同一变电站消弧线圈并联运行动作策略研究

同一变电站消弧线圈并联运行动作策略研究

庄双兴

庄双兴

国网福建建宁县供电有限公司福建建宁354500

[摘要]对于同一变电站,由于配电网规模日益庞大,加之电缆线路的使用大量增多,使得接地故障的接地电流急剧增大,原先安装的单台消弧线圈有的己不能满足补偿要求,只好再增装消弧线圈,形成站内多台消弧线圈并联运行的局面。站内多台消弧线圈并联运行,与母线的接线形式有很大关系。站内母线,一般为双母线、多母线或单母线分段,在运行中有时需要分母运行,有时需要并母运行。如果每条母线或每段母线装一台消弧线圈,在运行中则要求消弧线圈既能独立运行,又能并联运行,这就需要完备的消弧线圈并联控制策略。

[关键词]同一变电站消弧线圈并联运行动作策略

随着配电网规模的不断增大,电流也将不断增大,为进一步提高配电网的供电可靠性,站内各个消弧线圈以及装设有消弧装置的变电站与变电站之间的通过联络线联合运行(本文称为牵手运行)的可能性也不断增加。如何实现消弧线圈的并联运行以加大补偿电流的范围和提高配电网补偿的灵活性,便成为电网运行中函需解决的问题。

一、消弧线圈的并联运行方式

从消弧线圈的调谐方式和运行情况来看,消弧线圈并联运行,通常采用自动并联和主从并联运行方式。自动并联运行方式的消弧线圈,一般为可调谐消弧线圈,各自独立进行调谐,每台消弧线圈测得的接地电容电流都是其他消弧线圈调谐补偿量后的剩余部分,补偿电流随机进行分配。这种方式要求每台消弧线圈必须具有状态识别功能,能将正常的线路投切状态与消弧线圈的调谐状态识别出来,即当一台消弧线圈进行调谐改变了自身投入系统的电抗时,其他消弧线圈能够闭锁不动,不能因正在调谐的消弧线圈因调谐需要而改变了参数时,误认为是线路参数发生了变化而作调整,这样便会发生连锁反应,造成调谐逻辑混乱,使系统中的消弧线圈不能稳定而可靠的工作。而当线路有了投切变化后,又要求并联运行的消弧线圈能正确地对系统接地电容电流进行跟踪,根据系统中所装设的每台消弧线圈的容量,各自调谐控制特点及其接入系统的位置,以及系统接线和母线运行方式等具体内容,确定每台消弧线圈的调谐控制方式及补偿容量分配。可见,状态识别功能对多台消弧线圈的自动并联运行极为重要。如果没有准确的状态识别,消弧线圈的并联运行就会发生轮番调谐的恶性循环而无法停止。消弧线圈多台并运的主从并联方式,一般是两种组合:自动调谐消弧线圈加固定消弧线圈,大补偿容量加小补偿容量自动调谐消弧线圈。在这两种组合中都是选取前者作为主消弧线圈,而其他作为辅从。

主从并联运行方式要求主消弧线圈负责系统接地电容电流的检测,检测完毕后按照各辅从消弧线圈的容量和调节范围进行补偿电流的均衡分配。但现实问题是:主消弧线圈与辅从消弧线圈一般结构形式不同,控制方式不同,甚至诸如有载开关等的执行结构也不同,因而如何实现主、辅消弧线圈的理想统一协调,是主从并联运行方式的关键技术。

另外,大补偿容量加小补偿容量自动调谐消弧线圈组合,也要求正确的状态识别功能,否则同样会因一台消弧线圈的动作而引发全部消弧线圈的连锁反应动作,而使主机检测的电容电流不正确。

1)根据母线开断效果制定并联运行策略。当两段母线各自补偿自己所带线路的电容电流时,母联断开,即相当于两组消弧线圈分别独立运行,分别测量记录需要补偿的电容电流,确定档位;母联闭合,不影响系统的稳定,不做过多繁琐的档位调整,有利于同一变电站并联运行消弧线圈的稳定运行。但是,此种方式的要求是两段母线消弧线圈可以独立完成本线路的消弧策略,如有一台消弧线圈无法满足补偿度要求,或一台消弧线圈检测装置不能有效测量对地电容电流则不能轻易并联母线,使两段母线并联运行;另外,对于并联后的电容电流检测部分也应作出调整,避免调谐混乱。

