武南变所用电系统备自投回路的分析及改进

钱 波，何正兴，俞澄一

（常州供电公司，江苏常州213003）

位于江苏省常州市的武南变电站是华东500 kV电网的重要枢纽站，又是龙政直流的主要馈入站，现有500 kV主变2台，220 kV主变2台，每天的过境负荷近300万kW[1]。按规划将于2010年扩建1台500 kV主变，随着主变容量的不断增大，过境负荷的不断增加，对400 V所用电系统的自动化要求也越来越高。2009年以来，已2次发生所用变高压侧跌落熔断器C相熔丝熔断而低压侧未能备自投的情况，导致所用电Ⅰ段母线短时失电，对变电站的安全稳定运行造成了很大的影响。

通过对备自投回路的检查，发现该回路在原理上存在不完善之处，不能够反映任意一相电源缺失的情况，影响了所用电系统的安全稳定运行，因此，有必要对该问题进行分析，并采取有效的措施进行改进和处理。

1 武南变400 V所用电系统介绍

武南变所用电系统由0号、1号、2号所用变，400 VⅠ段、Ⅱ段母线及所用配电屏组成。从图1中可以看出：1号所用变从3号主变35 kV侧受电，2号所用变从4号主变35 kV侧受电，0号所变从所外35 kV坂庙线受电。

图1 武南变所用电接线图

1.1 备自投动作逻辑分析

武南变备自投回路的设计原理为：当1号（或2号）所用变失电，所用变内部无故障，400 V系统无短路，0号所用变低压侧有电时，自动跳开1号所用变411开关（或2号所用变422开关），如分段400开关在分闸位置，则合上0号所用变次级401开关（或 402 开关）[2]。

1.2 备自投动作回路分析

图2为401开关合闸及备自投的直流控制回路。其中1HA为401开关的合闸按钮，TWJ是400开关的跳位接点，XF是401开关的合闸线圈，1ZKK-A3和1ZKK-B2是411开关的辅助接点，AN是手动复归按钮。图3为411开关分闸回路，MX是411开关的分闸线圈，1TA是411开关的分闸按钮，BCJ是1号所用变瓦斯继电器的动作接点，1ZJ为中间继电器。

图2 401开关合闸及备自投回路

图3 411开关分闸回路

系统正常运行时，401开关的备自投回路仅仅是靠411开关上桩头AB相之间电压继电器接点1DY1和BC相之间电压继电器接点1DY2断开，当1号所用变失电，1DY1或1DY2闭合，导通备自投回路，1ZJ继电器得电并自保持，将411开关分闸，411开关分闸成功后，401开关的合闸回路随即导通合闸备投于400 VⅠ段母线。

2 所用变高压侧失电情况分析

武南变所用变压器采用的是常州变压器厂制造的配有7档有载调压装置的变压器，额定容量1 000 kV·A，联接组别为D.yn1。根据变压器的联接组别，可以画出其内部绕组的接线方式，如图4所示。应当说明的是，该分析结果是在理想状态下得到的数据，即所用变所带负荷三相对称。

图4 所用变接线组别

35 kV系统认为是无穷大电源，R为所用变低压侧所带负载折算到高压侧的值。系统正常运行时，所用变高压侧系统的等效图和相量图如图5所示，当高压侧C相失电时，该系统的等效图和相量图如图6所示。

图5 正常运行时的等效图和相量图

图6 C相失电时的等效图和相量图

由图6可知：

再根据所用变的接线组别及变比，便可以推出低压侧的相电压及线电压，其中Ud=220 V。

即 Uab=330 V，Ubc=330 V，Uca=0 V。采用同样的方法可以求得B相失电时，Uab=0 V，Ubc=330 V，Uca=330 V；A 相失电时，Uab==330 V，Ubc=0 V，Uca=330 V。

3 备自投回路存在的问题及改进措施

根据上文的分析及理论计算，原有的电压监视回路仅能够反映所用变高压侧A相断线或B相断线的故障，而无法判断C相断线的情况。进而就会产生下述异常情况：1号（2号）所用变高压侧C相失电，低压侧411（422）断路器由于失压脱扣跳开（脱扣按相整定，任一相电压低于70%的额定电压即动作），然而1DY1和1DY2采集到的电压远大于该继电器整定的动作电压（260 V）[3]，备自投不会动作，400 VⅠ段（Ⅱ段）母线失电。

为避免上述情况的发生，可以在411（422）开关原有电压监视回路的基础上，再增加一个电压继电器1DY3，装在A相和C相之间，将其接点接入401（402）开关的备自投回路。改进后的电压回路及备自投回路如图7和图8所示。

图7 改进后的1号（2号）所用变电压回路

图8 改进后的401（402）开关备自投回路

4 结束语

由于武南变建成时间较早，所用变高压侧仍然是由3只单相的跌落熔断器和35 kV母线相连，且该熔断器设备使用年限已久，除了由于负荷较重熔丝熔断外，大风时还会出现被风吹落的现象。因此，400 V系统备自投回路的完善相当重要。通过增加一个监视用电压继电器，可以很好的满足所用变高压侧任一相失电均不影响400 V母线正常供电的要求，保障了变电站的稳定运行。

[1]邓洁清，项 巍.500 kV主变一次通流试验模型及方案的研究[J].继电器，2008（7）：92-95.

[2]娄文超.500 kV武南变电站现场运行规程[Z].2007.

[3]蒙健明，曹继丰，王电处，等.兴仁换流站站用电系统备自投定值配合研究[J].电力建设，2008，29（8）：37-40.