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摘 要:随着我国人民生产生活现代化程度的日益提高,对电力的需求和依赖程度也在增加,对电能质量的要求更加严格,供配电在各个领域也向自动化、无人值守、远程控制、不间断供电的目标发展。部分电力用户尤其对不间断供电的要求更为突出。通过WBT-31A/03微机备自投装置在某变电站工程中的应用,讨论了其在设计、安装使用过程中遇到的问题及解决方式。
关键词:备自投装置;分段保护;合闸延时
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)09-0320-02
1 概述
我国的电力供应主要依靠国家电网供电,随着现代经济的发展电量的缺口不断增加,尤其在高峰期缺电现象更加严重,因此保证电源的不间断和供电的高可靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。采用各种备用电源的相互切换,备用电源自动投入的装置来提高供电的可靠性和连续性,备自投装置就是为提高供电可靠性所设的重要的自动装置,特别对供电网架结构较为薄弱的地区,是减少变配电事故的影响范围,并尽可能少停电的一项重要措施,因而对其装置的可靠性、适用性也提出了较高的要求。
2 微机备自投装置简介
微机备自投保护装置核心部分采用高性能单片机,包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成,有抗干扰性强、稳定可靠、使用方便等优点。其液晶数显屏和备自投面板上所带的按键使得操作更加简单方便,也可以通过RS485通讯接口实现远程控制。备自投具有在线运行状态监视功能,可观察各输入电气量、开关量、定值等信息,有可靠的软硬件监测和事件记录功能。WBT-31A/03微机备自投装置是具有分段保护及备自投功能的综合自动化装置,适用于110 kV以下各种电压等级。该装置主要功能简单介绍如下:(1)分段保护功能:主要具有过流保护、母线充电保护、过负荷、PT断线告警、手合闸及合闸后加速功能,具有可独立整定的8套定值。
(2)备自投功能:丰富的输入、输出资源,可组态八种方式的备自投功能,以满足不同备自投要求。防止备自投动作后,备用电源过负荷而设置了八轮过负荷联切功能,来保证重要负荷的供电质量。
3 备自投装置在设计、应用中的相关问题
因该地区用电负荷较多,为了提高供电利用率,在供电方式的设计上,采用了2回110 kV进线,3台变压器,且互为备用,110kV采用扩大内桥接线;110kV侧采用单母线4分段接线。该装置在110kV分段备自投中的应用。按照主接线,该站在正常运行时,变压器1B、2B、3B同时运行,分段DL3、DL4断开。当某一台变压器故障或者相应的母线失压时,该变压器将切除,然后自动投入相应分段,保证低压侧两段母线继续运行。主接线见图1。
图1 主接线示意图
3.1 装置的选型
在备自投装置设计选型时,首先要考虑该变电站的电网结构、运行方式及用电负荷的特点。这里我们选用了功能完备的WBT-31A/03装置,因该装置具有丰富的输入、输出资源(14路模拟量输入、12路开关量输入、12个控制出口),通过软件整定,不仅满足了该站特殊备自投要求,而且出口满足过负荷联切及解列小电源功能。在该站二期工程中也得到了很好的应用。特别是成熟定型装置的应用,不但节省了技改的时间,而且保证了运行的高可靠性。
3.2 控制回路的设计
3.2.1 主变低压侧控制回路的设计
备自投跳闸一般通过接人手跳回路以解决闭锁重合闸的问题,而主变保护动作后不进行重合,因此WBT-31A/03装置的控制回路采用取消手跳线圈,而将所有的保护跳闸、手动跳闸、备自投跳闸起动同一个跳闸线圈的方式。但这种设计方式在人为手跳及保护跳闸时,备自投不应合备用电源,实现这种功能是靠手跳闭锁备自投及保护闭锁备自投实现的,而保护闭锁备自投通过主变低后备保护出口闭锁备自投,因此,在控制回路设计中,需要加入手跳闭锁备自投回路。我们在屏后装设了一块YSMR07-2P220D型中间继电器,由手跳、遥控跳起动,取扩展后的一幅常开辅助接点起动跳闸回路,用另一副接点去闭锁备自投回路。
3.2.2 110kV分段控制回路的设计
WBT-31A/03装置为满足手合闸及合闸后的加速功能,采用了单独手动及保护分合闸线圈。在该控制回路的设计中,因分段动作后也不进行重合,而且备自投也可作为一种保护,可将备自投出口接入保护分合闸线圈。
3.3 备自投动作合闸延时的整定
