宋會(huì)平,楊東熏,王友懷,周虎兵,楊 銘,張侃君
(1.國網(wǎng)湖北省電力公司荊州供電公司,湖北 荊州 434000;2.國網(wǎng)湖北省電力公司,湖北 武漢 430077;3.國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院,湖北 武漢 430077)
隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的推進(jìn),智能變電站的數(shù)量快速增長(zhǎng)。以湖北電網(wǎng)為例,截止至2016年1月,有近兩百座智能變電站投入運(yùn)行,這使得智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行維護(hù)及檢修的工作量大幅度增加。在智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行維護(hù)及檢修中,保護(hù)軟壓板、設(shè)備檢修壓板以及跳閘出口壓板的投/退操作是一項(xiàng)重要工作。在開展變電站二次設(shè)備檢修及故障隔離過程中,曾多次發(fā)生因誤投、漏投壓板以及壓板操作順序不當(dāng)造成的一次設(shè)備跳閘事故。這些事故一方面是由于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員工作失誤導(dǎo)致;另一方面是因?yàn)樵谀壳爸悄茏冸娬疽?guī)程中,與壓板操作有關(guān)的內(nèi)容過于籠統(tǒng),無法對(duì)運(yùn)行維護(hù)及檢修人員現(xiàn)場(chǎng)操作起到有效指導(dǎo)作用,從而增加了變電站二次設(shè)備檢修及故障隔離工作的安全風(fēng)險(xiǎn)。
基于以上問題,本文對(duì)智能變電站各種二次設(shè)備檢修及故障情況下,保護(hù)軟壓板、設(shè)備檢修壓板以及跳閘出口壓板的投/退操作進(jìn)行分析,提出操作原則,從而對(duì)智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修工作起到一定的指導(dǎo)作用。
二次設(shè)備檢修及故障處理過程中,主要采用退出壓板的方法來隔離運(yùn)行設(shè)備和停運(yùn)設(shè)備。傳統(tǒng)變電站中二次設(shè)備壓板包括保護(hù)軟壓板和硬壓板,均按照保護(hù)功能設(shè)置。當(dāng)開展二次設(shè)備檢修或二次設(shè)備發(fā)生故障時(shí),采用先退出硬壓板,后退出軟壓板的操作順序;檢修或故障處理完畢后,則采用相反的順序投入壓板。
智能變電站壓板的類型、數(shù)量與傳統(tǒng)變電站存在明顯不同,主要表現(xiàn)在:(1)不再按照保護(hù)功能設(shè)置硬壓板,而是在各間隔智能組件柜中設(shè)置保護(hù)動(dòng)作總出口硬壓板;(2)增設(shè)了保護(hù)裝置、合并單元、智能終端設(shè)備檢修硬壓板;(3)保護(hù)裝置增設(shè)SV接收軟壓板和GOOSE發(fā)送軟壓板。
以上智能變電站壓板的配置特點(diǎn)造成了開展二次回路運(yùn)行維護(hù)及檢修工作時(shí)面臨以下問題:(1)智能變電站存在多項(xiàng)保護(hù)功能以及多臺(tái)保護(hù)裝置共用出口硬壓板,無法單獨(dú)退出某項(xiàng)保護(hù)功能的動(dòng)作出口;(2)保護(hù)裝置與合并單元、智能終端通過光纖直接相連,無法設(shè)置二次回路的物理斷開點(diǎn);(3)由于檢修硬壓板的存在,當(dāng)一臺(tái)二次設(shè)備的運(yùn)行方式改變時(shí),會(huì)對(duì)其他相關(guān)二次設(shè)備運(yùn)行造成影響。以上問題使得在開展智能變電站二次設(shè)備檢修及故障處理工作中,壓板操作比傳統(tǒng)變電站更加復(fù)雜。
智能變電站二次設(shè)備壓板操作可能存在的問題主要有誤投、漏投以及操作順序錯(cuò)誤。其中,前兩項(xiàng)問題可以通過加強(qiáng)變電站運(yùn)行維護(hù)及檢修工作的監(jiān)護(hù)予以解決;最后一種情況在目前的變電站運(yùn)行規(guī)程沒有明確的規(guī)定,這里給出二次設(shè)備停運(yùn)/投運(yùn)過程中的壓板操作順序原則,見表1。
根據(jù)六統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,表1中的出口壓板指智能組件柜內(nèi)(或高壓開關(guān)柜內(nèi))的跳合閘出口硬壓板、保護(hù)單元里的跳閘、重合閘和啟動(dòng)失靈軟壓板[1](GOOSE跳閘、重合閘、啟失靈軟壓板);一些影響其它運(yùn)行設(shè)備的啟動(dòng)、閉鎖、解鎖壓板也應(yīng)視為出口壓板,例如閉鎖備自投、解除復(fù)壓閉鎖、縱聯(lián)保護(hù)(影響對(duì)側(cè))等軟壓板。除了檢修壓板和出口壓板以外,其它壓板均屬于功能壓板。
表1 二次設(shè)備停運(yùn)/投運(yùn)壓板操作順序
