220kV及以上变电站重要电源智能投切技术研究

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　　摘要：电力行业的发展随着科技的进步而发展迅速。变电站站用电源系统是变电站最重要的工作电源，是稳定变电站低压供电系统电源设备可靠工作之本，其运行工况的正常与否，直接关系到变电站所有设备的安全稳定运行。一旦站用电源系统出现问题，将直接或间接地影响变电站交流二次以及直流系统的供电安全和可靠运行，严重时会扩大事故范围，它的运行效果直接关系到变电站380V低压系统即主变强油循环风冷系统、通信系统、直流系统、摇视系统、安全照明系统供电的可靠性和稳定性。
　　關键词：220kV及以上变电站;重要电源智能投切技术
　　引言
　　我国电力行业的发展彻底改善人们的生活水平和生活质量。针对目前220kV及以上变电站重要负荷供电系统存在的诸多问题，应用智能化远程控制技术，可靠闭锁回路，对其进行改进，让220kV及以上变电站重要负荷安全智能供电成为可能。
　　1现有电容器投切装置存在的问题分析
　　（1）MSC投切开关问题，在过电压的作用下，并联电容器内部会产生强烈的局部放电和介质损伤，严重时可能击穿电容器投人瞬间，电容器开关触头会产生温度极高的电弧，在分断的时刻产生的重燃会引起设备的损坏，电容器投人瞬间，会产生幅值较大且频率较高的合闸涌流，影响设备寿命暂态冲击造成的母线电压波动，影响用电设备正常工作。在负荷波动较大的变电站，为确保供电母线电压合格，需要频繁投切并联电容器，经常发生投切开关和电容器频繁故障、运行维护消缺工作量增大、设备使用寿命缩短等现象。（2）TSC技术存在的问题，TSC技术采用高压晶闸管阀作为无触点开关进行电容器的投切，可通过过零检测电路与光电祸合器来控制电容器在晶闸管阀两端电压过零的时刻投入，有效抑制暂态冲击。但作为稳态能量传输的媒介，TSC阀体在工作时功耗较大，所配备的散热装置一定程度上影响设备的可靠性。还存在晶闸管的耐压与均压等技术问题，在晶闸管触发导通方面，由于分为强电与弱电部分，两者之间所产生的电磁干扰一定程度上会引起晶闸管误触发高压阀由于具有多层晶闸管，在触发控制的同步性上还需要进一步改善。此外，该装置成本较高、体积较大、可靠性有待加强。
　　2背景原因
　　当前变电站低压供电系统大量使用和运行ATS开关技术，ATS控制的I、II母380V为变电站重要电源进行供电，但380V母线所连接的重要负荷如主变强油循环风冷系统、通信系统、直流系统、摇视系统、安全照明系统等所用的负荷开关为常见的空气开关。这势必造成如下后果：（1）主变强油循环风冷系统：当主变温度过高需要启动强油循环及风冷电源时，由于无人现场必须人为切换主变强油风冷供电电源开关，势必造成时间延时，当主变冷却器全停时间达到1小时，主变保护将强行跳开主变三侧断路器，造成全站失压大面积停电的严重事故。无人值守变电站更是如此。（2）直流系统：当无法及时给直流系统提供供电电源时，充电机停运、蓄电池组长时间没有充电机对其进行浮充，直流负荷导致蓄电池组电压持续降低，如果不及时处理，将导致全站直流失电，可能造成一次设备无保护事故损坏的严重后果。（3）通信系统：变电站内专业通讯开关电源失电而无法及时恢复，整个变电站的综合自动化系统的现场运行设备实时数据将无法传输、远方调度实时监控数据中断，监控人员对整个变电站的运行监控完全失控，且光纤差动保护通道中断，将极大威胁电网的安全运行。
　　3变电站380V重要电源分析及改进方法
　　3.1回路接线改进
