新設(shè)備接入系統(tǒng)啟動危險點分析及處理

新設(shè)備接入系統(tǒng)啟動危險點分析及處理

隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益發(fā)展，供電系統(tǒng)每年都有大規(guī)模的能源系統(tǒng)項目、改造和擴建。在新設(shè)備接入系統(tǒng)的啟動過程中,由于新設(shè)備的不確定性,隨時存在故障風險。為確保已運行的電網(wǎng)設(shè)備穩(wěn)定、安全運行和新設(shè)備的安全,必須分析啟動過程中的各類危險點,制定處理對策,為啟動過程中新設(shè)備和電網(wǎng)的安全提供保障。1被充電側(cè)線路保護方案對于線路線型更換、線路塔基更換或遷移等工作,線路兩側(cè)站端二次設(shè)備無工作,保護回路未改動,那么在啟動方案中,充電側(cè)通常采取正常運行方式,不倒空母線而直接對線路充電,而被充電側(cè)通?？粘鲆欢文妇€供線路核相使用,電壓互感器(voltagetransformer,VT)核相如圖1所示。在進行VT核相時,A變電站作為電源端對線路L充電,充電到B變電站的母線W1,B變電站的母聯(lián)斷路器QF2012斷開,利用電壓互感器VT1和VT2的不同源核相,以確認線路相序是否正確。由于被充電端為空母線,無任何負荷,為純粹的弱饋端,如果線路L沒有配置電流差動保護,當線路L對空母線W1充電時,若線路發(fā)生短路故障,由于弱饋端保護不啟動或啟動后保護無法判出方向,導(dǎo)致線路縱聯(lián)保護無法動作,要靠后備保護來切除故障,導(dǎo)致故障切除時間較長,對系統(tǒng)穩(wěn)定造成影響,同時也增加了其它線路、元件越級跳閘的風險,擴大事故范圍。針對上述問題,對于沒有配置電流差動保護的線路,在啟動過程中可以采取以下對策:方案1,縮短充電側(cè)線路保護距離Ⅱ段時間為0.2s;方案2,投入被充電側(cè)線路保護的弱饋功能;方案3,啟動前將充電側(cè)倒空一段母線,投入母聯(lián)過流保護?？紤]到部分供電局允許變電站運行人員通過切換定值區(qū)的方式修改臨時定值,并且線路保護備用定值區(qū)常備有將相間及接地保護距離Ⅱ段時間定值改為0.2s的臨時定值(其他定值項與正式定值單一致),方案1在啟動過程中操作便捷、效率高,方案3需倒閘操作,增加了運行風險和工作量。綜合考慮,方案1思路清晰,執(zhí)行方便,為優(yōu)選方案。2u2009改性線路差動保護故障對于220kV單母接線方式的變電站,如某線路間隔有更換斷路器或電流互感器(currenttransformer,CT)的工作,由于無法空出一段母線供啟動使用,通常以對側(cè)線路為電源端,對新設(shè)備進行充電,如圖2所示。啟動過程中,盡管待啟動設(shè)備未接入運行母線,但此時若斷路器或CT發(fā)生故障(如圖2所示),如果不采取措施,A變電站待充電設(shè)備CT將有故障電流流過,導(dǎo)致A變電站母線差動保護(大差)出現(xiàn)差流,若A、B兩變電站電氣聯(lián)系較緊密,故障時,A變電站母線電壓跌落,致使復(fù)壓閉鎖條件滿足,從而A變電站母線差動保護動作(個別型號母線差動保護在有大差差流、無小差差流的情況下會經(jīng)固有延時后出口元件跳閘),切除220kV母線所有運行設(shè)備,造成變電站全站失壓。同樣,在500kV斷路器啟動中,也會出現(xiàn)類似的情況,由于500kV母線保護沒有電壓閉鎖把關(guān),誤動的風險更大。如圖3所示,利用站外電源對斷路器QF5011(合位)及CT充電,W1母線隔離開關(guān)斷開,在充電過程中,當F點發(fā)生故障時,QF5011及CT感受到故障電流,雖然QF5011及CT與W1母線無電氣聯(lián)系,但該故障電流仍計入W1母線差動保護中,從而導(dǎo)致母線差動保護誤動作,切除W1母線所有斷路器。針對上述問題,需以對側(cè)線路作為電源端進行充電時,在啟動過程中可以采取以下對策:方案1,啟動前,待啟動設(shè)備的CT不接入母線差動保護,在充電結(jié)束合環(huán)前退出母線差動保護,然后CT恢復(fù)接入母線差動保護;方案2,啟動前,退出該站母線差動保護,并且修改對側(cè)線路保護距離Ⅱ段時間為0.2s,在帶負荷測試完畢后再投入母線差動保護。