提高三圈變備自投裝置過負荷閉鎖動作可靠性

1、    提高三圈變備自投裝置過負荷閉鎖動作可靠性            作者：郭鵬宇 趙 彪時間：2007-11-25 12:03:00                     摘要：本文主要對現(xiàn)在使用的適用于110kV三圈變的備自投裝置的

2、過負荷閉鎖原理進行分析，找出存在的問題，并提出解決方案。 關鍵詞：備自投 過負荷 閉鎖 可靠性  0. 前言為提高供電可靠性、減少系統(tǒng)故障所造成對客戶的停電，在變電站母線的聯(lián)絡或分段開關上加裝備用電源自動投入（以下簡稱備自投）裝置是一個行之有效的重要手段。為了防止備自投動作后造成主變壓器過載，可以采取聯(lián)跳非重要負荷線路開關或過負荷閉鎖備自投的措施，我公司一般采取后者。而對于內(nèi)橋接線的三圈變，當兩臺主變負荷都大于50的額定負荷時，如何既要能確保盡可能多的重要負荷供電，又不致引起主變過載，就顯得尤為重要，目前國內(nèi)現(xiàn)有備自投裝置尚無實用的動作邏輯。本文探討了一種控制策略，并在實際裝置中運用

3、，取得了良好的運行效果。 1. 現(xiàn)有備自投裝置中過負荷閉鎖判據(jù)存在的問題1.1 備自投原理簡析圖一. 備自投原理圖以內(nèi)橋接線的兩臺三圈變?yōu)槔ㄒ妶D一），備自投動作基本原理為：如果1主變進線電源消失、差動或瓦斯保護動作，造成主變失電，這時110、310備自投跳開101、301開關，將110、310母聯(lián)合上，由2主變帶原來1主變負荷。在備自投保護原理中，以10kV母聯(lián)備自投為例，其閉鎖條件主要有四個：a、手跳101或102開關；b、110開關控制回路斷線，彈簧未儲能，101，102，110的TWJ異常等；c、有外部閉鎖信號，如主變后備保護動作閉鎖備自投；d、I101+I102之和電流過負荷閉鎖備自

4、投。1.2 備自投和電流閉鎖條件如圖二所示，以10kV側備自投為例，I101、I102為兩進線一相電流，用于判斷進線有無電流，防止PT斷線時310、110裝置誤起動，確認進線開關已跳開；同時，也是為了電流閉鎖之用。 圖二. 備自投和電流閉鎖備自投裝置內(nèi)的單片機在時刻計算I101+I102電流之和是否大于備自投的過負荷閉鎖定值，如果大于其閉鎖定值，則將備自投閉鎖掉。如果對于兩圈變，I101+I102即為兩臺主變總負荷電流，這樣就能有效防止備自投動作后，引起另一臺主變過負荷的情況發(fā)生。但是對于三圈變，I101+I102只是兩臺主變總負荷電流的一部分（I101+I102 +I301+I302為兩臺主

5、變總負荷電流）。分析如下： 以A站為例，1（2）主變?nèi)萘?1.5MVA，變一側Ie1165A；變二側Ie2520A；變?nèi)齻菼e31732A；有關保護定值如下： 10kV備自投過負荷閉鎖定值2080A； 35kV備自投過負荷閉鎖定值為566A；主變過負荷定值為204A（變一側）；假設：1#主變 I301=200A，I101=800A2主變I302=200A，I102=800A此時1#主變進線電源消失，則和電流閉鎖與備自投動作情況如下：I301+302=400A<566A 310備自投動作，合上母聯(lián)310I101+102=1600A<2080A 110備自投動作，合上母聯(lián)1101主變負

6、荷切到2主變上后，2主變的負荷達到：I702=280A > 204A 2主變過負荷。因此，對于三圈變，各側備自投裝置內(nèi)的采樣電流只有本側電流，不能檢測另側負荷情況，也不能檢測主變?nèi)控摵汕闆r，所以不能有效預測主變過負荷的情況而使得備自投裝置誤動作。 <!endif> 2. 原因分析為了提高備自投裝置動作的可靠性，保證在主變負荷率大于50情況下既要使備自投裝置能動作、又要有效限制主變過負荷情況的發(fā)生。我們對現(xiàn)有備自投裝置和電流過負荷閉鎖存在缺陷進行了分析。在原備自投裝置中，只采樣3個電流，（以10kV備自投為例）即：I101、I102、I110，如果再有I701、I702電流，

