電壓并列在110kV智能變電站中的應(yīng)用

楊敏+蔡劍+汪如毅

摘 要：本文簡要闡述了110kV智能變電站電壓并列功能的基本原理及實現(xiàn)方式。以現(xiàn)場運行的110kV智能變電站為研究對象，與常規(guī)變電站進(jìn)行比較，分析討論了110kV智能變電站中的電壓并列回路的實現(xiàn)方式及特殊性。針對并列條件，切換開關(guān)位置不準(zhǔn)確等問題，提出了實際操作中的注意事項和防范措施，提高了電氣運行的可靠性。

關(guān)鍵詞：智能變電站；電壓并列；二次并列

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1.智能變電站110kV電壓并列功能簡介

110kV智能化變電站應(yīng)用IEC61850-9-1規(guī)約，最常見的是點對點網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。GOOSE信息和SV采樣數(shù)據(jù)通過直連的方式與間隔層設(shè)備點對點連接進(jìn)行發(fā)送傳輸。參與電壓并列的合并單元同時具有電壓、電流采集及電壓并列等功能。由于合并單元的使用將電氣模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，二次回路也由原來的電氣回路轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)回路，使一、二次回路得到了有效隔離。母線電壓并列經(jīng)過合并單元內(nèi)部邏輯進(jìn)行判斷控制，完成后再通過數(shù)據(jù)報文形式將某段母線電壓發(fā)布至保護(hù)及測控等裝置使用，實現(xiàn)電壓并列。

2.智能變電站與常規(guī)變電站110kV電壓并列的比較

2.1 常規(guī)變電站110kV電壓并列

常規(guī)站中的電壓并列二次回路是由母聯(lián)（母分）開關(guān)及兩側(cè)閘刀的輔助接點與中間繼電器構(gòu)成硬件接點回路，實現(xiàn)二次電壓的并列。

壓變二次需要實現(xiàn)電壓并列時，必須先將一次設(shè)備母聯(lián)（母分）開關(guān)及兩側(cè)閘刀操作到位，確保一次系統(tǒng)在并列位置，再將電壓并列切換開關(guān)切至電壓并列位置。此時，啟動中間繼電器3YQJ，利用3YQJ接點閉合實現(xiàn)壓變二次回路并列。

常規(guī)電壓二次并列回路中主要由輔助接點、繼電器接點及電氣量回路構(gòu)成，回路中的電氣接點容易接觸不良，從而導(dǎo)致電壓無法并列，引起母線二次失壓，保護(hù)電壓退出。同時還有可能造成壓變二次電壓的反充電事故，嚴(yán)重危害變電站的安全、可靠運行。

2.2 智能變電站110kV電壓并列

2.2.1 智能變電站母線電壓并列裝置簡介

智能變電站中無獨立的電壓并列裝置，采用具有相應(yīng)電壓并列功能的合并單元完成電壓并列任務(wù)。

在110kVⅠ段、Ⅱ段母線壓變智能匯控柜上分別配置一套合并單元，110kVⅠ段母線壓變智能匯控柜上為A裝置，110kVⅡ段母線壓變智能匯控柜上為B裝置，兩套裝置同時參與110kV母線電壓并列，同時接收110kVⅠ段、Ⅱ段母線壓變輸入電壓，同時將模擬量轉(zhuǎn)換成有規(guī)約的數(shù)字量，供相應(yīng)的保護(hù)、測控及自動化設(shè)備。

每套裝置上設(shè)有“Ⅰ母并列”及“Ⅱ母并列”燈。當(dāng)滿足并列條件時利用電壓并列切換開關(guān)切至“Ⅰ母并列”位置或“Ⅱ母并列”位置進(jìn)行電壓并列，此時兩套裝置上相對應(yīng)的電壓并列燈將常亮，表示電壓并列成功。

