摘要：固原330kV變電站主接線方式和負(fù)荷變化較大，因此其備自投裝置啟動(dòng)、動(dòng)作和閉鎖所需接入的模擬量和監(jiān)視的開(kāi)關(guān)量較多，動(dòng)作邏輯較復(fù)雜，文章根據(jù)固原變電站主接線特點(diǎn)及其要求的幾種變壓器運(yùn)行方式，分析了各種運(yùn)行方式下的故障可能性及自投裝置的判斷依據(jù)與處理方法；在原來(lái)裝置基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出符合固原變電站要求的變壓器備用自投裝置，經(jīng)各種模擬故障測(cè)試，運(yùn)行穩(wěn)定，目前已正式投入運(yùn)行。
　　關(guān)鍵詞：變電站；備用自投裝置；模擬量；開(kāi)關(guān)量
　　1引言
隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大和自動(dòng)化水平的提高，諸多變壓器備自投裝置相繼開(kāi)發(fā)出來(lái)，各個(gè)變電站都在向無(wú)人值班過(guò)渡。固原330kV變電站自1994年投運(yùn)以來(lái)，負(fù)荷變化較大，負(fù)荷較小時(shí)2臺(tái)變壓器運(yùn)行極不經(jīng)濟(jì)，1臺(tái)變壓器運(yùn)行又不可靠，事故狀態(tài)下不能及時(shí)投入備用變壓器。由于固原變電站備自投裝置啟動(dòng)、動(dòng)作和閉鎖所需接入的模擬量和監(jiān)視的開(kāi)關(guān)量較多，動(dòng)作邏輯較復(fù)雜，國(guó)內(nèi)各廠家生產(chǎn)的備自投裝置都無(wú)法滿(mǎn)足要求，經(jīng)常采用2臺(tái)主變分列或并列運(yùn)行方式，這樣既不經(jīng)濟(jì)又不合理。為了解決上述問(wèn)題，西安理工大學(xué)與許繼公司聯(lián)合研制了能滿(mǎn)足其要求的備自投裝置，目前已投入運(yùn)行。
　　2變電站接線及特點(diǎn)
　　固原變電站是大壩電廠二期送出工程的配套工程，又是劉—天—關(guān)三回線的聯(lián)絡(luò)變電站，3回線分別與寧夏的大壩電廠、甘肅的靖遠(yuǎn)電廠及陜西電網(wǎng)連接，地理位置較重要。主變接線圖見(jiàn)圖1。
　　
　　固原地區(qū)主要負(fù)荷為農(nóng)業(yè)負(fù)荷和電氣鐵路負(fù)荷，農(nóng)業(yè)負(fù)荷所占比重較大，初冬和春夏之交為灌溉高峰，負(fù)荷最高可達(dá)120MVA，其他時(shí)間負(fù)荷水平較低，一般為20~30MVA，2臺(tái)主變接近空載，損耗較高，運(yùn)行極不經(jīng)濟(jì)；而電氣鐵路負(fù)荷雖然所占比重不大，但對(duì)供電可靠性要求非常高，不允許供電間斷，為提高供電可靠性全部采用雙回線供電。所以在負(fù)荷水平較低時(shí)，存在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和供電可靠性之間的矛盾，要解決這一矛盾須采用一臺(tái)變壓器運(yùn)行另一臺(tái)變壓器熱備用，同時(shí)配置一套備用變壓器自動(dòng)投入裝置的方案。
從圖1可以看出，該變電站330kV部分的3/2接線方式比較特殊：①要使變壓器斷電與之有關(guān)的2臺(tái)斷路器必須都斷開(kāi)；②330kV斷路器斷開(kāi)后本側(cè)電壓依然存在，只有與之連接的中、低壓側(cè)電壓消失，同時(shí)本側(cè)電流將變?yōu)榱?。因此備自投裝置啟動(dòng)、動(dòng)作和閉鎖所需接入的模擬量和監(jiān)視的開(kāi)關(guān)量較多，動(dòng)作邏輯復(fù)雜，普通備自投裝置無(wú)法滿(mǎn)足要求。
　　3備自投裝置運(yùn)行原理及接口框圖
　　3.1變壓器的運(yùn)行方式
變壓器的運(yùn)行方式有四種：①2臺(tái)變壓器并列運(yùn)行方式；②2臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行方式；③一臺(tái)變壓器帶全部負(fù)荷，另一臺(tái)變壓器空載運(yùn)行；④一臺(tái)變壓器帶全部負(fù)荷，另一臺(tái)變壓器備用。
