基于继电保护二次电压切换问题对电力系统影响的分析

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年第28期   作者:马骥
[导读] 南方电网电气操作导则主要明确了设备一次方面的基本操作原则
        马骥
        晋能控股电力集团阳高热电有限公司  山西省大同市 037038
        摘要:南方电网电气操作导则主要明确了设备一次方面的基本操作原则,至于设备操作过程中二次与一次的配合要求没有细化,设备操作一二次之间配合要求不明确的情况下,同样的配置、相同的操作任务,其操作步骤易因理解不同而产生差异。在设备操作过程中,二次与一次之间配合如果不合理,将直接影响设备的操作质量,异常条件下甚至会造成设备误操作的发生。另外,中国南方电网电气操作导则主要提出了满足设备安全操作的基本原则,在满足设备操作安全的前提下,同时实现设备操作规范、高效性方面有着较大的提升空间,在实际操作中考虑如何通过规范和优化设备操作要求,来降低设备操作风险、提升设备操作效率十分必要。
        关键词:继电保护;二次换压;切换
引言
        随着自然灾害的频发及能源问题的日益突出,传统大型互联电网的弊端逐渐显露。分布式发电具有环境友好、安装灵活和兼容性强等良好特性,微网作为分布式发电的载体,已成为缓解能源问题及改善大型电网运行的有效途径之一。通常而言,微网可与配电网并联运行或孤岛运行。微网与配电网并联运行时,并网点电压由配电网支撑,微网内部各母线电压及功率平衡依靠微网内部资源及配电网共同调节。孤岛运行时则依靠自身调节资源进行功率平衡控制,维持微网系统的电压稳定。
1二次电压切换进行的必要条件
        (1)母线运行时要相互独立、分别控制保证正常运行:两组母线在电压切换时,为了保障电力系统正常运转,继电器要同时控制。当出现故障时,继电器会发出警报信号,维修人员要及时分析故障原因,排除故障恢复电力系统正常运行。(2)直流电压中断、短路。为了控制正电源和交流电压回路,避免直接电压中断、短路现象出现,导致继电保护装置出现误动作,这种问题主要是因为没有采用直接电压导致继电器出现错误。(3)出现异常情况能够及时发出警示信息。电压回路切换出现故障时,应该第一时间退出与电压相关的保护,等排除故障并核实无误后,才能恢复电力系统运行,做到早发现,早处理,避免人为因素造成安全事故。(4)警示系统出现异常。警示系统可以提前预判异常信息,维护人员可以根据警示信息找出根本原因,因此警示系统的作用不言而喻。
2故障原因
        分析经研究分析,CVT二次输出电压异常的原因主要有以下5个方面:(1)分压器的电容量变化,包括电容分压器(Cp、c2)绝缘介质受潮、部分电容元件击穿、所有电容元件完全击穿短路等;(2)中间变压器故障,包括中间变压器一次绕组断线、一次绕组匝间短路、次绕组对地短路及中间变压器末端悬空或接地不良等;(3)二次侧故障,包括二次绕组内部断线或短路、二次接线端子箱内接线错误、二次回路电缆因外力破坏发生断线或短路等;⑷设备发生铁磁谐振;(5)其他影响因素,主要指补偿电抗器、保护装置、阻尼器等辅助配件故障失效。
3继电保护二次电压切换异常处理
        3.1优化母线PT二次空开操作项
        基于以上PT二次接线工作后的送电操作风险分析,提出以下优化操作项,防止因PT二次接线措施造成主变间隙保护的误动。首先对于220kV变电站220kV、110kV的母线PT,停电进行过二次接线工作的,在恢复送电时必须先退出该停电PT母线及其二次并列对应母线上的全部变压器保护相应侧的不接地零序保护;PT送电后,检查主变保护屏无异常报文后,测量不接地零序保护出口无异极性后,方能投入该保护。其次对于母线送电操作,PT充电后,合PT二次空开前需先测量PT二次空开PT侧电压正常,合上PT二次空开后需在PT并列屏(或接口屏)对主一、主二、计量、零序组电压进行测量、核相。最后综合考虑母线PT和母联开关的结构配置,防止母线送电操作时出现谐振问题,提出如下母线及PT送电操作优化步骤。