由表1所示,二次設(shè)備停運(yùn)和投運(yùn)過程中,壓板的操作順序相反;并且二次設(shè)備投運(yùn)時(shí),在投入出口壓板前,應(yīng)對(duì)相關(guān)二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查,經(jīng)檢查正常后方能投入出口壓板。以下以一座220 kV智能變電站為例,對(duì)220 kV線路、主變壓器、母線、110 kV線路相應(yīng)二次設(shè)備檢修及故障隔離過程中的壓板操作進(jìn)行分析,提出操作措施。
當(dāng)線路運(yùn)行時(shí)合并單元因故障停運(yùn),對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置和220 kV母差失靈保護(hù)需停運(yùn)[2],智能終端可繼續(xù)運(yùn)行,具體隔離原則如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)220 kV母差失靈保護(hù)所有跳閘出口、失靈聯(lián)跳軟壓板;投入對(duì)應(yīng)220 kV母差失靈保護(hù)的檢修硬壓板;退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入、以及該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入軟壓板。
(2)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的跳閘、重合閘、啟動(dòng)失靈軟壓板,申請(qǐng)退出縱聯(lián)保護(hù)軟壓板;投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元檢修硬壓板。
(3)投入該間隔另外一套保護(hù)裝置的重合閘軟壓板。
(4)投入故障合并單元的檢修硬壓板,檢查另外一套智能終端的合閘出口硬壓板在投入位置。
保護(hù)單元和智能終端任一裝置發(fā)生故障時(shí),兩裝置均應(yīng)停運(yùn)。因?yàn)楸Wo(hù)裝置故障時(shí)可能造成無法操作軟、硬壓板進(jìn)行隔離,因此智能終端需陪停,其刀閘位置因記憶不會(huì)影響母差;當(dāng)智能終端故障時(shí)保護(hù)裝置陪停,主要基于聯(lián)合調(diào)試的角度考慮,并且此時(shí)保護(hù)也失去了作用。在以上情況中,合并單元可繼續(xù)運(yùn)行,具體故障隔離原則如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)220 kV母差保護(hù)該線路間隔啟動(dòng)失靈開入軟壓板;如果是智能終端故障,則該間隔的強(qiáng)制使能軟壓板應(yīng)投入,滿足實(shí)際運(yùn)行方式要求。
(2)退出對(duì)應(yīng)智能終端跳閘、合閘出口硬壓板,投入對(duì)應(yīng)智能終端的檢修硬壓板,檢查另外一套智能終端的合閘出口硬壓板在投入位置。
(3)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的啟動(dòng)失靈軟壓板,申請(qǐng)退出縱聯(lián)保護(hù)軟壓板,投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(4)投入該間隔另外一套保護(hù)單元的重合閘軟壓板。
單套保護(hù)裝置退出運(yùn)行進(jìn)行檢修時(shí),對(duì)應(yīng)合并單元、智能終端需退出運(yùn)行,對(duì)應(yīng)的220 kV母差、失靈保護(hù)也需停運(yùn),具體故障隔離原則如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)220 kV母差失靈保護(hù)所有跳閘出口、失靈聯(lián)跳軟壓板;投入對(duì)應(yīng)220 kV母差保護(hù)的檢修硬壓板;退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入、以及該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入軟壓板。
(2)退出本套保護(hù)單元的啟動(dòng)失靈軟壓板,申請(qǐng)退出縱聯(lián)保護(hù)軟壓板,投入本套保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(3)退出本套智能終端的跳閘、合閘出口硬壓板,投入本套合并單元、智能終端的檢修硬壓板,檢查另外一套智能終端的合閘出口硬壓板在投入位置。
(4)投入該間隔另外一套保護(hù)裝置的重合閘軟壓板。
該線路間隔雙套保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、合并單元、智能終端均退出運(yùn)行,具體隔離原則如下。
(1)退出兩套220 kV母差保護(hù)對(duì)應(yīng)該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入和保護(hù)跳閘軟壓板。