第一種運(yùn)行方式下任何一臺(tái)變壓器故障引起的保護(hù)動(dòng)作都不會(huì)中斷對(duì)外供電，其它幾種方式都會(huì)出現(xiàn)部分或全部負(fù)荷中斷供電，尤其是第四種運(yùn)行方式，330kV的可靠性也會(huì)降低，對(duì)系統(tǒng)影響較大。
從上述四種方式看，第一種方式無(wú)需設(shè)置備用電源自投入裝置，而后三種方式均需考慮備自投裝置。造成斷路器跳閘中斷供電的保護(hù)有：①變壓器保護(hù)；②主變110kV母差動(dòng)作啟動(dòng)失靈保護(hù)；③330kV線路短引線保護(hù)；④330kV母線保護(hù)；⑤110kV線路故障同時(shí)出現(xiàn)斷路器失靈時(shí)，切除變壓器110kV側(cè)斷路器及母聯(lián)斷路器。有一點(diǎn)需注意，雖然后備保護(hù)動(dòng)作亦能引起主變跳閘，但在其他設(shè)備故障同時(shí)保護(hù)拒動(dòng)或斷路器失靈可能引起主變保護(hù)動(dòng)作的情況下，為了不將電源誤合到故障設(shè)備上，在主變后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)有必要將備自投裝置閉鎖。
　　3.2自投裝置動(dòng)作判據(jù)
備用電源的自投啟動(dòng)、閉鎖、控制量均為變壓器跳閘情況下的模擬量和開(kāi)關(guān)量。
第二種運(yùn)行方式下有一臺(tái)變壓器故障保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)。在裝置啟動(dòng)后應(yīng)檢測(cè)故障變壓器的110kV和35kV側(cè)確實(shí)在“分”位，以保證不向故障變壓器反送故障電流，如有一側(cè)或兩側(cè)沒(méi)有斷開(kāi)，應(yīng)再跳一次故障變壓器三側(cè)，然后裝置出口合110kV和35kV母聯(lián)斷路器，向停電母線供電；如變壓器中、低壓側(cè)任一斷路器跳閘，說(shuō)明是變壓器后備保護(hù)、母線保護(hù)和失靈保護(hù)動(dòng)作，極有可能是母線故障或越級(jí)跳閘，可以不必啟動(dòng)裝置向停電母線送電。但如保護(hù)裝置誤動(dòng)則需啟動(dòng)備投裝置，這就需接入必要的保護(hù)接點(diǎn)加以選擇。
第三種運(yùn)行方式下運(yùn)行變壓器保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)，然后檢測(cè)備用變壓器330kV側(cè)至少有一個(gè)在“合”位，110kV和35kV母聯(lián)斷路器確實(shí)在“合”位，再在裝置出口合備用變壓器的110kV和35kV側(cè)斷路器，其它與第二種情況相同。如只是110kV或35kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，可以不啟動(dòng)備投裝置。
　　第四種運(yùn)行方式下運(yùn)行變壓器保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)，然后檢測(cè)110kV和35kV母聯(lián)斷路器確實(shí)在“合”位，再在裝置出口合備用變壓器的330kV側(cè)2臺(tái)斷路器、110kV和35kV側(cè)主斷路器?？梢钥闯觯诘谌?、四種運(yùn)行方式下變壓器故障后出現(xiàn)的變化量是相同的，可以按同一種方式考慮，這樣實(shí)現(xiàn)就簡(jiǎn)單一些。
　　3.3備自投裝置框圖
　　在原來(lái)CSB—21A裝置的基礎(chǔ)上結(jié)合固原變?cè)械谋Ｗo(hù)裝置，按照上述判斷依據(jù)開(kāi)發(fā)的備用電源自投裝置接口框圖如圖2所示。
　　
　　 4試驗(yàn)及結(jié)論
備自投裝置開(kāi)發(fā)完成后，在各種運(yùn)行方式下進(jìn)行了故障模擬試驗(yàn)，結(jié)果表明裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠，功能達(dá)到了固原變電站的要求，目前已正式投入使用，但由于剛投入運(yùn)行不久，還沒(méi)有自投實(shí)例。
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