10kV配网过电压分析

2011-08-15黄滇生

云南电力技术 2011年6期

黄滇生

(云南电网公司大理供电局，云南大理 671000)

1 地方小水电发展情况

地方小水电存在设备简陋，技术水平低，布局不规范等问题。多数小水电站都是就近梯接在附近的35kV或10kV配电线路上。由于这些小水电站都未配置电压、频率异常解列装置，为防止这些配网线路重合闸时对小水电机组造成冲击，梯接有小水电站的35kV、10kV配电线路重合闸都未投入运行。与主网联络的110kV线路瞬时故障切除重合闸前还需解列有上网小水电站的配电线路，导致供电可靠率低下。这些小水电站全部为径流式电站，无调节能力，基本上都处于汛期弃水，枯期有多少水发多少电状况。

2 应用实例

2.1 运行方式对10kV配网的影响

某110kV变电站是一个典型的单线、单变、有上网小电源的终端变电站。正常运行方式下主变110kV中性点经放电间隙接地。采用了解列重合闸的方式。即保护动作跳本线路断路器的同时，跳开变电站所有有上网小电源的线路。重合闸采用检母线无压、线路有压方式重合;

主变压器110kV侧中性点采用经放电间隙的接地方式。发生接地故障、变电站侧线路保护不动作时，变电站主变中性点间隙击穿，间隙保护保护动作后将以较短的时限跳开所有上网电源线路。以保证线路接地故障点绝缘恢复，线路重合闸能够成功动作。上述两种故障情况下都将导致梯接有小水电站的配电线路与变电站母线解列。

2.2 过电压原因分析

1)由于梯接在配网线路上的这些小水电站在配网线路与变电站母线解列时不能自动解列。

2)变电站为保证110kV供电线路发生瞬时故障时，重合闸能够动作成功，110kV线路保护、主变中性点间隙保护动作时需要连切这些梯接有小水电站的配网线路。导致变电站二次回路接线复杂，变电运行操作复杂，可靠性低。

3)丰水期负荷低谷时段发生配网线路与变电站母线解列，必然会发生过电压。

3 解决方案

1)将电站升压变压器高压侧的负荷开关更换为可进行远方电动操作的断路器。完善电站的发电机、变压器的保护装置，加装低频、电压解列装置。

2)加装直流操作电源系统，为断路器和保护、安全自动装置提供可靠的工作电源。

3)将电站的手动或机液调速器更换为微机控制的电液调速器;手动调压系统更换为微机控制的自动励磁调节装置。

4)保留原配置的保护、调速器、励磁系统。但应将升压变高压侧负荷开关更换为具有失压脱扣功能的高压断路器，并在升压变高压侧加装线路电压互感器，保证线路电压正常时断路器才可以合闸。断路器的正常分、合闸可采用手动操作方式。

5)加装频率、电压异常解列装置，装置的工作电源可采用交流站用电源整流供电。

6)如不考虑加装频率、电压异常解列装置。则可将发电机过电压保护器的过电压动作定值调低至正常运行电压的1.20～1.25倍;适当调高升压变高压侧断路器的脱扣电压值，可考虑调高至正常运行电压的0.7～0.8倍。只要配电线路与变电站10kV母线解列，小水电站就与配电线路断开。

4 改造情况

1)枯水期，这些小水电站主要是做好电站机组、设备的检修、维护。其次是利用有限的来水发电。在此期间，有限的发电量只能作为主网下网电量的补充。负荷高峰期，当配电线路与变电站解列后，巨大的负荷缺额将导致孤立小网的频率、电压迅速崩溃。小水电站操作电源消失，保护及自动控制装置将失去作用。此时具有失压脱扣功能的断路器失压脱扣动作，断路器分闸，将小水电站与配电线路断开。变电站侧配电线路的重合闸检查母线有压、线路无压重合，恢复对配电线路的供电。为保证配电线路重合闸动作时，小水电站已与配电线路断开，电站侧断路器失压脱扣的电压值应高于变电站侧重合闸检无压电压值。

2)丰水期的情况有负荷高峰期和负荷低谷期两种情况。负荷高峰期发生配电线路与系统解列，小水电站的发电能力不能满足负荷需求，将导致配电线路频率、电压下降。由于小水电站无自动励磁调节能力，发电机的输出频率、电压将会持续下降，最后导致低频、电压解列装置动作或断路器失压脱扣动作将发电机与配电线路解列。变电站侧配电线路重合闸检测到配电线路电压消失后动作合上配电线路断路器，恢复对配电线路的供电。配电线路电压恢复后，小水电站再与配电线路同期并列，恢复运行。

如负荷低谷期小水电站有富余电量上网的情况下发生配电线路与系统解列，孤立小网频率、电压都会升高。如电压升高超过过电压保护器动作电压，过电压保护器动作将小水电站与配电在线路解列，避免用户电器长期处于高电压下工作损坏。如电压升高幅度不大，不足以导致过电压保护器动作，则孤立小网有可能维持长期运行。为防止这种情况出现，应考虑加装反应于频率、电压升高或降低的频率、电压异常解列装置。