(2)退出本間隔兩套保護(hù)單元的啟動(dòng)失靈軟壓板。
(3)投入本間隔保護(hù)單元、測(cè)控單元、合并單元、智能終端的檢修硬壓板。
由于主變壓器(簡(jiǎn)稱主變)保護(hù)和220 kV線路保護(hù)均采用雙重化配置,當(dāng)其中一套保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí),主變?nèi)钥衫^續(xù)運(yùn)行。
當(dāng)發(fā)生故障的合并單元退出運(yùn)行時(shí),相應(yīng)保護(hù)裝置、220 kV母差保護(hù)需陪停,其它二次設(shè)備仍可以繼續(xù)運(yùn)行,具體隔離原則如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)220 kV母差失靈保護(hù)的所有跳閘出口、失靈聯(lián)跳軟壓板;投入對(duì)應(yīng)220 kV母差失靈保護(hù)的檢修硬壓板;退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入、以及該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入軟壓板。
(2)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)單元跳主變各側(cè)開關(guān)、跳各側(cè)母聯(lián)(分段)開關(guān)、啟動(dòng)失靈、解除復(fù)壓閉鎖、以及閉鎖備自投軟壓板,投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(3)投入故障合并單元的檢修硬壓板。
故障合并單元退出運(yùn)行,保護(hù)裝置需陪停。如果該合并單元電氣量引入到單套配置的110 kV母差保護(hù)裝置中,則110 kV母差保護(hù)需停運(yùn)(至于哪一套主變保護(hù)對(duì)應(yīng)110 kV母差保護(hù),運(yùn)規(guī)中應(yīng)有明確說明),其它二次設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行,具體故障隔離原則如下。
(1)如果110 kV母差保護(hù)需停運(yùn),則應(yīng)退出母差保護(hù)所有跳閘出口軟壓板,投入110 kV母差保護(hù)檢修硬壓板,退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入、以及該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入軟壓板。
(2)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)單元跳主變各側(cè)開關(guān)、跳各側(cè)母聯(lián)(分段)開關(guān)、各側(cè)啟動(dòng)失靈、解除復(fù)壓閉鎖、以及閉鎖備自投軟壓板,投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(3)投入故障合并單元的檢修硬壓板。
當(dāng)主變110 kV側(cè)采用合并終端設(shè)備,且該設(shè)備發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí),保護(hù)裝置需陪停;同樣,如果該合并單元故障影響到單套配置的110 kV母差保護(hù)運(yùn)行時(shí),110 kV母差保護(hù)也需停運(yùn)。其它二次設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行,具體故障隔離原則如下。
(1)如果110 kV母差保護(hù)需停運(yùn),則應(yīng)退出母差保護(hù)所有跳閘出口軟壓板,投入110 kV母差保護(hù)檢修硬壓板,退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入、以及該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入軟壓板。
(2)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)單元跳主變各側(cè)開關(guān)、跳各側(cè)母聯(lián)(分段)開關(guān)、各側(cè)啟動(dòng)失靈、解除復(fù)壓閉鎖、以及閉鎖備自投軟壓板,投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(3)退出故障合并終端的跳合閘出口硬壓板,投入故障合并終端的檢修硬壓板。