7、我們就可以計算出I301、I302電流，即根據(jù)變壓器兩側的電流計算出另側電流。這樣，就可以對備自投過負荷的情況進行分析。下面我們對三圈變和電流過負荷判據(jù)進行分析：設定在10kV備自投優(yōu)先情況下，假設1主變失電， （If為110備自投過負荷定值）。1、I701+ I702<If不閉鎖備自投,35kV、10kV備自投皆動作。2、I701+ I702>=If 下一步判斷：若I702+ I101<If 且I702+I301<If，由于10kV備自投優(yōu)先，則不閉鎖10kV備自投，35kV備自投則閉鎖掉 。若I702+ I101>If 且I702+I301<If，則閉鎖

8、10kV備自投，不閉鎖35kV備自投。若I702+ I101>If 且I702+I301>If，則閉鎖10kV備自投，也閉鎖35kV備自投?？梢?，這兩套分散的裝置，所判斷出來的是否閉鎖本側備自投的結果應當一致。這樣不但避免了備自投誤閉鎖、或誤投的情況，而且還對讓10kV的備自投動作還是讓35kV的備自投動作進行了選擇（如果設定優(yōu)先級，甚至可以對10kVI、II段母線、35kVI、II段母線的失電自投進行優(yōu)先級選擇）。這樣，不但滿足了裝置可靠性要求，而且也滿足動作選擇性的技術要求。如果根據(jù)如此的邏輯進行編程，從裝置軟件上進行改進，則過負荷閉鎖不會再存在漏洞，足以保證備自投裝置動作的可

9、靠性。 3. 備自投過負荷閉鎖判據(jù)改進方案 3.1 改進方案根據(jù)以上分析，在市公司生產(chǎn)運營部的支持下，我們與設備制造廠家聯(lián)系，對備自投裝置從硬件與軟件上進行了修正,使之能夠適應三線圈變的特殊需要。實施一：硬件方面，增加2個變送器，對主變變一側電流進行采樣。實施二：在軟件方面，我們對四個方面進行了修正：1、另側電流的計算：高壓側電流-本側電流2、過負荷閉鎖的判據(jù)修正3、主變各側不同CT變比的修正4、主變?nèi)萘坎煌男拚龑嵤┤涸诙谓泳€方面，增加了701、702電流接線。3.2 改進后裝置的測試根據(jù)以上方案，在備自投改進完成后，我們對主變負荷大于0.5倍負荷率情況下所做的模擬試驗見表一。試驗時假設

10、1主變失電（為了直觀，以下數(shù)據(jù)皆歸算到1變變一側的一次值，備自投過負荷定值為200A，10kV備自投優(yōu)先。） 表一. 主變負荷大于0.5倍負荷率情況下所做的模擬試驗序號I101I301I102I30210kV備自投35kV備自投評價150606070動作閉鎖正確220806070動作閉鎖正確380506070閉鎖動作正確480806070閉鎖閉鎖正確5100506070閉鎖動作正確630503040動作動作正確從以上試驗結果來看，改進后的備自投裝置不但保證了主變負荷<0.5倍負荷率情況下的全部動作，而且還保證在>0.5倍負荷率情況下對35kV、10kV備自投動作的選擇。盡量縮小停電范圍，最大限度保證了用戶連續(xù)供電。4改造前后效益對比根據(jù)以上分析，在三圈變備自投改造前，可能發(fā)生因310、110備自投都動作而使得負荷轉移到一臺變壓器上致使變壓器過負荷的情況。過負荷可能對變壓器的可靠運行帶來危害，會增大主變發(fā)熱，減少變壓器的使用壽命。另外，若利用改變110、310備自投過負荷整定值的方法人為地分配10kV側、35kV側負荷以避免主變過負荷情況的發(fā)生，則可能出現(xiàn)主變未過負荷而兩側都閉鎖的情況，認為地擴大了停電范圍。改造后，不但能夠避免過負荷對變壓器的影響，而且還對讓裝置讓10kV的備自投動作還是讓35kV的備自投動