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220kV电网多种功能备用电源自动投入装置的研究设计和应用载带

2022-08-13

220 kV电网多种功能备用电源自动投入装置的研究设计和应用

220 kV电网多种功能备用电源自动投入装置的研究设计和应用 2011: ? 1 必要性

随着国民经济的迅速发展,近两年,广东电网的供电负荷快速增长。2002年,广东电网负荷增长率为16.1%;2003年,广东电网负荷增长率已上升到26%。但电网基建滞后,跟不上供电负荷增长的速度。合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的物质基础。由于电网和电源结构不合理,电网、电源建设跟不上供电的需要,电网运行中出现了一些不稳定的因素;一些输电线路经常处于满载,甚至过载状态,部分电网的短路电流超标等。为了解决上述问题,提高电网正常运行情况下的供电能力,减少重载线路的负荷,限制短路电流,经分析研究,这两年,广东电网采取了特殊的解网分区供电运行方式。一些220 kV变电站的220 kV母线分列运行,一些220 kV线路环网解环运行。采取这些措施后,短路电流得到了控制,解决了局部电网正常情况下线路重载问题和N-1故障情况下相应输电线路严重过载问题,提高了供电能力。  解决了这些问题的同时,由于一些母线解列,线路解环。一些母线,甚至整座变电站出现了由单侧电源供电的情况,使供电的可靠性下降了。面对这样的运行情况,必须要研究和解决的课题是:如何做到既要提高供电能力,又要保证供电的可靠性。  要在相对薄弱既定的电网格局下,弥补一次系统网架不完善造成的不足,提高电网的安全经济运行水平,并且做到少投资,多收益,就要恰如其分地配置安全自动装置并正确发挥它们的反事故作用。经过充分的分析研究,要提高供电的可靠性,就要在单侧电源供电的网点、过载的网点以及安全稳定运行需要的网点,设置备用电源。当主供电源中断后,或相关元件过载时,迅速自动投入备用电源。由此,近两年来,备用电源自动投入已经成为220 kV电网提高供电可靠性的一项重要措施。

?? 2 功能设计

220 kV电网备用电源自动投入装置的功能和方式,并不像传统无压自动投入那种单一形式的自动投入装置那么简单。根据电网的运行实际,按照功能和作用划分,我们在广东省220 kV电网中研究设计了四种形式的备用电源自动投入装置。  a)无压检定自动投入装置  主要是解决由单侧电源供电的负荷供电的可靠性,当单一电源运行中因故跳闸后,通过检定母线失压,自动投入备用电源。  b)过载检定自动投入装置  检定主变压器或输电线路过载,自动投入备用线路(电源)。通过自动投入的线路电源分担部分负荷,达到消除原主变压器或线路过载的目的。这种自动投入措施的优点在于它不损失任何供电负荷,比检测线路过流切负荷更胜一筹,因为后者要损失被切除的负荷。  c)稳定控制自动投入装置  当主变压器(或线路)三相跳闸后影响到相关线路的热稳定或暂态稳定时,通过自动投入备用电源(或线路)来解决稳定控制问题。如有需要,可设计成智能型带控制策略的自动投入装置,智能型稳定控制自动投入装置要检测220 kV线路(或主变压器)跳闸前的潮流和该站110 kV线路可切负荷大小和功率方向。通过稳定计算分析来确定,自动投入前是否需要先切负荷,设置功率门槛,整定切负荷量,需要时按控制策略实施切负荷和自动投入。  d)双备用电源补充自动投入装置  对于一些较重要或稳定控制要求较高的设备,如果一次(或一个开关)自动投入不成功,会导致较严重后果时,设置双备用自动投入。当一个开关自动投入不成功时,再启动自动投入第二个备用开关。500 kV增城变电站的220 kV母线分段开关自动投入形式就是这种双备用自动投入方式。

?? 3 功能和技术要求

?? 3.1对检无压备用电源自动投入装置的要求

为了自动投入后供电的安全可靠,除了检测原供电母线确已失压外,还要保证备用电源线路一定要处于正常、待命的状态。防止自动投入于故障或失压的线路上。因此,一般要检测备用电源线路的运行电压和频率在整定的合格范围内。

?? 3.2装置要灵活可靠,适应多种运行方式的需要

一个变电站的运行方式是多变的,要具体分析需要自动投入的方式,按需要设计。  一般情况下,环网中开环的变电站最基本的检无压备用电源自动投入方式有三种:  a)双母线分列运行,任一母线失压,对应的进线无电流,根据故障前此线路的功率大小,决定是否切除部分负荷后,切除原供电线路开关,自动投入母联2012开关。  b)进线甲开环,负荷由进线乙供电。检测到变电站220 kV母线失压,且进线乙已无电流。再检测比较进线乙故障前的功率大小是否大于整定值,如大于整定值,切除适量负荷和切除进线乙开关后,自动投入进线甲开关。  c)进线乙开环,负荷由进线甲供电。进线甲、乙开环方式互换,自动投入开关相应改变,原理相同。  如果是设备三跳或过载自动投入,则要根据分析和计算确定需要自动投入的开关及方式。  如果装置只有单一的自动投入方式,当运行方式改变后,将失去备用电源自动投入功能,达不到提高供电可靠性和稳定控制的目的。

??? 3.3有旁路代供,二次电流回路自动切换功能

接入备用电源自动投入装置的线路,有时会由旁路开关代路供电,为了保证旁路开关代供时的自动投入功能,设计时应将旁路开关的TA和TV回路接入装置,设置代路切换开关,软件写入自动代路功能。

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