對比兩個方案,方案1僅需在充電前將待啟動設(shè)備接入母線差動保護的CT二次繞組短接,充電后,母線差動保護帶負荷測試前恢復(fù)接入母線差動保護即可,操作方便,風險小;方案2退母線差動保護前,需要將所有出線對側(cè)線路相間及接地保護距離Ⅱ段時間改為0.2s,由于變電站出線較多,且對側(cè)線路分別屬于不同供電局,修改定值時需多方面配合,影響工作效率。綜合考慮,方案1為優(yōu)選方案。322變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)合環(huán)帶負荷測試對于雙母接線方式的220kV變電站,220kV主變壓器高壓側(cè)CT更換后,啟動時通常是空出一段母線,投母聯(lián)充電和過流保護。考慮到躲勵磁涌流,充電和過流保護的電流定值按主變壓器額定電流的2.5或3倍整定,時間按0.2s整定,分合母聯(lián)(或變壓器高壓側(cè))斷路器對變壓器高壓側(cè)CT充電3次后,退相關(guān)母線差動保護、主變壓器差動保護和變壓器中壓側(cè)、低壓側(cè)斷路器進行帶負荷測試。在啟動方案中經(jīng)常出現(xiàn)變壓器高壓側(cè)CT二次回路在啟動前不接入220kV母線差動保護的情況,這種做法可以使母線差動保護瞬時切除故障點,但是啟動時已空出母線,投入母聯(lián)充電和過流保護,完全可以將故障設(shè)備與系統(tǒng)隔離開,且不影響系統(tǒng)穩(wěn)定。另外,由于空充主變壓器會產(chǎn)生勵磁涌流,若CT二次回路不接入母線差動保護,母線差動保護必然出口跳空母線;若CT二次回路接入母線差動保護,僅在CT極性接反時,母線差動保護才會出口跳空母線?？紤]到CT極性接反的概率為50%,故在充主變壓器前應(yīng)將CT二次回路接入母線差動保護。如圖4所示,在變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)合環(huán)帶負荷測試的過程中,F1或F2點發(fā)生故障,母聯(lián)過流(或充電)保護切開母聯(lián)斷路器,將故障點與220kV系統(tǒng)隔離,若中壓側(cè)未采取臨時措施,則只能由中壓側(cè)后備保護經(jīng)固有延時切除故障,如變壓器中壓側(cè)有其他電源,將持續(xù)向故障點提供故障電流,該故障電流可能對一次設(shè)備造成損壞,且對110kV系統(tǒng)穩(wěn)定造成影響。針對該問題,在啟動過程中可以采取以下對策:退出中壓側(cè)復(fù)壓過流保護方向,將中壓側(cè)復(fù)壓過流跳三側(cè)開關(guān)時間改為0.2s,以隔離F1或F2點故障。4母聯(lián)濾波器閉合故障診斷點多和母聯(lián)保護小差差流tf、fps在母聯(lián)CT設(shè)備的啟動中,通?？粘鲆欢文妇€供啟動使用,具體選擇哪段母線供啟動使用應(yīng)考慮到母聯(lián)CT的安裝位置,通常母聯(lián)CT安裝在靠近W1側(cè)。對于雙母接線方式的母線差動保護,母聯(lián)CT電流不計入大差差流。母線并列運行時,母聯(lián)CT電流計入小差差流;母線分列運行時(即母聯(lián)斷路器斷開),母聯(lián)CT電流不計入小差差流,母線差動保護僅通過母聯(lián)斷路器位置接點的分合狀態(tài)識別母線運行方式,與母聯(lián)隔離開關(guān)的分合狀態(tài)無關(guān),即母聯(lián)斷路器閉合則判為母線并列運行,反之,則判為分列運行。當母聯(lián)斷路器閉合,而母聯(lián)隔離開關(guān)打開時,母聯(lián)CT電流仍然計入母線差動保護小差差流。如圖5所示,母聯(lián)CT安裝位置靠近W1母線,啟動時空W1母線,以線路L對側(cè)線路為電源端充母聯(lián)CT,由于充電過程中母聯(lián)斷路器QF2012始終在分閘位置,故此時F1或F2點發(fā)生故障時,雖然母聯(lián)CT可以感受到故障電流,但該電流不計入小差差流中,故不影響運行母線W2,由線路L對側(cè)線路后備保護(相間及接地保護距離Ⅱ段時間0.2s)切除故障。如圖6所示,母聯(lián)CT安裝位置靠近W2母線,啟動時空W1母線,線路L充電至空母線W1,再合母聯(lián)斷路器充母聯(lián)。F1或F2點發(fā)生故障時,由于母聯(lián)斷路器在合閘位置,故該電流計入小差差流中,使母線差動保護出現(xiàn)差流,存在誤跳運行母線W2的風險。針對上述問題,啟動前優(yōu)先選擇靠近母聯(lián)CT的那段母線供啟動試驗,如現(xiàn)場條件不允許(如吊裝絕緣距離不夠等),只能空另外一條母線時,為防止母線差動保護跳運行母線,導(dǎo)致全站失壓,通常采