì)劃?rùn)z修，而不停役110?kV母線和斷路器時(shí)，110?kV高壓側(cè)存在3種運(yùn)行方式。采用2段母線分列運(yùn)行，且只允許停役主變的母線向有運(yùn)行主變的母線投入的單向母分備自投方式，可以避免重復(fù)向故障位置送電引起事故擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)，也可以最大程度地確?？煽抗╇?。

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2017-07-04。

陳錫磊(1986—)，男，工程師，主要從事繼電保護(hù)管理工作，email：xilei_chen@163.com。

周盛路(1990—)，男，助理工程師，主要從事變電站信息通信工作。

楊??科(1978—)，男，助理工程師，主要從事變電檢修工作。

鄭建梓(1973—)，男，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)管理工作。