三相线路电压互感器兼母线电压互感器的问题分析

2011-07-13廖向旗方青

湖南电力 2011年5期

廖向旗，方青

(湖南省电力公司益阳电业局，湖南益阳410003)

目前电网中新建的110 kV变电站采用GIS组合电器内桥接线，依据国家电网公司输变电工程典型设计110 kV变电站分册湖南电力公司实施方案B2(半户内):取消母线电压互感器，采用进线三相线路电压互感器兼母线电压互感器的接线方式。这种接线形式节省了2个电压互感器、2个隔离开关、2个主变高压侧开关 (双主变)。由于实际应用中设计及运行经验不足，出现备自投装置不能启动、电压切换回路的二次反充电、线路保护重合闸不成功等问题。文中对110 kV秀水、玉兰变电站在运行中出现的问题进行剖析，通过更改备自投逻辑、取消部分二次并列接线、更改线路保护重合闸方式等方面提出建议。

1 秀水变电站问题剖析

秀水变为本网内投运的第1座内桥GIS组合的110 kV变电站，采用双T进线、三相线路电压互感器兼母线电压互感器接线，正常为进线一主一备、分段合的方式，如图1所示。

图1 无母线电压互感器的典型内桥接线

由于1DL，2DL进线未配置线路保护，该站没有设置电压切换回路，变压器电压回路及备自投母线电压回路均直接从线路电压互感器端子箱接线，未经1DL，2DL位置接点控制。

1.1 备自投回路动作行为问题

该站配置的备自投装置，可实现分段 (桥)及进线备用电源自投，其进线备自投启动的首要条件是:Ⅰ，Ⅱ母母线三相均无压，且主供电源进线(如1DL)无流，则判为变电站失压，延时动作跳主供电源进线断路器 (如1DL)。母线电压消失是备自投最重要的启动条件，由于无母线TV，备自投母线电压均来自线路TV，主供电源失电后，备供电源线路始终有电，故Ⅰ，Ⅱ母不可能同时失压。备自投不能启动。

1.2 解决方案

在无母线TV的情况下只能修改备自投逻辑，由判Ⅰ，Ⅱ母母线三相均无压改为判一段母线三相均无压，该站备自投才得投运，并正常使用。

2 玉兰变电站问题剖析

110 kV玉兰变是投运的第2座内桥GIS组合的城区变电站，采用π接供电、三相线路电压互感器兼母线电压互感器接线，正常为进线一主一备、分段合的方式，如图2所示。

图2 玉兰变电站部分接线

作为联络站，110 kV断路器均设置了线路保护，配有光纤纵差、三段相间距离、三段接地距离、四段带方向的零序电流保护。故设有110 kV电压切换装置，110 kV线路、主变、备自投保护屏的电压均引入的切换后电压。电压切换回路见图3，4。

图3 电压切换继电器

图4 电压切换回路

2.1 TV二次反充电事件经过

2010年11月4日，对110 kV凯玉线进行试运行。试运行前，一次方式如下:江506、玉504、玉500合，会504、玉502分，凯504分，A系统侧送电至玉变110 kVⅡ母。试运行方案为用玉502断路器对凯玉线线路冲击3次 (凯504分)，充电正常后拉开玉502断路器的同时，玉502和504的二次电压快分开关跳开，试运行过程中止。

2.2 事件分析

2.2.1 试运行前:7QK处于“自动”位置。玉504合，则图3的504常开接点闭合，504常闭接点打开，2YQJ1-3线圈励磁;同时500常开接点闭合，502常闭接点合，3YQJ1-3线圈励磁;图4的并列回路中2YQJ1-3常开接点闭合，3YQJ1-3常开接点闭合，使切换后的Ⅰ，Ⅱ母母线均为2TV所供电压，1TV一次通过1YQJ1-3接点进行了隔离(因玉502分)。

2.2.2 冲击时:玉502合，则图3的502常开接点闭合，502常闭接点打开，1YQJ1-3线圈励磁，则图4的并列回路中2YQJ1-3，3YQJ1-3，1YQJ1-3常开接点均闭合，即完成1TV与2TV二次处并列。

2.2.3 冲击完后:玉502分，由于图3中的502常闭接点接通，1YQJ1-3失磁时间晚于502一次设备断开时间 (1YQJ1-3，2YQJ1-3，3YQJ1-3失磁保持双位置，回路1通励磁，回路2通强迫其失磁)，在此时间差内，1TV一次侧失压，与2TV不为等电位，从而造成TV二次向一次的反充电，使2个TV二次电压快分开关因过电流而跳闸，导致玉变全站失压。

2.3 解决办法

2.3.1 将7QK置于“强制解列”时，①②接点接通，可以防止反充电问题，但在进行502，504倒换操作时需要人为操作，不符合无人值班变电站运行要求。

2.3.2 增加母线TV，但由于110 kV设备为组合式的GIS设备，增加2组母线TV设备，改造难度大、周期长。

2.3.3 完善电压并列回路:在502(或504)断路器控制跳闸回路中串联1个能快速动作的电流型中间继电器，其常开接点与502(504)常闭接点并联串接在图3的复归回路中 (回路2)，使1TV，2TV的二次回路快速解列。该方案理论上较理想，可以保留电压切换回路的灵活多变，但是否能解决“反充电”的问题而又不产生新的问题，有待实践证明。

2.3.4 采用取消电压并列回路的办法:解开7D16，7D18，7D20至 TX15，TX16，TX17的连线、解开 7D30，7D32，7D34至 TX36，TX37，TX38的连线 (如图 4中虚线所示)。小母线1YMa，b，c(2YMa，b，c)上的电压仅经玉502(504)断路器常开接点控制。

综合上述方案，采用了易于操作、便于实施的取消电压并列回路的办法。并对备自投逻辑及主变保护定值做如下调整:

①因备投充电条件为判Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，取消电压并列回路后备投不能充电，故需修改逻辑:即将充电条件由判Ⅰ，Ⅱ母均三相有压改为判一段母线有压;

②主变高后备复压元件高压侧电压为小母线1YMa，b，c上的电压，当502断时，1YMa，b，c上无电压，高压侧复压元件开放。为确保复合电压闭锁功能的投入，高后备复压元件由取两侧电压改为只取低压侧电压。