　　我们设计一个380V重要负荷系统电源开关测控装置，该装置加入DI板来采集开关位置、加入DO板来控制开关。并把该装置加入到后台监控系统中。取1QF、2QF开关的辅助节点作为它的开关位置，并设计了控制回路来对其进行远程遥控。控制回路串入的KM1、KA1作为该开关的过负荷保护、短路保护。KM1继电器的原理分析：当控制回路接收到合闸指令时，KM1交流继电器带电，常开节点闭合，驱动电机对开关进行合闸。KR1电流继电器的原理分析：当1QF、2QF合闸后，电流升至整定值或大于整定值时，继电器就动作，动合触点闭合，动断触点断开。当电流降低到0.8倍整定值时，继电器就返回，动合触点断开，动断触点闭合。
　　3.2直流系统接线的优化改进
　　对变电站提供电力服务的直流电源系统进行优化时，首先要注意的是蓄单套电池组。对蓄电池组进行正常维护时，它会对变电站的电力系统本身的安全性产生一定程度的影响。针对一般情况来说，应该在变电站站内的直流电源系统设置外接备用蓄电池组得到接口，使得备用蓄电池组在使用时能够较为方便的开始运行工作，且并要在合理范围内加大隔离的力度。在实际工作的过程中，尽量增加外接蓄电池组的一系列隔离保护措施。对于变电站而言，外接储备蓄电池组作为蓄电池检测的系统保护装置，为蓄电池组提供电力支持。而且还可以作为蓄电池组发生故障时的电力储备装置，保证整个直流电源系统可以保持正常运行的工作状态。如果需要对处于工作状态的蓄电池进行临时性的维护，就需要及时连接上备用蓄电池组。一旦发生设备长期故障，短时间内无法妥善解决，则应连接应急用的蓄电池组，以维持正常的工作运行。
　　3.3装置控制方式与策略
　　采用芯片实现对投人和切除电容器组命令的输人，对装置接触器和晶闸管动作与导通命令的输出，对装置状态的数字量采集等功能。对接触器和晶闸管的控制主要分为合闸和分闸两部分。合闸进程控制器接收到的合闸命令后立即合上相交流接触器，待相交流接触器合闸完毕后，在电压过零点给、相晶闸管阀发送触发脉冲信号，将晶闸管阀触发导通，然后再合上、相交流接触器。一旦、相交流接触器处于合闸位置，、相晶闸管阀两端的电压基本为，则、相晶闸管阀可在电流过零处自然关断，此时电容器组正常投人。分闸进程控制器接收到的分闸命令后立即给、相晶闸管阀发送触发脉冲信号，相晶闸管阀导通，然后打开，相交流接触器待、相交流接触器处于完全分闸状态后则停止、相晶闸管阀触发脉冲信号，、相晶闸管阀可在电流过零处自然关断，待、相晶闸管阀断开后则打开相交流接触器，此时电容器组正常切除。
　　3.4保护跳闸
　　信号闭锁只能保证合闸前的控制回路是否良好，但为了确保合闸后，一但三相刀闸合闸于故障回路，如三相、单相、相间接地短路，电机过负荷等事故情况，难免造成烧毁电机、扩散性跳闸等恶性事件。为了确保开关合闸于故障回路能快速切断，在此引入保护继电器。在控制回路中串入交流继电器、热电流继电器作为它的合后快速跳闸保护，当交流继电器检测到电压异常，常闭接点将断开切断回路，热电流继电器检测到过负荷，电流增大，热敏性将及时使回路断开。
　　结语
　　随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用，对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高，保证站内重要负荷供电的可靠性就愈发重要，传统的供电模式与维修巡检模式大大地降低了整体电网的运行效率以及供电可靠性，可远程控制智能化自动投切装置的应用使供电可靠性得到了质的飞越，所以，不断加大该自投装置在电网领域的使用力度是未来发展的趋势所在。
　　参考文献
　　[1]李小四.浅谈电网调度自动化系统发展[J].河南电力，2012（3）.
　　[2]肖坤勇.潼南供电公司完成调度自动化改造[N].中国电力报，2006.
　　[3]房亮.35kV无人变电站中调度自动化系统的研究与实现[D].北京：华北电力大学，2011.
　　[4]王晓梅.备自投装置外部闭锁回路应用分析[C].中国高新技术企业，2015.
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