王昆新,錢迎春
(1.中國能源建設集團云南省電力設計院有限公司,昆明 650051;2.云南電網(wǎng)有限責任公司,昆明 650011)
變電站500 kV主接線普遍采用3/2斷路器接線[1-2],裝設2段母線,每段母線配置2套母線保護[3-4],每套母線保護對應接入每段母線上邊斷路器的交流電流,以及失靈起動回路、跳閘回路[5-6]。
云南電網(wǎng)某變電站500 kV主接線采用3/2斷路器,2段母線的典型接線,變電站運行多年后,因負荷發(fā)展需要而進行擴建,受制于場地條件以及GIS擴建條件等因素的限制,最終只能在與已有變電站場地相距約2 00m的地點進行變電站擴建,新增2段母線,3/2斷路器接線成為有4段母線的非典型接線,新增的每段母線都需要配置母線保護,而且新增母線保護接線需采取非常規(guī)接線,才能適應非典型主接線的要求,保證電網(wǎng)的安全運行。
某變電站500 kV主接線采用3/2斷路器,2段母線的典型接線,為滿足負荷增長的需要,需擴建2臺主變,6回500 kV出線,220 kV出線,以及其它設施,受原有變電站GIS擴建條件的制約,現(xiàn)有和擴建母線間的聯(lián)絡線兩端沒有裝設斷路器,聯(lián)絡線一側接入了現(xiàn)有側相應的線路串,另一側直接接入新建側,形成圖1所示的500 kV主接線。
圖1 500 kV主接線
基于3/2斷路器接線,任意一段母線故障,母線保護動作跳開與故障母線相連的邊斷路器,不會使任何連接元件停電的優(yōu)點,將聯(lián)絡線等效為新建母線的一部分,聯(lián)絡線不裝設保護,新建母線裝設母線保護[3-4],聯(lián)絡線故障,由新建母線的保護切除,同時新建母線的各邊斷路器就近接入新建母線保護,可以避免因接入現(xiàn)有母線保護連接電纜長度長,電流互感器(CT)負擔[5]較重的不利影響,保證母線保護的選擇性、可靠性[3]。
新建母線保護在滿足電網(wǎng)對母線保護選擇性、可靠性[3]要求的前提下,打破邊斷路器做為1個單元接入母線保護的常規(guī)接線[5-6],將聯(lián)絡線間隔的邊、中斷路器等效為一個單元接入新建母線保護。
將母線聯(lián)絡雙回線任一回線做為一個單元接入相對應段新建500 kV母線保護,為此,將聯(lián)絡線現(xiàn)有側邊、中斷路器的電流以和電流形式接入新建母線保護(見圖2)。
圖2 聯(lián)絡線1、2接入新建母線保護電流回路圖
將聯(lián)絡線邊、中斷路器失靈起動接點并聯(lián),接入新建母線保護的失靈起動回路(見圖3)。
圖3 聯(lián)絡線1、2接入新建母線保護失靈起動回路圖
新建母線保護跳閘出口分別接至聯(lián)絡線邊、中斷路器的跳閘回路(見圖4)。
圖4 新建母線保護接入聯(lián)絡線1、2跳閘回路圖
通過以上3點完成一回聯(lián)絡線作為母線保護一個單元的接線。此外,新建母線保護接入新建母線上各邊斷路器的交流電流、以及失靈起動回路、跳閘回路,完成新增母線段的母線保護設計接線。
1)任一回聯(lián)絡線故障,接入母線的母線保護動作,斷開聯(lián)絡線現(xiàn)有側的邊、中斷路器,以及聯(lián)絡線所接的新建母線上的邊斷路器,切除故障,不影響新建母線各串上出線或者主變的運行,體現(xiàn)出3/2斷路器接線的優(yōu)點。
2)新建母線故障,新建母線保護動作,跳開新建母線上的邊斷路器,以及聯(lián)絡線現(xiàn)有側的邊、中斷路器,保障變電站的安全運行。
1)任一回聯(lián)絡線故障,屬現(xiàn)有母線保護范圍外故障,現(xiàn)有母線保護不動作。
2)現(xiàn)有母線段故障,現(xiàn)有母線保護動作,跳開現(xiàn)有母線上的邊斷路器,保障變電站的安全運行。
聯(lián)絡線現(xiàn)有側邊、中斷路器分別裝設斷路器失靈保護,失靈保護電流判別元件接入電流互感器,聯(lián)絡線故障,邊斷路器拒動(失靈),失靈保護起動現(xiàn)有母線段的母線保護,跳開母線上的邊斷路器。聯(lián)絡線現(xiàn)有側邊、中斷路器的電流以和電流形式接入新建母線保護,當聯(lián)絡線故障,新建母線保護動作,邊斷路器斷開,中斷路器拒動,在邊斷路器失靈保護電流判別元件回路中的電流互感器將出現(xiàn)汲出電流[5,8],邊斷路器失靈保護電流定值的整定計算應考慮汲出電流的影響,防止斷路器失靈保護誤起動。
針對本工程擴建形成的500 kV非典型3/2斷路器接線,在擴建的母線上裝設了兩套新的母線保護,同時將聯(lián)絡線間隔的邊、中斷路器作為一個等效單元接入新建母線保護,而沒有采用將邊斷路器做為一個單元接入母線保護的常規(guī)接線。該設計方案滿足了電網(wǎng)對整個變電站母線保護選擇性、可靠性的要求,保證了電網(wǎng)安全運行。