关于变电站双电源直流系统运行方式合理性的探讨

《宁夏电力))2009年第 3期 关于变电站双电源直流系统运行方式合理性的探讨 纳学文 (宁夏银川供电局，宁夏 银川市 750011) 摘 要： 分析了双电源直流系统的运行方式及其在 实际使用中存在的隐患，提 出了解决办法。 关键词： 双电源； 直流系统； 运行方式 中图分类号： TM721 文献标志码： B 文章编号：1672—3643(2009)03-0007-02 Discussion OH the rationality of operation mode of the double power source DC system for substation NA Xue---wen (Ningxia Yinchuan Power Supply Bureau，Yinchuan，Ningxia，75001 1，China) Abstract： Analyzes the existing hidden troubles of the double power source DC system in practical application， puts forward the solutions． Key word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 s： double power source；DC system；operation mode 1 引言 随着电力系统对可靠性要求的提高以及反事故措施的 加强，比较重要的区域变电站或者枢纽变电站均采用双直 流系统设置 ，即 2套相互独立的电池组配置 2组及以上的 充电装置，并且反事故措施也要求继电保护双重化配置，且 控制和保护回路从电源到接线回路均要分开，同时这也是 综合 自动化 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的必须配置。双电源设计除了在电源端设 置分段联络外，在负荷终端也设有分段。有关直流双电源设计 配置等要求比较常见于各种规程、规定中，但关于其具体使 用方式、方法却比较少见。目前变电站有的直流系统运行方 式对双直流系统和双重化配置的保护使用不符合 《国网公 司十八项反措》规定，其不甚合理之处存在较大安全隐患。 2 当前变电站双直流电源的运行方式及存 在隐患 2．1 当前运行方式 某 330 kV变电站直流系统采用东方电子的成套装置， 由 2组蓄电池组 、2套充电装置构成的直流系统可联络使 用。变电站当前运行方式是合上电源端开关，将分段点留在 负荷终端，如图 1所示。 图 l 变电站直流系统供电回路 图 1是变电站双直流系统供电回路示意图，图中 IK1、 1K2分别是 I组直流系统馈出的两路直流电源开关。比如 控制母线两路电源I段控制母线电源I、II段控制母线电源 I，或者保护母线两路电源 I段保护母线电源 I、II段控制母 线电源 I；2K1、2K2是 II组直流系统馈 出的两路直流电源 开关，K01、K02分别是两路电源的联络开关。 目前月牙湖变电站直流系统运行方式是 1K1、1K2、 收稿日期： 2009—01—10 作者简介： 纳学文(1974一)，男，助理工程师，从事变电站运行工作。 · 7 · Administrator 矩形 Administrator 矩形 Administrator 矩形 Administrator 新建图章 《宁夏电力))2009年第 3期 关于变电站双电源直流系统运行方式合理性的探讨 2K1、2l(2在合，K01、K02在分。如图2所示。 3 变电站双直流电源更合理的运行方式 图 2 改造前直流系统运行方式接线 由图 2可见，装置 1、2由来 自I组直流系统的两路电 源 1供电，装置 3．4由来 自II组直流系统两路电源 2供 电。其中 1组直流故障时可以先断开其电源侧开关，再合上 K01、K02，由非故障直流系统供给失电母线。 2．2 存在问题 (1)由图 2可见，2套直流系统 中若 1套故障无法使 用(如电池开路 、调压硅链故障等造成直流母线失压)时， 这组直流所带负荷将掉电。