一种变电站站用交流系统的故障处理应急方案

引言

一般变电站均采用两台站用变压器电源对站内设备进行供电,两路电源通过控制回路切换互为备用,一些重要的变电站引入第三路站外电源作为备用,提高变电站内设备供电的可靠性。目前用于电源互为备用切换的控制回路有两种,第一种是通过继电器组合成控制回路,是早期的产品,运行可靠性低:第二种是目前广泛使用的ATS切换回路(图1),运行比较可靠。

两种方式的控制回路故障,都会造成交流母线失压的严重后果。因为变电站交流系统的生产厂家很多,受它们不同的设计、参数、尺寸、备件等影响,交流系统故障处理十分困难,处理时间比较长,一般需要1~2天时间,甚至数周。而且交流屏结构紧凑,发生故障经常引发整个交流系统崩溃。因此,需要根据应急处理方案临时对站用电源恢复供电。目前广泛使用的应急处理方案是采用发电机和配电箱供电,即使用发电机发电对站用设备临时供电,再进行事故处理。

1发电机发电对站用设备临时供电方案存在的问题分析

(1)一般的发电机容量都不能满足全站用电设备供电。

(2)必须定期对发电机进行维护,特别是作为启动电源的蓄电池,必须定期充电,也需要定期对发电机本体进行维护,这样就增加了生产班组的日常工作量。

(3)一般的发电机体积大,重量达数百斤,搬运困难,而且需要敷设长距离电缆连接发电机和交流系统,工作量大。

(4)需要熟悉发电机使用方法和技能,发电机使用时需调节发电机的频率、输出电压(420V左右),操作复杂。

(5)发电机工作时需要有人监护,增加工作人员。

(6)如果需要数天才能恢复供电,发电机不能长时间工作。

(7)发电机的燃料需要特殊保存,以防发生火灾,增加了维护成本。

因此,需要寻求一种更为有效的应急方案。

2新的应急方案设计

(1)本方案设计一个交流系统应急箱,配置完整的一套交流切换装置。如图2所示,应急箱内带有控制模块、ATS切换开关1个、输入开关2个、输入电缆两组、输出电缆一组、信号输出回路。

负荷开关功能:实现过流动作隔离故障,并发信闭锁ATS开关。

控制回路:监测电源电压、电流及闭锁开入,实现逻辑判断,并控制ATS开关动作行为。

ATS切换开关功能:实现两路电源自动切换。

输入/输出电缆设置:输入Ⅰ、输入Ⅱ、输出电缆均分为A、B、C三相电缆,电缆可通过300A电流,基本满足变电站的负荷供电需求。

(2)应急箱主要参数和功能:

1)具备过流保护功能,并能切断总开关,发出闭锁ATS开关动作功能。

2)实现备用电源切换。

3)装置动作、装置故障远方发信告警功能。

4)过流定值可根据变电站负荷计算整定,输出电缆等参数满足至少400A以上过载能力。

3应急箱的优点

(1)可简单、快捷代替原交流系统。当变电站交流系统中任一ATS故障时,切断A(#1站用变低侧电缆)、B(#2站用变低侧电缆)、C(380V1M母线)三个断点,只需将应急箱的输入Ⅰ、输入Ⅱ、输出电缆接入图3中A、B、C三个断点,恢复站用变压器供电,合上应急箱的开关,即可恢复对站用交流系统供电。

(2)应急箱按南网《变电站站用交流电源系统技术规范》要求设计,实现原交流系统ATS的动作、闭锁、发信等功能,功能齐全,可长时间代替原交流系统运行。

(3)相对发电机,应急箱的重量可减少50%,2~3人即可进行搬运。

(4)供电容量大,弥补了发电机容量不足的缺陷。

(5)由于应急箱的电源是站用变压器供电,是系统电源,所以电压质量比发电机的电压质量好,不会影响测试仪器的正常使用。

(6)投入运行后无需人员监护,其动作、告警信号可接入原交流屏的告警信号,实现远方告警。

(7)日常维护简单,避免了发电机燃料保存、蓄电池定期充电维护、发电机油路维护的工作,减少了工作量。

(8)应急箱可放置在原交流屏附近,无需事先安装配电箱、敷设电缆等施工,大大节省了成本。

4结语

交流系统是变电站的重要组成部分,对变电站安全稳定运行起着重要的作用。交流系统投运后,受运行环境、元件维护难等的影响,难免会出现故障,因此我们应事先做好事故预想,制定事故抢修方案,提高事故抢修的效率,快速恢复站用设备的供电,这对于保障变电站的安全稳定运行有十分重要的作用。本应急箱功能全面、优点突出,可代替发电机的应急方案,实现交流系统事故复电。