        3.2目标函数的确定
        从技术性考虑,系统整体电压偏差可以作为考核调压效果的依据。对于规模较大的微网,负荷接入点分散,各母线电压水平相差较大。因此,对于调压效果的考核指标,一是要求其能够反映系统运行的实际物理状态,二是能够反映微网管理者对不同母线给予的重视程度。原则上,不同母线的电压权系数可任意设置。但在实际运行中,应根据运行需求进行设置。电压权系数越高,所占用的调压资源越多。因此,为了降低微网备用容量、提高运行经济性,对电压控制精度有较高要求的负荷,其所在母线可设置较高的电压权系数;而对于一般负荷,可将其权系数设置为较低数值,保证电压在合理范围内即可。
        3.3调整设备状态动态评价
        1)根据各厂站母线接线方式以及送出线路供电量停电户时数,对220kV、110kV母线间隔和CVT间隔重新评估设备重要度,并及时调整管控级别。2)修编各厂站《变电站运行检修规程》。对于母线CVT计划性停电检修工作,增加针对母线CVT端子箱内保护及测控交流电压空气开关和计量表计用电压空气开关脱扣功能校验项目。对于送出线路间隔计划性停电检修工作,增加线路保护。对于送出线路间隔计划性停电检修工作,增加针对继电保护装置操作箱二次交流电压回路各节点位置继电器电位大小校验项目。
        3.4变电压主接线方式设计方案
        针对二次电压异常情况分析后,出现故障很可能就是装置设计、使用原因造成的,同时没有建立完善的检修和维护机制。为了确保将二次电压切换刀闸的区别性降到最低,应该依靠变电站的主接线方式来选择刀闸的辅助点以及断路器。如果双母接线的二次电压是重动接点,则可以选用PT刀闸型;并列接点选母联间隔或者开关型。若电压并列的方式可以选择单母线分段。因此,主接线的设计是电压切换回路设计的重要因素,可保障二次电压正常切换运转。
        3.5排查各级主干厂站各级母线主接线方式
        母线CVT二次侧反充电,引起的线路保护异常,源自双母线倒母操作,引起与倒母前后的两条母线相连的所有送出线路间隔保护装置交流复合电压闭锁异常。由于双母线(及双母带分段)具有供电可靠性高,母线经济载流密度大的优点,其广泛应用于500kV变电站220kV侧,220kV变电站220kV及110kV侧主接线配置方案。同时,主接线形式采用双母配置的厂站基本上具有供电负荷重,电网重要度高的特点,多数被选入了自治区或地级市骨干电力网架的重要组成节点。因此,需要针对供电辖区内500kV变电站,220kV变电站,110kV变电站各级母线主接线形式进行排查,对于,采用双母线接线,双母单分段,双母双分段形式的厂站,需要重新修订《变电站运行检修手册》及《典型操作票》等技术手册相应章节。
结束语
        随着人们对生活质量要求的提高,企业和生活用电的需求量将会继续增大,为了促进国家经济和社会的发展,电力行业必须紧跟社会发展步伐,满足电力容量的同时,也要提高用电安全问题,科学管理继电保护装置,大力培养电力人才队伍,让企业和社会用得放心、省心,促进电力行业持续健康发展。
参考文献
[1]刘宇,李光茂,林艺,商国东.电容式电压互感器在线监测方法的研究[J].自动化与仪器仪表,2018(12):65-67+71.
[2]刘佳鑫,郎业兴,韦德福,马一菱,唐佳能.500kV电容式电压互感器过热异常断分析[J].电力电容器与无功补偿,2018,39(06):66-70+74.
[3]柳,刘骐,胡全义,鲁志伟.变电站二次电缆双端接地的安全性能分析[J].电瓷避雷器,2018(06):117-121.
[4]成华义,杨大中,刘剑清,章飞,莫琳斐.变电站电压互感器二次电压异常的分析[J].电机技术,2018(06):39-42.
[5]崔奇,钮继龙.27.5kV电压互感器二次电压监测切换装置研究[J].电气化铁道,2018,29(06):38-40.
        
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: