关于220kV主变备自投的相关研究

2015-10-21黄定威

工业设计 2015年12期

黄定威

摘要：220kV变电站为电网重要组成部分，一般会选择安装一台主变进行供电，如果主变压器出现跳闸故障，势必会造成变电110kV母线失压，而影响电网的正常供电。为提高电网运行稳定性与安全性，需要做好自投设备研究，确定在本站变压器跳闸失压后，自动投入联络热备用进线开关，恢复正常供电。本文对220kV主变备自投方案进行了简要分析。

关键词：220kV主变；备自投；运行维护

在电网供电需求不断提高的背景下，变电站在运行时，经常会受到各项因素影响，而降低负荷平衡性，并且现在220kV变电站大多选择安装一台主变的方式，供电可靠性比较低。即便是选择用两台变压器长期并列运行方式，虽然可以提高供电可靠性，但是也会造成电损耗增加。因此，为从整体上提高变电站运行综合效益，需要在变电站中引入备用电源自动投入装置，可以为用户提供不间断供电。

1 220kV主变自备自投研究必要性

1.1 解决供电矛盾

就我国变电站建设现状来看，对于供电负荷不大的部分，一般会采取设置单台主变的方式，具有较高的经济效益，但是一旦单台主变出现问题，必定会对供电可靠性产生影响。针对此，将备自投装置引入到变电站内，便可以有效解决此问题，并且与两台主变同时运行相比，经济方向也具有更高的操作性。

1.2 电网安全性

对于220kV变电站来说，一旦主变出现跳闸事故，一定会造成多个110kV变电站停电。按照相关规定，如果3个或以上110kV变电站全停，便可以将其视为严重电网事故，存在较大的社会不良影响。将备自投装置引入到220kV变电站中，可以有效提高供电运行稳定性，即便是一台主变故障，备自投装置可以直接运行，减少电网事故的产生。

1.3 稳定小网

小型电厂基本上均是采用利用110kV从220kV变电站上网的方式，如果220kV变电站单台运行故障，并且周围不能满足负荷平衡要求时，势必会对小电厂运行产生重大影响，而出现电网事故[1]。通过安装备自投装置，可以有效避免此类问题的发生。

2 220kV变电站备自投安装要点分析

2.1 技术要点

安装设置备自投装置，可以提高220kV变电站运行稳定性，但是在安装时需要做好各要点控制，应只考虑两台主变相互备投，而不考虑两台主变运行时低压分段开关备自投。同时，只要求主变差动与非电量保护跳闸以及高压侧开关偷跳时启动备自投，而不需要进行中、低压侧开关分别偷跳与变压器后备保护动作跳闸时备自投的启动。另外，为提高备自投安装应用效果，还需要控制好其启动条件，即中、低压侧开关同时处于无流无压状态，并且高压侧有压。其中，在高压侧有压状态下，可以有效避免220kV系统影响，可以将自投动作时间整定的更下，且不需要在单电源状态下与上级保护、重合闸进行配合。最后，变电站主变低压侧均会设置带分裂电抗器，具有两个低压开关，并且低压侧开关CT二次绕组比较少，可以选择用高压侧CT代替低压侧CT，可以有效降低系统复杂性。

2.2 设备要求

第一，所选备自投装置应设置充、放电逻辑，当充满电后才可动作，并且只可动作一次，动作完成后需要手动复位后才能重新运行。第二，备自投装置需要设置自诊断功能，即能够对变电站内开关量、各侧模拟量以及自身异常情况进行有效诊断后，告警并闭锁备自投。安装时中、低压侧人一侧无压、无流，且有流状态下开关跳位可以对备自投放电。第三，待备自投装置安装投运后，无论运行变压器中、低压侧开关是否跳开，均需要提前发一个跳闸脉冲于中、低压侧断路器上，在确认中、低压侧断路器成功断开后，备用变压器便可以投入运行。

2.3 二次回路

第一，就地或远方断开运行变压器各侧开关时，要求备自投装置不进行动作，则主变各侧操作箱手调继电器STJ触点需要对备自投装置防电。其中，如果出现手调放电不接情况，则需要由运行把关，并在操作前退出自投。第二，主变各侧后备保护动作需要对备自投装置进行放电，避免备用变压器合到故障回路上，提高系统运行安全性。第三，备自投动作跳开运行变压器各侧开关时，不能将出口接到手调继电器STJ或TJR上，以免自投装置出现放电动作，而影响合闸逻辑的正常进行。第四，变电站安装备自投，其所用高、中压侧CT电压应选择用某一主变保护切换后的电压，以免出现母线停电等故障而导致CT失压，使得备自投装置无法正常投运。第五，根据实际情况可以适当降低CT，或者是安装升流器装置，以免因为主变某侧开关负荷电流过小，而造成设备自投失败。

3 220kV变电站备自投方案设计分析

3.1 方案目的

做好110kV母线电压量、主变110kV侧开关点流量、110kV备用电源线路开关位置、10kV母线差动作信号以及对应110kV母线倒闸位置信号等内容的综合分析，在出现110kV母线电压量消失而不存在其他闭锁信号发出的情况时，备自投装置动作，确保其可以按照设定好的动作逻辑，跳开220kV主变110kV侧开关，合上110kV备用电源线路开关，恢复系统的正常供电。

3.2 方案设计

3.2.1 备自投装置

输入量220kV变电站110kV母差动作信号；110kV备用电源线路对应110kV母线刀闸位置信号；110kV母线Ⅰ、Ⅱ段电压；主变110kV侧后备保护动作信号；主变110kV侧开关位置与手动分闸信号；110kV母联开关位置等。

输出量跳110kV出线开关、旁路、主变110kV侧开关以及母联开关；闭锁相应出线开关重合闸；发出裝置动作信号。

3.2.2 动作逻辑

满足三个条件，即：无闭锁备自投信号、检测110kV两端母均无电压、主变中压侧无电流。满足条件后启动，根据保护装置动作信号以及热备用线路所在母线情况，检测主变中压侧开关与母联开关断开位置。最后跳开部分线路开关，并合上110kV热备用线路开关，发出动作信号。

在220kV主变保护动作跳三侧开关或者主变中压侧开关偷跳造成110kV母线失压，需要满足四个条件，即：务必所备自投信号、检测110kV两段母线均无电压、主变终压侧开关在断开位置、主变中压侧开关无电流。满足后延时，跳开部分线路开关，合上110kV热备用线路开关，最后发出动作信号。

如果两段母线电压经检测后均为失压状态，可动作。而如果只要一段母线有电压，便可确定不满足动作条件，不发出动作信号。

4 结语

将备自投装置引入到220kV变电站中，对提高系统供电稳定性具有重要意义。因此需要从技术角度分析，遵循备自投装置安装原则，在确定技术要点的同时，做好各环节的控制，确保其可以正常的工作，减少电网故障的发生。

参考文献：

[1] 张俊，宋会平.220kV主变备自投的实际应用[J].湖北电力.2010（04）：7-9.