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1合解環過程中存在的問題
電網在合解環過程中存在以下3個突出問題:(1)長時間電磁環網影響電網安全穩定運行。(2)由于運行方式改變造成繼電保護失配,設備故障時使事故范圍擴大。(3)操作時間長,影響事故處理能力和應急處置水平。目前合解環過程需要通過電網調度和現場值班人員接發令操作,造成電磁環網運行時間較長。例如圖1中102開關處合環后,若電源A線發生永久性故障,對側保護跳開105開關,但故障并沒有被隔離,因橋接線典型設計不配置保護,101,102,103開關無法跳開,故將越級跳電源B線的出線104開關,最終會導致變電站全站失電,擴大了事故范圍。
2解決上述問題的方法
探討思路之一是橋開關增設過流保護。線路合環后,當線路故障時,跳開對側開關和橋開關(或橋開關過流保護選跳線路開關),對故障進行隔離;當線路超穩定限額時,跳開橋開關(或橋開關過流保護選跳線路開關),完成解環。不足之處是需要增加投資、新增設備,每套過流保護的投資需5~8萬。同時也無法解決長時間電磁環網問題,成效并不顯著。另一種思路是合環后自動解環,一旦102開關處合環后經短暫延時即自動跳開101開關或103橋開關,快速完成解環,從而解決越級跳問題,同時也縮短電磁環網持續時間。采用文獻[4]介紹的合環解列保護是一種選擇,但每套需投資6~9萬。備自投裝置技術成熟,有備用的軟/硬件,通過功能拓展,可在人工合環后實現自動解環,以解決合解環問題。改造時只需在備自投的軟件上更新程序代碼、在硬件上新增功能壓板,投資少,性價比高。
3備自投工作原理
若電源A線故障,對側保護跳開105開關,故障被105開關和102開關隔離。若為瞬時性故障,則105開關重合成功即可恢復正常運行;若為永久性故障,105開關重合后加速跳開。備自投在躲過重合閘時間后啟動,并檢測電源A線受電側母線失壓、備用線路有壓、101開關無電流3個判據同時成立,即可動作于補跳101開關,合上102開關,實現備用電源(電源B線)的自動投入,恢復對受電側變電站的供電,提高了供電可靠性。合解環操作與備自投的相同之處是:都僅涉及101,102,103這3個開關的操作以及開關位置、電壓、電流量等。而不同之處是:合解環操作“先合后拉”,備自投“先拉后合”。兩者僅在軟件動作邏輯上有細微差別,硬件方面則完全一致,可見利用備自投拓展合解環功能是完全可行的。
4方案可行性分析
4.1技術層面
目前主流的備自投裝置普遍采用微機實現。通過采樣,可得到線路電壓和電流、母線電壓和電流、開關位置等輸入量;通過編程與定值整定,可設置相應期望的動作邏輯,完成預定功能。多年運行經驗表明,備自投性能穩定、誤動率低,軟/硬件備用充裕。拓展備自投功能以實現上文所述的合解環操作,對于備自投廠家來說,硬件系統基本無需改動,軟件系統也只需通過編程來實現以下邏輯功能:在操作人員合上102開關后,檢測101,102,103開關均在合位,各開關動作前后電流發生變化(驗證合環成功,潮流確已轉移),經過短暫延時以后,自動跳開101開關或103開關完成解環(電網調度根據運行方式預置解環點為101開關或103開關)。
4.2管理層面
近年來,用戶對連續供電的要求越來越高。為保證持續可靠供電,電網調度需要通過合解環操作來轉移負荷。合解環雖存在諸多問題,但很少出現因合解環操作而引發的電網安全事故,因此合解環問題受到的重視程度稍嫌不足。隨著電網的發展,電網結構越來越復雜,智能化水平越來越高,合解環問題將日益突出且無可避免。從管理角度考慮,不論是為建設堅強、智能電網的發展目標,還是為貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全方針,或是為踐行風險管控前移的管理理念,都應積極應對。
5設計方案
利用備自投合解環操作的方案設計如下:(1)由調度指令啟用自動解環功能。(2)采集101,102,103開關位置信息,并驗證其均處于合位。(3)為防止在合環不到位的情況下直接解環導致負荷丟失的情況出現,可采用各開關的電流信號作為閉鎖條件,只有在101,102,103開關已處合位且電流突變量大于整定值后,才能經過短暫延時后跳開電網調度預置的解環開關,完成解環。合解環過程的動作邏輯流程如圖2所示。
6結語
本文提出的利用備自投來實現合解環操作的設想,不管是在技術層面還是在管理層面,都不失為一種值得考慮的方案。
作者:陳云彪 黃金鶴 單位:臺州電業局