主變低壓側(cè)通常采用合并終端設(shè)備,當(dāng)該設(shè)備發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí),保護(hù)裝置需陪停;其它二次設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行,具體隔離原則如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)單元跳主變各側(cè)開關(guān)、跳各側(cè)母聯(lián)(分段)開關(guān)、各側(cè)啟動(dòng)失靈、解除復(fù)壓閉鎖、以及閉鎖備自投軟壓板,投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(2)退出故障合并終端的跳合閘出口硬壓板,投入故障合并終端的檢修硬壓板。
中性點(diǎn)合并單元因故障退出運(yùn)行時(shí),其它二次設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行,故障隔離順序如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置中性點(diǎn)側(cè)SV接收軟壓板。
(2)投入主變中性點(diǎn)合并單元的檢修硬壓板。
保護(hù)裝置因故障退出運(yùn)行時(shí),主變各側(cè)智能終端(或合并終端)需陪停,獨(dú)立的合并單元可以繼續(xù)運(yùn)行;如果主變中壓側(cè)合并終端影響110 kV母差保護(hù)裝置運(yùn)行,則母差保護(hù)也應(yīng)停運(yùn),具體隔離原則如下。
(1)如果110 kV母差保護(hù)需停運(yùn),則應(yīng)斷開110 kV母差保護(hù)的所有跳閘出口軟壓板,投入其檢修壓板,退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入、以及該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入軟壓板。
(2)退出故障保護(hù)單元跳各側(cè)母聯(lián)(分段)開關(guān)、各側(cè)啟動(dòng)失靈、解除復(fù)壓閉鎖、閉鎖備自投軟壓板(如果跳分段軟壓板因故障沒有辦法操作,則應(yīng)斷開對(duì)應(yīng)的光纖鏈路),投入故障保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(3)退出對(duì)應(yīng)各側(cè)智能終端(合并終端)跳合閘出口硬壓板,投入各側(cè)智能終端(合并終端)檢修硬壓板。
智能終端因故障退出運(yùn)行時(shí),相應(yīng)保護(hù)裝置需陪停,其它二次設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行,具體故障隔離原則如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)220 kV(110 kV)母差保護(hù)相應(yīng)啟動(dòng)失靈開入軟壓板,投入其強(qiáng)制使能相關(guān)軟壓板。
(2)退出對(duì)應(yīng)保護(hù)單元跳各側(cè)開關(guān)、跳各側(cè)母聯(lián)(分段)開關(guān)、各側(cè)啟動(dòng)失靈、解除復(fù)壓閉鎖、以及閉鎖備自投軟壓板,投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的檢修硬壓板。
(3)退出故障側(cè)智能終端跳合閘出口硬壓板,投入故障智能終端的檢修硬壓板。
檢修側(cè)合并單元、智能終端(或合并終端)退出,其它二次設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行,具體隔離原則如下。
(1)退出停電側(cè)對(duì)應(yīng)母差保護(hù)所涉及該停電間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入、跳閘出口軟壓板。
(2)退出兩套保護(hù)單元停電側(cè)的SV接收軟壓板以及停電側(cè)失靈啟動(dòng)軟壓板。
(3)退出停電側(cè)兩智能終端(或合并終端)跳合閘出口硬壓板。
(4)投入停電側(cè)兩合并單元、智能終端(或合并終端)的檢修硬壓板。
當(dāng)110 kV線路間隔保護(hù)裝置、合并單元、智能終端(或合并終端)任一裝置發(fā)生故障,應(yīng)申請(qǐng)?jiān)撻g隔退出運(yùn)行,停電后按下列原則進(jìn)行隔離。
(1)退出110 kV母差保護(hù)對(duì)應(yīng)該間隔的SV接收、啟動(dòng)失靈開入和保護(hù)跳閘軟壓板。
(2)退出本間隔保護(hù)單元的啟動(dòng)失靈軟壓板。
(3)投入本間隔保護(hù)單元、測(cè)控單元、合并單元、智能終端(或保護(hù)測(cè)控單元、合并終端)的檢修硬壓板。
同一套220 kV母差失靈保護(hù)原則上同停同退,但如果因極性試驗(yàn)需要同時(shí)停運(yùn)雙套母差保護(hù),則其失靈保護(hù)應(yīng)加用,具體投退原則如下。
(1)整套保護(hù)投運(yùn)操作:先投各間隔SV接收,啟動(dòng)失靈開入,以及電壓SV接收,母差保護(hù)投入,失靈保護(hù)投入等功能軟壓板,再退母差失靈保護(hù)檢修壓板,如果裝置無異常,則最后投入各間隔保護(hù)跳閘和失靈聯(lián)跳軟壓板。