2)根据消弧线圈容量制定并联运行策略。根据消弧线圈容量不同设定补偿容量,便于管理。母联闭合时,其中一台消弧线圈进行调谐,其他消弧线圈需要闭锁,然后根据调谐结果进行消弧档位确定以及控制动作策略。母联断开时,两台消弧线圈各自独立调谐,独立运行。这种方式简洁明了,对于消弧线圈的使用比较完全,缺点是测量分配补偿电流的策略不易控制。

3)在补偿能力范围内,各补偿一半电容电流。这种方式,计算简单,直观易于接受,便于管理。缺点是母联断开和闭合是要采用不同的控制策略,闭合调谐时需要闭锁其他消弧线圈。

4)根据不同种类型的消弧线圈调整是否方便制定并联运行策略。针对变电站同一母线并联的两台消弧线圈,调容式消弧线圈的档位调节要快于调匝式消弧线圈的档位调节,检测方法也比调匝式消弧线圈方便,有效,即设定调匝式消弧线圈为固定补偿容量而通过改变调容式消弧线圈的档位来适应配电网电容电流的变化情况。这种方式有利于消弧策略的制定,易于理解,符合客观条件,容易操作。

5)根据不同消弧线圈的投入年限及寿命来制定并联运行策略。投入时间早的消弧线圈可少分配投入容量,有利于增加其寿命。基于延长消弧线圈使用年限的目的,合理控制几台消弧线圈不因某台消弧线圈无法投入而损失补偿功率,而失去并运控制能力。缺点是制定补偿策略繁琐,不易理解。

二、消弧线圈并联运行阻尼电阻的选取

在消弧线圈接地系统中,阻尼电阻的正确选取是消弧线圈能够可靠,正常运行于系统的保证,意义重大。补偿电网在运行中可能会有多种过电压,其中谐振过电压出现频繁,危害性较大。通过在消弧线圈回路接入大功率电阻的方式,可以降低过电压的幅值和出现过电压的概率,可使正常运行时中性点最大偏移电压不超过相电压的15%,满足规程要求。消弧线圈并联运行阻尼电阻的选取即是两段母线消弧线圈阻尼电阻的并联值。我们的计算是并联阻尼电阻的计算方法,在对并联阻尼电阻的选取原则进行分析后,如果消弧线圈是串联阻尼电阻,只要进行相应的变换就可得出串联阻尼电阻的值。通过减小电感L的数值,合理配置过补偿位置,可以降低电感两端的电压,从而实现中性点电压不会过高,威胁系统的安全。另外,选取阻尼电阻还应该从补偿电容电流出现的有功分量来考虑。从这个角度出发来看,电阻的选取自然是越小越好。所以,阻尼电阻的选取经权衡应取200左右为最佳,过补偿10%可达到有效抑制振荡幅值,并保证系统中性点电压不超过规定相电压的15%。

三、消弧线圈并联运行档位的选取

消弧线圈的运行规定:在系统电容电流超过10A时,消弧线圈及自动补偿装置应投入运行,正常情况下投入自动状态；消弧线圈的投、停,必须根据所辖调度命令执行；消弧线圈控制装置显示分接头到头,消弧线圈可继续运行；消弧线圈控制装置显示分接头到底,若电容电流大于残流值,消弧线圈可继续运行，若电容电流小于残流值,消弧线圈停用；消弧线圈装置故障或异常,应汇报调度将其停用,若自动补偿装置故障或异常,可将消弧线圈自动补偿装置置于手动调节状态,档位维持在自动补偿装置故障前状态；正常运行时中性点位移电压、电流约为0值,分头档位为该消弧线圈所在档位，当10kV系统发生单相接地或谐振时,对应消弧线圈的中性点位移电压、电流有指示；消弧线圈的运行环境应保持通风良好,环境温度最高不超过+40℃,最低不低于一5℃；消弧线圈在正常运行中采用过补偿方式。对于并联运行的消弧线圈,单独运行时的合理档位选择在并联运行后很可能不能满足实际的要求,所以,需要制定新的档位策略。

当两段母线并联运行时,与消弧线圈独立运行时的区别即时可以充分发挥并联优势,通过容量互补使各段母线消弧线圈可以可靠运行,避免了容量不够时发生故障补偿不足引起的系统事故。各种不同方式的补偿方式可根据不同要求,按消弧线圈并联运行方式进行调整运行。

参考文献

[1]李嘉，配电网消弧选线控制技术的研究【D】，北京:华北电力大学，2008

[2]陈忠仁等，自动补偿消弧装置并联运行方式【J】，高电压技术，2005,31