肖國雄，謝玉娜

(云南電網(wǎng)公司怒江供電局，云南 怒江 673100)

1 前言

220kV及以上變電站站用電系統(tǒng)一般由本站自引兩臺站用變壓器，同時外接一臺備用電源變壓器，這樣可保證站用電系統(tǒng)供電靠性。而外接的備用電源一般采用農(nóng)村電網(wǎng)10 kV進行供電，經(jīng)常由于線路上有T接及串接用戶、線路改造等工作，需要經(jīng)常拆裝改接線路，外接線路改造完畢后變電站無法知道線路的正、反相序，在變電站站用系統(tǒng)需要外接電源時，如果外接電源相序錯誤極容易造成變電站站用電系統(tǒng)短路或燒毀電氣設(shè)備。通過對站用電系統(tǒng)外接備用電源運行現(xiàn)狀做出了詳細調(diào)查分析，在反相序運行方式下的危害。提出了在變電站外接備用電源系統(tǒng)上加裝相序保護器及配套接觸器的方案，來保證站用電系統(tǒng)安全運行。

2 變電站站用電系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

2.1 站用電系統(tǒng)運行接線方式

220 kV及以上變電站站用電系統(tǒng)設(shè)計3臺站用變，電壓等級為兩臺35 kV、一臺為10 kV，低壓側(cè)電壓都均為380 V。站用電系統(tǒng)兩段匯流母線分裂運行，主供變電站內(nèi)生活及二次設(shè)備用電，設(shè)置4個大型熔斷器11QS、12QS、21QS、22QS、2個加裝備自投的自動切換開關(guān) (1ATS1A－2A、2ATS1B－2B)、一套外接備用電源系統(tǒng)1DK、2DK、QF開關(guān)組成。正常情況下35 kV 1號站用變低壓側(cè)通過11QS、21QS熔斷器，1ATS(1A)和2ATS(2A)接于380 V I、Ⅱ段母線運行;35 kV 2號站用變高壓側(cè)通過12QS、22QS熔斷器，1ATS(1B)和2ATS(2B)接于380 VⅠ、Ⅱ段母線備用;如對380 V兩段母線正常供電的35 kV 1號站用變失壓，將通過備自投裝置自動切換后，在用35 kV 2號備用變進行供電;同時外接的備用電源獨立接入380 V I、II段母線，正常時1DK、2DK、QF電源開關(guān)在斷開位置，當(dāng)本站自引接的2臺站用變失電或是低壓回路故障時，將其隔離后;合上外接備用站用變低壓側(cè)380 V 1DK、2DK、QF開關(guān)后就可對任意一段母線供電或是兩段母線同時進行供電，從而保證站用電系統(tǒng)不失電，也提高了站用變系統(tǒng)的供電可靠性。變電站站用電系統(tǒng)接線見圖1。

圖1 變電站站用電系統(tǒng)接線圖

2.2 變電站站用電系統(tǒng)備自投控制原理

某供電局220 kV變電站站用電系統(tǒng)備自投裝置采用兩種模式 (固定電源I、固定電源 II模式)。選擇“固定電源1”工作模式:不論電壓如何，發(fā)出ATS開關(guān)合I位信號 (保持時間3秒)，使ATS開關(guān)合在I位置;選擇“固定電源2”工作模式:不論電壓如何，發(fā)出ATS開關(guān)合II位信號 (保持時間3秒)，使ATS開關(guān)合II位。站用電系統(tǒng)采用35 kV1號站用變?yōu)橹鞴╇娫矗?5 kV 2號站用變?yōu)閭涔╇娫?，?yōu)先選擇 (固定電源I)主供電源進行供電，當(dāng)主供電源失電后，在自動切換到 (固定電源II)備供電源進行供電，當(dāng)本站自引接的2臺站用變失電或是低壓回路故障時，將其隔離后;由人工合合上外接備用站用變低壓側(cè)380 V 1DK、2DK、QF后就可對任意一段母線供電或是兩段母線同時進行供電。變電站站用電系統(tǒng)備自投控制回路見圖2。