(2)整套保護(hù)停運(yùn)操作:先停各間隔保護(hù)跳閘和失靈聯(lián)跳軟壓板,再投其檢修壓板,最后退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入功能軟壓板。
(3)如果兩套母差保護(hù)都需要做極性試驗(yàn),則在送電前,應(yīng)分別完善兩套保護(hù)的文件配置和相關(guān)試驗(yàn),確保失靈保護(hù)具備投運(yùn)條件;在送電前停用母差保護(hù)投入軟壓板,其它壓板按正常操作,極性校核正確后,加用母差保護(hù)投入軟壓板。
(4)如果極性試驗(yàn)只影響單套母差保護(hù),則宜按整套保護(hù)投退進(jìn)行該套壓板操作。
(5)互聯(lián)軟壓板應(yīng)在刀閘雙跨和母聯(lián)開關(guān)不能跳閘之前加用,在恢復(fù)正常之后停用;分列軟壓板應(yīng)在母線分列運(yùn)行后加用,在恢復(fù)正常之前停用;各間隔強(qiáng)制使能軟壓板只在相應(yīng)刀位異常和智能終端故障時(shí)加用,其它情況停用。
母線電壓互感器(PT)合并單元故障影響到相關(guān)電壓采樣,一些保護(hù)發(fā)出了PT斷線信號(hào),對(duì)這類故障應(yīng)按下列原則進(jìn)行處理。
對(duì)應(yīng)220 kV母差保護(hù)、線路保護(hù)應(yīng)退出運(yùn)行,具體隔離原則如下。
(1)退出對(duì)應(yīng)220 kV母差失靈保護(hù)所有跳閘出口、失靈聯(lián)跳軟壓板,投入對(duì)應(yīng)220 kV母差保護(hù)的檢修硬壓板,退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入軟壓板。
(2)申請(qǐng)退出各線路間隔對(duì)應(yīng)的縱聯(lián)保護(hù)軟壓板,投入對(duì)應(yīng)保護(hù)單元的檢修硬壓板;投入各線路間隔另外一套保護(hù)單元的重合閘軟壓板,并檢查另外一套智能終端合閘出口硬壓板在投入位置。
(3)退出對(duì)應(yīng)主變保護(hù)單元220 kV電壓投入軟壓板,主變保護(hù)可以繼續(xù)運(yùn)行。
(4)投入故障PT合并單元檢修硬壓板。
(5)如果發(fā)生故障的PT合并單元、間隔合并單元影響計(jì)量、測(cè)量功能(應(yīng)在運(yùn)規(guī)中應(yīng)明確說明),則需及時(shí)向調(diào)度部門匯報(bào)。
(1)如果該合并單元故障影響110 kV母差保護(hù)裝置正常運(yùn)行,則母差保護(hù)應(yīng)退出運(yùn)行;斷開110 kV母差保護(hù)的所有跳閘出口軟壓板,投入110 kV母差保護(hù)的檢修硬壓板,退出母差保護(hù)投入、失靈保護(hù)投入軟壓板。
(2)退出對(duì)應(yīng)主變保護(hù)裝置110 kV電壓投入軟壓板,主變保護(hù)裝置可以繼續(xù)運(yùn)行。
(3)故障合并單元如果影響到110 kV線路保護(hù)裝置運(yùn)行(運(yùn)規(guī)中應(yīng)明確對(duì)應(yīng)哪個(gè)PT合并單元),而保護(hù)具有PT斷線投過流和零序方向保護(hù)變純過流功能,原則上該線路間隔可以暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行;如果保護(hù)性能不滿足線路運(yùn)行要求,則運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)向調(diào)度部門匯報(bào),由調(diào)度調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式。
(4)投入故障PT合并單元的檢修硬壓板;當(dāng)檢修硬壓板投入后,線路保護(hù)裝置視作PT斷線處理。
(5)對(duì)受影響的母線電壓測(cè)量、間隔計(jì)量測(cè)量功能,需及時(shí)向調(diào)度部門匯報(bào)。
智能變電站二次設(shè)備之間多采用光纖、網(wǎng)線進(jìn)行聯(lián)接,沒有明顯的物理斷開點(diǎn),增加了二次設(shè)備檢修和故障隔離工作的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文提出了二次設(shè)備檢修和故障隔離工作過程中的壓板操作原則,并以一座220 kV智能變電站為例,針對(duì)線路、主變、母線二次設(shè)備檢修及故障隔離過程中的壓板操作措施進(jìn)行了分析,提出了明確的操作順序以及設(shè)備陪停要求,可以降低因變電站運(yùn)行維護(hù)人員誤操作壓板、檢修人員安全措施制定不當(dāng)?shù)热藶樵蛟斐傻囊淮卧O(shè)備誤跳閘或強(qiáng)迫停運(yùn)事故發(fā)生的概率。
[參考文獻(xiàn)](References)
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