该回路供电的所有测控、保护 电源都将失去 ，可能造成某些线路全部保护 、控制装置失 电。一旦保护 、控制电源全失，若在用联络开关恢复供电前 失电设备所在系统发生故障都会造成事故扩大，变电站越 重要其造成的危害性越大。1直流母线失电导致 1条或者 多条线路保护控制同时失电时线路发生故障时可能的危 害有： ①若失电装置同是1条母线上运行的元件，则失电过 程中发生故障最小危害也会切除 1条母线 (越级至失灵保 护或主变后备保护)； ②若失电装置为多条母线元件，则这些母线均会被失 灵动作切除，可能造成该电压等级系统全停(越级至失灵保 护或主变后备保护)； ③若失灵或者主变保护也在失电装置之列 ，则本电源 点无法切除故障，可能造成全站停电(以宁夏电网为例，甚 至可能造成南北网在该电源点解列)。 若失电装置为母差或主变差动、瓦斯保护 ，若相应保护 范围内发生故障的后果与上述类似。 (2)《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》第 14．2．1．2条规定 ：双重化配置的保护装置直流电源应取自不 同电池组供电的直流母线段；第 14．2．2条和第 14．2．3条分 别规定：220 kV、330 kV及 以上输变电设备的保护应按双 重化配置，对此，《宁夏电网调度管理规程》也做了同样地规 定。由图2运行方式对用电设备来说，只能算是取自同一电 池组供电的两路电源供电，而非取自不同电池组供电的直 流母线段供电，这不符合“十八项反措”第 14．2．1．2条和《宁 夏电网调度管理规程》的规定，应整改。 · 8 · 虽然设计规程规定220 kV以上变电站宜采用 2套 电池组 3台充电机配置 ，但 目前宁夏电网大多数 220 kV 以上变电站采用的是 2组 电池组 2台充电机配置。为了 消除运行方式存在的隐患，必须对 目前的直流系统配置 进行改造或者采取其他可能的手段避免这些隐患演变 为事故。经过研究发现 ，通过调整运行方式 ，也可以实现 反措规定要求 ，并且可避免双直流系统一段失压可能造 成的装置停电，并能充分体现两电(蓄电池组)两充(充 电机)直流系统配置的优点 。运行方式调整后能达到如 下效果： (1)2套配置的每套直流系统可馈出全部双电源负荷 ， 任何一个直流系统单方面故障不会造成双电源设备掉电； (2)保证双重化配置的装置直流电源由不同电池组供 电。双重化配置的主保护装置电源满足反事故措施和调度 管理规程的规定。保证辅助保护和控制系统操作电源都由 来自不同电池组供电的直流母线供电。这样即使其中 1组 直流母线失压，线路(或者主变、母线)保护至少仍有 1套保 护可正常运行 。 3．1 解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 若正常时 I组电池供出电源 1，即 1K1在合，1K2在分； II组电池只供出电源 2，即 2K1在分 ，2K2在合；联络开关 K01、K02在合，如图 3所示。 图 3 改造后的直流系统运行方式接线 如图 3可见，该运行方式 I、I1组电池分别向全部双电 源负荷供电，任一组直流电源失去不会造成保护装置掉电， 同时也符合反事故措施的要求。 3．2 装置端因故造成直流 I、II组电池非预期合环的可能性 双重化配置的主保护装置电源配置原则是第 1套由直 流电源 1供电，第 2套由直流电源 2供电；跳闸回路是两路 电源分别驱动，回路分离 ，无直接电气联系，不会造成直流 I、II组电池非预期合环。辅助保护为双电源供电，电源切换 由 1个监视继电器的动断(接电源 2，监视继电器失电)和 动合(接电源 1，监视继电器励磁)接点完成，不会造成直流 I、II组电池非预期合环。测控屏虽引入两路保护母线(BM) (下转第 11页) ((-j--夏电力)2009年第 3期 河西变电站1 10 kV线路备自投异常动作分析 332 ms(DZ02OUT)，核对定值该时间应为合 1 14的时间。而 跳 1 1 1的时间为2．