基于内桥接线方式的110kV智能变电站电流回路的研究与分析

发表时间:2021/1/18   来源:《当代电力文化》2020年24期   作者:杨为民
[导读] 内桥接线因为其使用的一次设备数量少、占地小,能满足变电站运行可靠性要求,具备一定的运行灵活性,因此在城区110kV智能变电站中得到广泛应用
        杨为民
        (国网江西省电力有限公司吉安供电分公司  江西吉安  343000)
        摘要:内桥接线因为其使用的一次设备数量少、占地小,能满足变电站运行可靠性要求,具备一定的运行灵活性,因此在城区110kV智能变电站中得到广泛应用。但某些变电站的保护配置比较复杂,这就需要正确选择和使用电流互感器的二次绕组。本文主要讨论和分析这类变电站的电流回路接线方式并提出需要注意的事项,从而提高这类变电站的运行可靠性。
        关键词:内桥接线  智能变电站  电流回路

引言
        近年来,出于节省占地面积的考虑,城区110kV智能变电站绝大多数采用室内GIS设备,而与此同时,由于内桥接线使用的一次设备少、占地少、运行方式灵活、供电可靠性高,内桥接线方式被广泛应用在城区110kV智能变电站中。但其中有些变电站并非终端变电站,因此保护配置比较复杂,而电流互感器的绕组数目有限,这就需要正确选择和使用电流互感器的二次绕组。本文将针对这类变电站的电流回路接线方式进行讨论和分析,并就可能引起的问题提出需要注意的事项。

1内桥接线变电站特点
        在城区110kV智能变电站中,典型的内桥接线变电站主接线如图1所示。主变为两圈变,采用内桥接线方式,110kV母线采用单母分段,两回进线分别接于两段母线,主变高压侧没有开关(断路器),CT(电流互感器),只有一组刀闸(隔离开关)。
       
图1 典型的内桥接线变电站主接线
        因此,基于这种设计,主变差动保护高压侧电流回路采用和电流接线的方式产生,即进线开关间隔电流和内桥开关间隔电流求和后接入主变差动保护装置。主变差动保护电流回路接线方式如图2所示:

图2 主变差动保护电流回路接线
2 内桥接线变电站保护配置
    典型的内桥接线变电站一般为终端变电站,进线开关不设专门的线路保护。我们这里主要讨论的是非终端变电站,也就是进线兼做出线用,进线开关配置专门的线路保护,线路保护动作跳开本线路开关。
        按照国网标准,110kV及以上主变保护的主、后一体应双重化配置,因此,这里主变保护按主、后一体双重化配置,差动保护动作跳开进线开关、内桥开关和主变低压侧开关并且闭锁110kV分段或进线备自投。高压侧后备保护投复压过流III段2时限、零序过流III段2时限、零序过压2时限、间隙过流2时限均跳进线开关、内桥开关和主变低压侧开关并且闭锁110kV分段或进线备自投。低压侧后备保护投复压过流I段1时限跳分段、2时限跳本侧,投入复压过流III段2时限跳进线开关、内桥开关和主变低压侧开关并且闭锁110kV分段或进线备自投。
        内桥开关保护配置一套完整的、独立的桥断路器保护装置,具备瞬时和延时跳闸功能的充电及过电流保护,保护动作跳内桥开关。
3 内桥接线变电站电流互感器电流二次回路接线