圖2 變電站站用電系統(tǒng)備自投控制回路圖

2.3 外接備用電源運行方式下的異?，F(xiàn)象

外接備用電源在投入運行時一旦與本站自引站用電系統(tǒng)并列運行，若兩個站用電系統(tǒng)相序或相角不同會發(fā)生相間短路，同時部分支路所接的隔離開關(guān)、變壓器冷卻器電動機不能正常啟動;若兩個站用系統(tǒng)相序、相位相同，幅值大小不同會在兩臺站用變壓器間產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致站用變壓器繞組發(fā)熱甚至損壞變壓器。2012年某供電局220 kV變電站在35 kV 1、2號站用變?nèi)r，采用外接電源對站用電系統(tǒng)進行供電，開關(guān)合上后，部分運行設(shè)備的交流接觸器斷開，使設(shè)備不能正常運行，同時支路所接的電動機不能正常運轉(zhuǎn)。究其原因是站用外接電源進線10 kV線路農(nóng)網(wǎng)改線后相序接反，在接反后變電站無任何告警信號，380 V站用電系統(tǒng)也無任何監(jiān)視及動作控制措施，從而對安全運行造成了影響。

3 外接備用電源反相序監(jiān)測

3.1 改進方案

通過對變電站10 kV外接備用電源現(xiàn)狀進行調(diào)查及分析。在10 kV進線端站用變壓器低壓側(cè)裝設(shè)相序保護器及在1DK、2DK開關(guān)進線接380 V I、II段母線處裝設(shè)1KM、2KM接觸器，可有效保護因外接電源相序錯誤導(dǎo)致變電站部分支路所接的隔離開關(guān)、變壓器冷卻器電動機不能正常啟動的問題。同時可以對外接備用電源相序進行監(jiān)測，如果外接備用電源相序存在錯誤，相序保護器動作將1KM、2KM接觸器電源切斷，同時1KM、2KM接觸器的接點閉合向主控室監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號，告知外接備用相序錯誤。站用電系統(tǒng)外接備用電源改進方案見圖3。

圖3 站用電系統(tǒng)外接備用電源改進方案圖

3.2 相序保護器工作原理

在相序保護器接入三相電源時，保護器可檢測三相電源的波形、相位、判斷接入的電源相序是否正常。如L1、L2、L3三相接線正確，保護器監(jiān)視綠燈亮，保護器動作吸合;如果相序接錯，保護器監(jiān)視黃燈亮，保護器不吸合，同時并通過接線發(fā)出告警信號告知運行人員，從而保護了設(shè)備，避免反相序的情況發(fā)生。在相序保護器的內(nèi)部有一常開一常閉輔助觸點，接入控制回路中，當(dāng)相序錯誤或者缺相的時候保護器的輔助觸點動作常開變常閉，常閉變常開，若起到保護作用。

3.3 相序保護器接線原理

在回路中相序保護器5、6為常開接點，7、8為常閉接點。當(dāng)輸入相序相符的情況下，其相序保護器5、6常開接點閉合，7、8常閉接點打開顯示保護器工作正常。相序保護器常開接點閉合后輸出電壓至1KM、2KM接觸器，1KM、2KM接觸器兩端電壓接通后，接觸器常開接點閉合，常閉接點打開。接觸器常開接點閉合后將對站用電系統(tǒng)進行正常供電，常閉接點打開后將向變電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號站用外接備用電源相序正確。

當(dāng)外接備用電源相序發(fā)生變化時，與站用電系統(tǒng)相序不符，相序保護器7、8常閉接點閉合顯示保護器工作異常，保護器常 開接點不閉合，接觸器無法接通，從而保護了設(shè)備，避免設(shè)備損毀。同時接觸器常閉接點接通后將向變電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號站用外接備用電源相序異常，提醒值班人員檢查外接備用電源相序。值班人員接到信號后可根據(jù)實際情況使用相序表進行核相，并將情況及時匯報調(diào)度，同時聯(lián)系檢修人員進行處理。相序保護器接線動作原理圖4，反相序告警回路見圖5。

圖4 相序保護器接線原理圖

圖5 反相序告警回路圖

4 結(jié)論

通過對220 kV變電站站用電系統(tǒng)外接備用電源反相序問題進行研究分析后，采取加裝相序保護器及配套的接觸器可有效保護變電站站用電系統(tǒng)。同時能夠準確發(fā)出反相序錯誤信號，切斷外接備用電源，解決了因相序錯誤導(dǎo)致站用電系統(tǒng)發(fā)生短路及設(shè)備損壞，保證了電網(wǎng)設(shè)備安全、穩(wěn)定運行。

［1］張全元.變電運行現(xiàn)場技術(shù)問答 ［M］.中國電力出版社，2009，7.

［2］王利群.微機繼電保護裝置運行指導(dǎo)書 ［M］.中國水利水電出版社，2009，6.