在现场调试过程中,我们发现分段备自投整定为正常运行方式时,若II母失压,手跳闸、保护跳闸、非PT断线,I母有压,则动作跳DL2,经t1=0.5s延时(考虑到备自投起动出口跳开DL2后,110kV母线电压的衰减及与相邻保护配合等影响),确认DL2跳开后,合DL3,经t2 =0s延时,检测到DL3已合上,备自投动作成功。
从动作整定上,用户将分段合闸保持时间整定为0s。考虑到分段断路器动作时间,及提高备自投的动作可靠性和成功率,我们建议用户将此延时整定为1s。
3.4 备自投装置运行中应注意的问题
备自投装置已广泛应用于110 kV变电站,其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行,否则就会导致全站停电或者大面积停电。因此,在正常运行维护过程中,应注意以下几点:
(1)在变电站投运时,必须做备自投装置的实际带开关跳、合试验,而不能只做简单的模拟试验,模拟试验也只能来检测备自投装置的一般逻辑功能。
(2)备自投装置要完全独立于保护装置,不能影响保护的正确动作,其回路必须避免与保护回路混杂。在备自投装置的逻辑试验时,要先做安全措施,把备自投装置完全独立出来,以免试验时误动或者拒动。
(3)在做备自投逻辑试验时,必须严格按照备自投逻辑进行,尤其是对备自投闭锁逻辑的试验。
(4)在投备自投装置时,要注意装置的充电标志,如现场有异常情况而不能解决的,要及时反映,以便迅速解决。
(5)备自投装置检无流定值要根据变电站实际负荷情况整定,既不能过大,也不能过小,因定值过大在PT断线时会造成误动,定值过小则由于微机型备自投装置的零漂的存在造成拒动。
(6)在需要停用备自投装置时,要先退除装置出口压板,再退装置直流电源,最后退出装置交流电源;装置投运时,操作顺序相反。在此过程中,遇有装置异常应慎重对待妥善处理。
电网规模的不断扩大,结构的日益复杂,电力电网技术的日新月异,使备自投装置尤其是微机型备自投装置在110 kV变电站中广泛被采用,进一步保证系统的安全、稳定运行及提高系统供电可靠性。改进后的微机备自投装置,减少了人为因素引起误操作的可能性,大大提高了动作成功率及供电的可靠性,经过现场的调试投运运行稳定。运行实践证明,这是一种很有效的方式。对备自投的分析研究,对于系统安全、稳定、可靠、经济的运行具有重要的现实意义,值得在设计中特别是在变电所的无人化的改造中推广。
参考文献
[1]郁景礼,周有庆.微机备用电源自动投入装置的研究与设计[J].电气应用,2007,(3).
[2]席珍,刘曙光.数字备用电源自动投切装置设计与实现[J].电力自动化设备,2006,(4).
[3]邊丽江.数字式自适应型备用电源自动投入装置的研究[D].太原理工大学,2002.
关键词:备自投装置;分段保护;合闸延时
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)09-0320-02
1 概述
我国的电力供应主要依靠国家电网供电,随着现代经济的发展电量的缺口不断增加,尤其在高峰期缺电现象更加严重,因此保证电源的不间断和供电的高可靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。采用各种备用电源的相互切换,备用电源自动投入的装置来提高供电的可靠性和连续性,备自投装置就是为提高供电可靠性所设的重要的自动装置,特别对供电网架结构较为薄弱的地区,是减少变配电事故的影响范围,并尽可能少停电的一项重要措施,因而对其装置的可靠性、适用性也提出了较高的要求。
2 微机备自投装置简介
微机备自投保护装置核心部分采用高性能单片机,包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成,有抗干扰性强、稳定可靠、使用方便等优点。其液晶数显屏和备自投面板上所带的按键使得操作更加简单方便,也可以通过RS485通讯接口实现远程控制。备自投具有在线运行状态监视功能,可观察各输入电气量、开关量、定值等信息,有可靠的软硬件监测和事件记录功能。WBT-31A/03微机备自投装置是具有分段保护及备自投功能的综合自动化装置,适用于110 kV以下各种电压等级。该装置主要功能简单介绍如下:(1)分段保护功能:主要具有过流保护、母线充电保护、过负荷、PT断线告警、手合闸及合闸后加速功能,具有可独立整定的8套定值。
(2)备自投功能:丰富的输入、输出资源,可组态八种方式的备自投功能,以满足不同备自投要求。防止备自投动作后,备用电源过负荷而设置了八轮过负荷联切功能,来保证重要负荷的供电质量。
3 备自投装置在设计、应用中的相关问题