图3 电流互感器的一次绕组极性                           图4 内桥接线变电站电流互感器配置

        假设电流互感器的一次绕组极性如图3所示,一次绕组极性端为P1,非极性端为P2,二次绕组极性端为S1,非极性端为S2。二次绕组的具体配置如图4所示。
        3.1 线路保护电流二次回路接线
        进线1和进线2的TA一次绕组极性端在110kV母线侧(主变侧),所以线路保护的电流二次回路极性端从TA的S1引出,也就是正极性,接入进线1的合智一体装置。
        3.2 #1主变保护电流二次回路接线
        #1主变差动保护取TA1、TA3、TA4的电流,由于TA1的一次绕组极性端在110kV母线侧(主变侧),因此#1主变A套保护的电流二次回路的极性端从TA1的S2引出,也就是反极性,接入进线1的合并单元装置,#1主变B套保护的电流与进线1的线路保护的电流使用的是同一组绕组,即电流二次回路极性端从TA1的S1引出,也就是正极性,接入进线1的合智一体装置。TA3的一次绕组极性端在110kVI母侧,因此#1主变A套保护的电流二次回路的极性端从TA3的S2引出,也就是反极性,接入母联的合智一体装置,#2主变B套保护的电流二次回路的极性端从TA3的S1引出,也就是正极性,接入母联的合并单元装置。TA4的一次绕组极性端在10kV母线侧,因此#1主变A套保护的电流二次回路的极性端从TA4的S1引出,接入#1主变低压侧A套合并单元,#1主变B套保护的电流二次回路的极性端从TA4的S2引出,接入#1主变低压侧B套合并单元。
        3.3 #2主变保护电流二次回路接线
        #2主变差动保护取TA2、TA3、TA5的电流,由于TA2的一次绕组极性端在110kV母线侧(主变侧),因此#2主变A套保护的电流二次回路的极性端从TA2的S2引出,也就是反极性,接入进线2的合并单元装置,#2主变B套保护的电流与进线1的线路保护的电流使用的是同一组绕组,即电流二次回路极性端从TA2的S1引出,也就是正极性,接入进线2的合智一体装置。TA3的一次绕组极性端在110kVI母侧,因此#2主变A套保护的电流二次回路的极性端从TA3的S1引出,也就是正极性,接入母联的合并单元装置,#2主变B套保护的电流二次回路的极性端从TA3的S2引出,也就是反极性,接入母联的合智一体装置。TA5的一次绕组极性端在10kV母线侧,因此#2主变A套保护的电流二次回路的极性端从TA5的S1引出,接入#2主变低压侧A套合并单元,#2主变B套保护的电流二次回路的极性端从TA5的S2引出,接入#2主变低压侧B套合并单元。
        为了避免死区,#1主变保护的二次电流应取TA3最靠近110kVII母侧的二次绕组电流。#2主变保护的二次电流应取TA3靠近110kVI母侧的二次绕组电流。
4 可能引起的问题和注意事项
        4.1 投运合进线1或进线2开关的时候可能发生距离手合加速保护动作导致进线1开关或进线2开关跳闸。
        我们正常投运的时候是先合进线开关,再投母线PT二次空开,最后合主变高压侧开关。但是这种非终端的内桥接线变电站,如果先合进线开关,会引起线路保护中的手合距离加速保护动作跳开进线开关,因为PT断线不闭锁距离手合加速动作,变压器空载引起的励磁涌流导致手合距离加速保护动作。因此需要先投母线PT二次空开,再合进线开关,这样线路保护能正常采集到电流电压,手合距离加速保护不会动作。这一点需要引起调度人员和运行人员的格外注意,防止线路保护误动。
        4.2由于接入主变A、B套保护的二次电流极性不同,A套方向指向主变,B套方向指向母线,如果后备保护需要带方向,则两套保护的定值是不一样的,给定值整定带来了一定的麻烦和风险。
        4.3考虑到使用的电流互感器数目比较多,如果采用硬接线求和,那么二次回路的极性端有的从S1引出,有的从S2引出,比较乱,对今后保护装置的检验、查找故障、改造等都将带来一定的麻烦,因此,建议采用软件求和的方式,在合并单元或合智一体装置将采集的电流相位进行相应的修改。这样既能保证回路接线没变,也能保证保护、测控等装置采集到正确的电流信息。
5 结束语
    内桥接线变电站在城区110kV智能变电站中应用越来越广泛。为了保证变电站设备的安全稳定运行和城区供电的可靠性,需要认真研究内桥接线方式的特点,消除潜在的安全隐患,从而提高供电可靠性,确保电网安全稳定运行。

参考文献
    [1] 郭晓春.基于内桥接线方式的变电站电流二次回路现场调试问题分析[J].内蒙古电力技术.2011.31(1):25-29
    [2] 姜正驰,屈晗炜,施伟成.内桥接线变电站主变差动保护死区问题分析[J]. 电力安全技术.2015.17(5):58-60
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