提高三圈變備自投裝置過負(fù)荷閉鎖動作可靠性

1、    提高三圈變備自投裝置過負(fù)荷閉鎖動作可靠性            作者：郭鵬宇 趙 彪時(shí)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(fù)荷閉鎖原理進(jìn)行分析，找出存在的問題，并提出解決方案。 關(guān)鍵詞：備自投 過負(fù)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(luò)或分段開關(guān)上加裝備用電源自動投入（以下簡稱備自投）裝置是一個(gè)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(fù)荷線路開關(guān)或過負(fù)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(dāng)兩臺主變負(fù)荷都大于50的額定負(fù)荷時(shí)，如何既要能確保盡可能多的重要負(fù)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(shí)用的動作邏輯。本文探討了一種控制策略，并在實(shí)際裝置中運(yùn)用

3、，取得了良好的運(yùn)行效果。 1. 現(xiàn)有備自投裝置中過負(fù)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(jìn)線電源消失、差動或瓦斯保護(hù)動作，造成主變失電，這時(shí)110、310備自投跳開101、301開關(guān)，將110、310母聯(lián)合上，由2主變帶原來1主變負(fù)荷。在備自投保護(hù)原理中，以10kV母聯(lián)備自投為例，其閉鎖條件主要有四個(gè)：a、手跳101或102開關(guān)；b、110開關(guān)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(hù)動作閉鎖備自投；d、I101+I102之和電流過負(fù)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(cè)備自投為例，I101、I102為兩進(jìn)線一相電流，用于判斷進(jìn)線有無電流，防止PT斷線時(shí)310、110裝置誤起動，確認(rèn)進(jìn)線開關(guān)已跳開；同時(shí)，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(jī)在時(shí)刻計(jì)算I101+I102電流之和是否大于備自投的過負(fù)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(fù)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(fù)荷的情況發(fā)生。但是對于三圈變，I101+I102只是兩臺主變總負(fù)荷電流的一部分（I101+I102 +I301+I302為兩臺主

5、變總負(fù)荷電流）。分析如下： 以A站為例，1（2）主變?nèi)萘?1.5MVA，變一側(cè)Ie1165A；變二側(cè)Ie2520A；變?nèi)齻?cè)Ie31732A；有關(guān)保護(hù)定值如下： 10kV備自投過負(fù)荷閉鎖定值2080A； 35kV備自投過負(fù)荷閉鎖定值為566A；主變過負(fù)荷定值為204A（變一側(cè)）；假設(shè)：1#主變 I301=200A，I101=800A2主變I302=200A，I102=800A此時(shí)1#主變進(jìn)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(fù)

6、荷切到2主變上后，2主變的負(fù)荷達(dá)到：I702=280A > 204A 2主變過負(fù)荷。因此，對于三圈變，各側(cè)備自投裝置內(nèi)的采樣電流只有本側(cè)電流，不能檢測另側(cè)負(fù)荷情況，也不能檢測主變?nèi)控?fù)荷情況，所以不能有效預(yù)測主變過負(fù)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(fù)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(fù)荷情況的發(fā)生。我們對現(xiàn)有備自投裝置和電流過負(fù)荷閉鎖存在缺陷進(jìn)行了分析。在原備自投裝置中，只采樣3個(gè)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(jì)算出I301、I302電流，即根據(jù)變壓器兩側(cè)的電流計(jì)算出另側(cè)電流。這樣，就可以對備自投過負(fù)荷的情況進(jìn)行分析。下面我們對三圈變和電流過負(fù)荷判據(jù)進(jìn)行分析：設(shè)定在10kV備自投優(yōu)先情況下，假設(shè)1主變失電， （If為110備自投過負(fù)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(cè)備自投的結(jié)果應(yīng)當(dāng)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(jìn)行了選擇（如果設(shè)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(jìn)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(shù)要求。如果根據(jù)如此的邏輯進(jìn)行編程，從裝置軟件上進(jìn)行改進(jìn)，則過負(fù)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(fù)荷閉鎖判據(jù)改進(jìn)方案 3.1 改進(jìn)方案根據(jù)以上分析，在市公司生產(chǎn)運(yùn)營部的支持下，我們與設(shè)備制造廠家聯(lián)系，對備自投裝置從硬件與軟件上進(jìn)行了修正,使之能夠適應(yīng)三線圈變的特殊需要。實(shí)施一：硬件方面，增加2個(gè)變送器，對主變變一側(cè)電流進(jìn)行采樣。實(shí)施二：在軟件方面，我們對四個(gè)方面進(jìn)行了修正：1、另側(cè)電流的計(jì)算：高壓側(cè)電流-本側(cè)電流2、過負(fù)荷閉鎖的判據(jù)修正3、主變各側(cè)不同CT變比的修正4、主變?nèi)萘坎煌男拚龑?shí)施三：在二次接線方面，增加了701、702電流接線。3.2 改進(jìn)后裝置的測試根據(jù)以上方案，在備自投改進(jìn)完成后，我們對主變負(fù)荷大于0.5倍負(fù)荷率情況下所做的模擬試驗(yàn)見表一。試驗(yàn)時(shí)假設(shè)

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(cè)的一次值，備自投過負(fù)荷定值為200A，10kV備自投優(yōu)先。） 表一. 主變負(fù)荷大于0.5倍負(fù)荷率情況下所做的模擬試驗(yàn)序號I101I301I102I30210kV備自投35kV備自投評價(jià)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(yàn)結(jié)果來看，改進(jìn)后的備自投裝置不但保證了主變負(fù)荷<0.5倍負(fù)荷率情況下的全部動作，而且還保證在>0.5倍負(fù)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(fù)荷轉(zhuǎn)移到一臺變壓器上致使變壓器過負(fù)荷的情況。過負(fù)荷可能對變壓器的可靠運(yùn)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(fù)荷整定值的方法人為地分配10kV側(cè)、35kV側(cè)負(fù)荷以避免主變過負(fù)荷情況的發(fā)生，則可能出現(xiàn)主變未過負(fù)荷而兩側(cè)都閉鎖的情況，認(rèn)為地?cái)U(kuò)大了停電范圍。改造后，不但能夠避免過負(fù)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