廠家不同設(shè)備的并列燈表述及含義有所差別，下面主要以北京四方的CSN-15B合并單元和長圓深瑞的PRS-7393-3合并單元為例：

CSN-15B合并單元裝置上設(shè)有“Ⅰ母并列”及“Ⅱ母并列”燈，當(dāng)電壓并列切換開關(guān)切至Ⅰ母并列位置時，“Ⅰ母并列”燈常亮，表示?、衲鸽妷阂巡⒘校?dāng)切至Ⅱ母并列位置，“Ⅱ母并列”燈常亮，則表示?、蚰鸽妷阂巡⒘?；當(dāng)切至解列位置且運方滿足電壓并列條件時，相對應(yīng)的電壓并列燈將1秒閃動一次，表示并列取相應(yīng)段母線電壓滿足。

PRS-7393-3合并單元裝置上也設(shè)有兩個并列指示燈“Ⅰ并Ⅱ”及“Ⅱ并Ⅰ”，當(dāng)電壓并列切換開關(guān)切至Ⅰ母并列位置時“Ⅰ并Ⅱ”燈常亮，表示?、衲鸽妷阂巡⒘?，當(dāng)切至Ⅱ母并列位置“Ⅱ并Ⅰ”燈常亮，表示?、蚰鸽妷阂巡⒘?。當(dāng)切至解列位置時，兩個燈均熄滅。

2.2.2 智能變電站110kV母線壓變電壓并列

智能站的電壓并列與常規(guī)站一樣，在進(jìn)行電壓并列前必須符合電壓并列條件，110kV母分?jǐn)嗦菲骷皟蓚?cè)閘刀的位置均經(jīng)硬接點接入A、B合并單元裝置內(nèi)，如不滿足條件，將無法進(jìn)行電壓并列。

正常A、B母線電壓合并單元同時發(fā)送Ⅰ、Ⅱ段的母線電壓信號，并由虛端子決定，分別供間隔層所對應(yīng)的保護(hù)測控及自動裝置使用。當(dāng)110kVⅠ母壓變因檢修或故障停運，同時滿足110kV電壓并列條件（110kV母分開關(guān)間隔的開關(guān)及所有閘刀在合閘位置），將電壓并列切換開關(guān)切至“Ⅱ母并列”位置，合并單元通過內(nèi)部邏輯將Ⅱ母電壓賦予Ⅰ母，此時110kVⅠ、Ⅱ段母線電壓合并單元所有輸出端口以報文形式輸出Ⅱ母電壓信號，送至間隔層相應(yīng)的保護(hù)測控及自動裝置。同理如110kVⅡ母壓變停運時，將電壓并列切換開關(guān)切至“Ⅰ母并列”位置，合并單元通過內(nèi)部邏輯將Ⅰ母電壓賦予Ⅱ母，母線電壓合并單元所有輸出端口以報文形式輸出Ⅰ母電壓信號，這樣就實現(xiàn)了智能變電站的電壓并列功能。

智能站母線電壓合并單元的電壓并列只是改變合并單元的輸出形式，但并沒有真正地將Ⅰ母與Ⅱ母電壓信號直接聯(lián)起來。因此不會發(fā)生停運電壓互感器檢修試驗時而產(chǎn)生干擾運行設(shè)備工作的情況。同時由于采用光數(shù)字信號以報文形式輸出，也不存在二次反充電的問題，并從根本上解決了由硬件接點構(gòu)成的電壓并列回路的缺陷。

3.智能變電站電壓并列在實際操作中的注意事項及防范措施

智能變電站中的電壓并列是通過電壓并列開關(guān)切至相應(yīng)段母線位置來選擇母線合并單元發(fā)布的電壓信號?，F(xiàn)場電壓并列開關(guān)有3個位置，分別是“Ⅰ母并列”、“解列”、“Ⅱ母并列”。在并列之前應(yīng)檢查是否符合110kV電壓并列條件，再進(jìn)行并列。同時特別要注意并列開關(guān)的位置，防止因切換位置不正確而造成間隔層設(shè)備二次電壓失去，主要有以下幾種情況：

