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智能变电站双重化智能终端防跳回路的分析

   2016-05-17 中国节能网9810
核心提示: 国网襄阳供电公司的研究人员凡红涛、张勇刚,在2016年第2期《电气技术》杂志上撰文指出,220kV智能化变电站中,220kV断路器一般配置双重化
     国网襄阳供电公司的研究人员凡红涛、张勇刚,在2016年第2期《电气技术》杂志上撰文指出,220kV智能化变电站中,220kV断路器一般配置双重化的智能终端,相当于两套独立的操作箱。

与常规综自站带双跳功能单操作箱相比,其防跳回路实现方式不同。本文在对常规操作箱防跳回路分析的基础上,提出了双重化智能终端防跳回路实现的方法。

根据国家电网公司的“十二五”电网发展规划,110kV及以上电压等级的新建变电站均为智能化变电站,传统的综自变电站将逐步改造为智能化变电站。智能化变电站的220kV断路器机构一般配置双重化的智能终端。双重化智能终端在操作回路上的功能相当于两套独立的操作箱。

与传统的带双跳功能的单操作箱相比,双重化智能终端操作回路的独立性较强。在Q/GDW161-2007《线路保护及辅助装置标准化设计规范》8.1.2条中规定断路器防跳功能应由断路器本体机构实现。

因此,按照高压断路器相关标准规范的要求,新出厂的220kV断路器机构本体均带有防跳回路,操作箱的防跳回路通常不使用。然而在一些旧综自站的智能化改造施工过程中,发现许多较老的断路器机构本体不具备防跳功能。这类断路器的防跳功能必须由智能终端来实现。

1 传统带双跳操作箱的防跳回路原理分析

防跳回路的功能为:当手合或重合到故障,而且合闸脉冲较长时,或者合闸接点粘死时,为防止断路器跳开后又多次合闸,造成断路器损坏,故设有防跳回路。传统的220kV断路器机构使用的操作箱,有两组分相跳闸回路,一组分相合闸回路。操作箱防跳回路的动作原理如图1所示(回路进行了适当的简化),当手合或重合到故障上,断路器跳闸时,TJa接通,跳闸回路的11TBIJa跳闸保持,12TBIJa(22TBIJa为第二组跳闸)接点闭合,启动1TBUJa,1TBUJa动作后启动2TBUJa,2TBUJa通过其自身接点在合闸脉冲存在情况下自保持,于是这两组串入合闸回路的继电器的常闭接点断开,切断合闸回路,避免断路器多次跳合。通过以上分析,我们可以看出两组跳闸回路均具有防跳功能。

2 双重化智能终端防跳回路的特点

智能化变电站的220kV断路器配置双重化智能终端,两套智能终端均具有独立完善的跳合闸回路。因为断路器只有一组合闸线圈,所以在与断路器机构配合中,第一套智能终端主要功能为第一组跳闸和合闸;第二套智能终端的主要功能为第二组跳闸,且与第一组操作箱相互独立,其合闸回路功能不使用。

因此,其第二组跳闸回路防跳功能的实现与单操作箱相比有很大的不同。如图2所示,我们先对第一套智能终端的防跳回路进行分析,其实现方式为:当跳闸脉冲存在(TJa接通)或者手分,且合闸脉冲未返回时,串接在跳闸回路中的TBJa或者手跳接点STBJa接通,启动防跳继电器1TBJUa,1TBJUa常开接点接通并自保持,常闭接点断开合闸回路,实现第一套智能终端防跳功能。

然而,当第二套智能终端跳闸时,因断路器合闸回路接在第一套智能终端,且第二组跳闸回路与第一套智能终端独立,因此合闸回路的防跳继电器1TBJUa将不能启动,其防跳功能将不能实现。

图1带双跳单操作箱防跳原理

图2第一套智能终端防跳回路

3 双重化智能终端防跳回路的实现方法

为了能够让两套智能终端的跳闸回路均实现防跳功能,必须采取措施让第二套智能终端保护跳闸时,防跳继电器1TBJUa启动,切断合闸回路,从而实现防跳功能。我们对图2进行分析,可以看出,如何启动1TBUJa是关键。

为此,我们可以采取两种方案,一是将第二套智能终端的TBJa与第一套智能终端TBJa并接;二是参考断路器机构防跳回路的实现原理,将断路器机构的常开接点接入4D1和4D2的位置。根据现场的施工经验,智能终端一般没有引出TBJa的的空接点,即使存在该接点,配线也比较麻烦,实现难度较大,因此我们采用第二种方案。

当采用第二种方案时,其防跳功能实现的原理为:当断路器在合闸后,如果合闸脉冲保持时间较长,断路器合上后,智能终端的防跳功能立即启动,断开合闸回路,且自保持。此时即使保护跳开断路器,断路器因合闸回路断开,将不能合上,因此不会发生跳跃现象。

4 工程实际应用

220kV韩岗变电站智能化改造工程是襄阳供电公司进行的首座220kV电压等级的变电站智能化改造。该站8台220kV开关机构中,有5台LW10B-252W、2台LW6-220型六氟化硫液压机构开关。

这两种型号的开关生产日期在1999年左右,开关机构本体均不带防跳回路,且设备较老,改造本体的二次回路非常困难。因此,这些开关的防跳功能的实现,只能依靠智能终端的防跳回路,在现场的施工中,我们采用了如图2所示的方法,将开关A、B、C三相的合闸位置分别接入相应回路。

在对现场7台开关的防跳试验过程中,每台开关的两套智能终端均能可靠的实现防跳功能。

5 结论

在传统的变电站中,很多设备运行多年,不满足新的智能化变电站的相关标准、规范的要求,在智能化改造过程中将会出现新旧设备配合问题。

比如目前的规范要求断路器的防跳回路,压力闭锁回路均由断路器机构实现,而较老的断路器机构一般不具备此类功能。

我们在现场施工时,应对此类问题引起足够的重视,在设计阶段应该认真分析新旧设备之间的配合问题,找到合理的解决方案。

 
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