因该地区用电负荷较多,为了提高供电利用率,在供电方式的设计上,采用了2回110 kV进线,3台变压器,且互为备用,110kV采用扩大内桥接线;110kV侧采用单母线4分段接线。该装置在110kV分段备自投中的应用。按照主接线,该站在正常运行时,变压器1B、2B、3B同时运行,分段DL3、DL4断开。当某一台变压器故障或者相应的母线失压时,该变压器将切除,然后自动投入相应分段,保证低压侧两段母线继续运行。主接线见图1。
图1 主接线示意图
3.1 装置的选型
在备自投装置设计选型时,首先要考虑该变电站的电网结构、运行方式及用电负荷的特点。这里我们选用了功能完备的WBT-31A/03装置,因该装置具有丰富的输入、输出资源(14路模拟量输入、12路开关量输入、12个控制出口),通过软件整定,不仅满足了该站特殊备自投要求,而且出口满足过负荷联切及解列小电源功能。在该站二期工程中也得到了很好的应用。特别是成熟定型装置的应用,不但节省了技改的时间,而且保证了运行的高可靠性。
3.2 控制回路的设计
3.2.1 主变低压侧控制回路的设计
备自投跳闸一般通过接人手跳回路以解决闭锁重合闸的问题,而主变保护动作后不进行重合,因此WBT-31A/03装置的控制回路采用取消手跳线圈,而将所有的保护跳闸、手动跳闸、备自投跳闸起动同一个跳闸线圈的方式。但这种设计方式在人为手跳及保护跳闸时,备自投不应合备用电源,实现这种功能是靠手跳闭锁备自投及保护闭锁备自投实现的,而保护闭锁备自投通过主变低后备保护出口闭锁备自投,因此,在控制回路设计中,需要加入手跳闭锁备自投回路。我们在屏后装设了一块YSMR07-2P220D型中间继电器,由手跳、遥控跳起动,取扩展后的一幅常开辅助接点起动跳闸回路,用另一副接点去闭锁备自投回路。
3.2.2 110kV分段控制回路的设计
WBT-31A/03装置为满足手合闸及合闸后的加速功能,采用了单独手动及保护分合闸线圈。在该控制回路的设计中,因分段动作后也不进行重合,而且备自投也可作为一种保护,可将备自投出口接入保护分合闸线圈。
3.3 备自投动作合闸延时的整定
在现场调试过程中,我们发现分段备自投整定为正常运行方式时,若II母失压,手跳闸、保护跳闸、非PT断线,I母有压,则动作跳DL2,经t1=0.5s延时(考虑到备自投起动出口跳开DL2后,110kV母线电压的衰减及与相邻保护配合等影响),确认DL2跳开后,合DL3,经t2 =0s延时,检测到DL3已合上,备自投动作成功。
从动作整定上,用户将分段合闸保持时间整定为0s。考虑到分段断路器动作时间,及提高备自投的动作可靠性和成功率,我们建议用户将此延时整定为1s。
3.4 备自投装置运行中应注意的问题
备自投装置已广泛应用于110 kV变电站,其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行,否则就会导致全站停电或者大面积停电。因此,在正常运行维护过程中,应注意以下几点:
(1)在变电站投运时,必须做备自投装置的实际带开关跳、合试验,而不能只做简单的模拟试验,模拟试验也只能来检测备自投装置的一般逻辑功能。
(2)备自投装置要完全独立于保护装置,不能影响保护的正确动作,其回路必须避免与保护回路混杂。在备自投装置的逻辑试验时,要先做安全措施,把备自投装置完全独立出来,以免试验时误动或者拒动。
(3)在做备自投逻辑试验时,必须严格按照备自投逻辑进行,尤其是对备自投闭锁逻辑的试验。
(4)在投备自投装置时,要注意装置的充电标志,如现场有异常情况而不能解决的,要及时反映,以便迅速解决。
(5)备自投装置检无流定值要根据变电站实际负荷情况整定,既不能过大,也不能过小,因定值过大在PT断线时会造成误动,定值过小则由于微机型备自投装置的零漂的存在造成拒动。
(6)在需要停用备自投装置时,要先退除装置出口压板,再退装置直流电源,最后退出装置交流电源;装置投运时,操作顺序相反。在此过程中,遇有装置异常应慎重对待妥善处理。
电网规模的不断扩大,结构的日益复杂,电力电网技术的日新月异,使备自投装置尤其是微机型备自投装置在110 kV变电站中广泛被采用,进一步保证系统的安全、稳定运行及提高系统供电可靠性。改进后的微机备自投装置,减少了人为因素引起误操作的可能性,大大提高了动作成功率及供电的可靠性,经过现场的调试投运运行稳定。运行实践证明,这是一种很有效的方式。对备自投的分析研究,对于系统安全、稳定、可靠、经济的运行具有重要的现实意义,值得在设计中特别是在变电所的无人化的改造中推广。
参考文献
[1]郁景礼,周有庆.微机备用电源自动投入装置的研究与设计[J].电气应用,2007,(3).
[2]席珍,刘曙光.数字备用电源自动投切装置设计与实现[J].电力自动化设备,2006,(4).
[3]邊丽江.数字式自适应型备用电源自动投入装置的研究[D].太原理工大学,2002.