第一，當(dāng)110kVⅠ母TV檢修停運時，應(yīng)將電壓并列把手切至“Ⅱ母并列”位置，此時110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元所有輸出端口以報文形式輸出Ⅱ母電壓信號，供給110kVⅠ、Ⅱ母上的保護(hù)測控裝置。但如果在操作中誤將電壓并列開關(guān)切至“Ⅰ母并列”位置，此時110kVⅠ母TV檢修停運，因此110kVⅠ、Ⅱ段上的母線電壓合并單元將無電壓報文發(fā)布，造成Ⅰ、Ⅱ母上的保護(hù)測控及自動裝置失去二次電壓，可能引起保護(hù)誤動，同時計量電壓也將失去。同樣在110kVⅡ母TV檢修停運時，電壓并列把手應(yīng)切至“Ⅰ母并列”位置，但操作中如誤將電壓并列開關(guān)錯誤的切至“Ⅱ母并列”位置，也會造成上述同樣的嚴(yán)重后果。

第二，當(dāng)110kVⅠ母或Ⅱ母TV檢修停運，電壓并列開關(guān)切至“Ⅱ母并列”或“Ⅰ母并列”位置進(jìn)行并列成功后，應(yīng)禁止人員對電壓并列開關(guān)進(jìn)行操作，此時如切換開關(guān)誤切至解列位置或檢修段壓變母線并列位置，都將會造成檢修壓變所在段母線的二次電壓失去或Ⅰ、Ⅱ段母線同時失去二次電壓。

第三，正常運行中應(yīng)注意電壓并列開關(guān)應(yīng)切在“解列”位置，使得110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元輸出端口以報文形式同時輸出Ⅰ、Ⅱ母線電壓信號，供間隔層所對應(yīng)的保護(hù)測控裝置及自動裝置使用。在一次系統(tǒng)符合電壓并列條件時，如電壓并列開關(guān)切換位置不正確，切至“Ⅰ母并列”或“Ⅱ母并列”位置，此時其實已經(jīng)處在電壓并列狀態(tài)，110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元以報文形式輸出的是Ⅰ母或Ⅱ母的電壓信號，而不是同時輸出Ⅰ、Ⅱ母電壓信號。這時如電壓并列段的母線壓變有故障或高壓熔絲熔斷，將使得110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元無法接受電壓采樣，無電壓報文輸出，引起所有Ⅰ、Ⅱ段母線上的保護(hù)測控及自動裝置失去二次電壓。所以在正常運行情況下應(yīng)將電壓并列開關(guān)切至“解列”位置，防止上述情況的發(fā)生，提高電氣運行的可靠性。

針對上述幾種情況，首先，操作人員操作前應(yīng)先熟悉現(xiàn)場實際運行方式，再進(jìn)行操作。母線二次并列時，應(yīng)特別注意電壓切換開關(guān)的切換位置。并列完成后應(yīng)禁止人員對電壓并列開關(guān)再進(jìn)行切換操作。在電壓切換開關(guān)上懸掛警示牌，防止在此期間有人誤動電壓切換開關(guān)，造成二次電壓消失。其次應(yīng)結(jié)合設(shè)備巡視，確保電壓并列開關(guān)位置及設(shè)備狀態(tài)的正確性。同時通過人員的培訓(xùn)，使現(xiàn)場人員熟悉智能變電站的電壓并列回路，掌握電壓并列操作的要點。在運行操作過程中，杜絕上述情況的發(fā)生。

結(jié)論

通過對110kV智能變電站電壓并列的探討，歸納總結(jié)了智能站在實際運行中的注意事項和防范措施。智能站的二次電壓并列與常規(guī)的電壓并列實現(xiàn)方式上有本質(zhì)的區(qū)別，智能變電站的二次電壓并列充分體現(xiàn)了設(shè)備間的信息共享及互操作性。隨著智能電網(wǎng)的深入發(fā)展，將更加適應(yīng)今后電網(wǎng)發(fā)展的要求。

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