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主变并列运行风险控制措施

 论文栏目:风险控制论文     更新时间:2018/1/1 9:57:41   

【摘要】目前,220kV变电站通常采用主变并列运行方式,在大负荷期间,重载的220kV变电站存在较大的主变N-1后运行主变严重过载风险,一旦并列运行的单台主变故障跳闸,负荷将自动转移至并列运行的另一台主变,导致运行主变出现严重过载,很可能造成运行主变损坏并引发连锁故障,导致变电站全停。本文提出了多种措施来有效应对220kV主变并列运行风险,能够有效避免连锁故障的发生,减少单台主变故障跳闸后的事故影响范围,并有效避免运行主变损坏事故的发生。

1概述

220kV变电站的主变通常采用并列运行方式[1~5],在正常运行方式下,单台主变故障时,负荷将通过母线联络开关自动转移至另一台主变,保证不损失负荷,提高供电的可靠性。然而,在大负荷期间,部分220kV变电站的主变负载较重,主变负载率超过70%,在此情况下,一旦单台主变故障跳闸,全站负荷由单台主变承担,将导致运行主变负载率超过140%,出现严重过载情况,可能造成运行主变迅速损坏并引发连锁故障,导致变电站全停事件的发生。因此,在大负荷情况下,针对重载的220kV并列运行主变,有必要采取针对性的风险控制措施。

2并列运行主变风险控制

2.1220kV主变负载能力根据220kV主变的运行能力参数,结合主变运行的实际经验,220kV主变短时过载能力按照额定容量的1.3倍考虑,即允许220kV主变短时间内承担额定容量1.3倍的负荷。2.2变电站分类针对220kV并列运行主变的特点,提出针对性的主变N-1风险控制措施,将220kV变电站分为以下四种情况:(1)具备主变保护定值调整功能,可以实现主变高压侧纯过流后备保护联切110kV母联开关功能的220kV变电站。(2)主变保护装置不具备延时切除110kV母联开关功能的变电站。(3)站内有三台主变并列运行的变电站。(4)站内110kV母线有电厂上网线路的变电站。2.3风险控制方案针对上述四类220kV变电站,制定针对性的风险控制措施。2.3.1保护联切母联开关第一类变电站采用主变高压侧纯过流后备保护联切110kV母联开关的方式,单台主变故障跳闸情况下,运行主变负载电流超过1.3倍时延时20s切除110kV母联开关,将运行主变的负载率控制在允许范围。延时20s是一般保护的最长整定时间,可有效降低该保护误动作的可能性。该方案无需新增回路,不需增加出口压板,可通过保护定值切区实现快速转换,是优先推荐方案。2.3.2110kV母线分裂运行第二类变电站采用110kV母线分裂运行方式,单台主变故障情况下直接损失所带负荷,但不会造成运行主变过载而发生连锁故障,相当于通过牺牲供电可靠性来提高主变应对连锁故障的能力。2.3.3负荷批量控制第三类变电站内有三台主变运行,两台主变在同一母线,如果同一母线上两台主变中的一台主变故障,此时联切母联开关或分母运行仍可能造成同一母线上的另一台运行主变过载。故对于此类变电站,既不能采取保护调整方式,也不能采取分母运行方式,只能通过负荷批量切除控制方式。一旦单台主变故障,需迅速采取拉闸限电措施,批量切除变电站所带下级负荷,将运行主变的负载率限制在安全范围内。2.3.4综合控制方式第四类变电站内110kV母线存在电厂上网线路,需结合发电厂运行情况,采取综合控制方式。在电厂正常发电情况下,采用保护联切母联开关方式或母线分裂运行方式都可能导致电厂上网母线形成孤网运行的情况,此时只能采用负荷批量控制方式,在单台主变故障情况下采取紧急拉闸限电措施。在电厂停机情况下,如果电厂上网线路为双回并列运行线路,应首先将电厂上网线路解除并列运行,然后通过保护联切母联开关或母线分裂运行方式来应对主变N-1风险。

3可行性

在主变高压侧新增一段不带复压的纯过流保护,按照主变过负载能力1.3倍整定,可有效实现控制运行主变负载率的目的。该方案具有以下优点:①无需外加回路,仅需要对定值进行相应调整;②没有增加出口压板,不会对现有的主变检修期间安全措施造成影响;③投退灵活,由于220kV主变为双套保护,整定可以轮停保护或切区实现,可以由调度员根据负荷变化情况灵活投退,不需要停一次设备。然而,该方案也存在适用性的问题,由于本方案需要单独使用主变高后备中未使用的一段复压过流或者限时速断段,由于部分厂家较老的装置中没有此功能,所以本方法只能用于保护装置具备此功能的变电站。对于不具备保护调整功能的变电站,采用110kV母线分裂运行方式同样能有效应对主变N-1后运行主变严重过载风险。110kV母线分裂运行时,需要注意母线负荷的分配调整,让两台220kV主变的负载率尽量平衡。

4总结

220kV变电站通常采用主变并列运行方式,大负荷期间,单台主变故障将非常容易导致运行主变严重过载,进而引发连锁故障。本文提出的方案包括主变高压侧纯过流后备保护联切110kV母联开关的方式、110kV母线分裂运行方式、负荷批量切除控制方式等,能够有效应对主变N-1后运行主变严重过载风险,避免出现主变损坏事故和变电站全停事故。

参考文献

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作者:尹晗 单位:国网湖北省电力公司武汉供电公司

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