7 s(DzO10uT)，从动作 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 发现无跳 11I的动作事件 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ，也就是说备 自投未先跳 111而直接 合 114，这与前述逻辑不符。 (4)从备自投的定值、逻辑行为及模拟试验来看，其动 作行为是正确的，但为什么 114开关先于 l11开关合闸而 造成电磁环网呢?又为什么在故障发生后约 65 ms 1 1 1开 关跳开后母线失压而其重合闸未动作前 ，备 自投不立即启 动并延时 0．3 s合上 1 14开关呢?这需要从以下几点解释： 其一，备自投跳111开关的时间为2．7 s，但 111开关 重合闸的时间为1 s，在2．7 s之前 111开关已经合上，则备 自投完成第一步的条件已不满足，故其不会去切111开关； 但 111保护动作跳开 111后，母线失压 ，且此时 114线路有 压，满足备 自投第二步的动作条件，同时合 114的时间为 0．3 s，故 114开关先于 111开关合闸。其二，虽然 111保护 在约 65 ms后将 111开关切除，即 111开关在跳位 ，但此 时母线电压由于开关均压电容的影响而未完全消失，从录 波图看持续了将近 300多 ms，而备自投判母线失压的判 据为母线二次电压小于 25 v，故此电容电压的影响使备 自投的第二步延长了近 300 ms才启动，加上备自投自身 的动作时间 0．3 s，所以在 700 ms左右时，114开关合闸母 线电压恢复。 5 解决方案 综合上述分析可以看到，河西变备自投异常动作行为 是由于其与 111光纤纵差保护及重合闸配合不 造成的。 为此，提出以下两种解决方案： (1)延长备自投装置合闸114开关的动作时限，大于 1．0 s，即躲过 111开关保护的重合闸时限。这样，当母线失 压且 1l1开关由保护跳闸时，111开关保护重合闸条件和 备自投合闸114开关的条件都成立，111开关保护重合闸 时限小于备自投装置合闸 114开关的动作时限，故 1I1开 关先重合，重合成功备自投即可返回。若 1l1开关重合后再 跳闸，备自投启动合闸 114开关。 (2)111开关保护重合闸由无条件重合改为检母线无 电压重合，备自投合闸时限仍为0．3 s。111开关保护为南瑞 继保 RCS一943A型，该保护重合闸方式中检测电压重合的 方式有 3种 ：检线路无压母线有压、检母线无压线路有压、 检母线无压线路无压。3种电压检测方式均通过控制字投 退，可投入后面2种检测母线无压重合的方式。这样，当青 河线故障 111开关由保护跳闸、母线失压时，首先各自投合 闸 114开关的条件成立 ，经 0．3 s后合闸 l14开关；此时不 论青河线青铜峡侧 05112开关是否已经重合 ，河西侧 111 开关保护重合闸条件因母线有电压而不成立 ，1I 1开关不 重合，避免环网。若各 自投合闸 114开关不成功，111开关 重合闸启动，重合 111开关。 6 结论 (1)河西变线路备自投的动作逻辑、装置功能回路接线 不存在问题，只是与线路光纤纵差保护以及重合闸之间配 合不当造成异常动作。 (2)本文提出的针对该问题的解决方案可以任选其一， 但作者倾向于第一种方案。 参考文献： [1] 贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理．水利电力出版社 (上接第 8页) 电源，但实际上只用其一路，是单电源供电。 3．3 变更前后的注意事项 (1)倒换运行方式时，须防止装置掉电。应先短时间合 环 I、II组直流系统，在保证装置不会掉电的前提下完成操 作。因此，操作前，必须先调整 I、II组直流母线电压使之相 同，且电压监测点宜设在合环点附近，避免合环时电池组互 相放电，造成电池寿命减短甚至损坏。 (2)以本站来说 ，因故须将直流 I、II组母线合环时，只 需合闸母线联络即可，无需其它操作。若直流电源端无法避 免电池组非预期合环，则应做相应调整。 (3)正常运行时，应在 1K1、2K1、KO1、K02开关上加装 “禁止分闸”标示，在 1K2、2K2开关加装“禁止合闸”标示， 操作注意事项应写入现场操作规程 ，做好培训工作，避免直 流系统操作造成保护设备失电。