500kV变电站的站用变保护装置与控制电源分析.pdf

Applications创新应用294 集成电路应用 第 40 卷 第 10 期（总第 361 期）2023 年 10 月于35kV以下电压等级厂用变、所用变、接地变的保护及测控8。2#站用变只配置单套保护，其保护装置的直流电源回路图如图2所示。由图2可知，保护的装置电源由直流分馈段屏（KM1）提供，控0 引言变电站站用电系统，是保障变电站安全、可靠运行的一个重要环节1。变电站任何电气部分，无论是一次设备，还是二次设备，要使其正常投入使用，都离不开站用电系统2。往往由于站用电系统不可靠出事故，造成全站失电，甚至危及电网的安全运行。因此，确保站用电系统的安全运行是至关重要的3。站用电系统的可靠运行离不开站用变继电保护装置的可靠性，而直流电源对于继电保护来说是非常重要的，它的可靠性如果不能得到保证，继电保护的可靠性也就无从谈起4-6。从系统故障发生，到保护装置动作，再到相应断路器跳开，这中间任何一个环节出了问题，都将导致无法及时将故障与运行系统隔离，造成越级跳闸，使停电范围扩大，并且严重威胁运行设备的安全。然而站用电系统存在的隐患，并未引起人们的高度重视7。本文针对某500kV变电站的35kV站用变保护的直流电源回路存在隐患的若干环节进行探析，并提出相应的改进措施。1 研究背景500kV站用变保护现存问题。某500kV变电站35kV站用变接线示意图如图1所示。2#站用变采用许继WCB-851/P型号的保护测控装置。该装置适用作者简介：徐佳赟，国网河南省电力公司超高压公司，工程师，硕士研究生；研究方向：电力系统及其自动化。收稿日期：2023-04-25；修回日期：2023-09-22。摘要：阐述500kV变电站内35kV站用变保护装置与控制电源的配置，在任何一路直流电源失电的情况下，存在站用变保护装置都无法跳开断路器的隐患，提出两种相应的改进措施。关键词：直流电源，站用变保护，二次回路，可靠性。中图分类号：TM63 文章编号：1674-2583(2023)10-0294-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.10.135文献引用格式：徐佳赟，杨岚沛，封永才，王鑫，达慧，马宇辉，侯可，陈怡霏.500kV变电站的站用变保护装置与控制电源分析J.集成电路应用,2023,40(10):294-295.500kV变电站的站用变保护装置与控制电源分析徐佳赟，杨岚沛，封永才，王鑫，达慧，马宇辉，侯可，陈怡霏（国网河南省电力公司超高压公司，河南 450100）Abstract This paper describes the configuration of the 35kV station transformer protection device and control power supply in a 500kV substation.In the event of any DC power loss,there is a hidden danger that the station transformer protection device cannot trip the circuit breaker.Two corresponding improvement measures are proposed.Index Terms DC power supply,station transformer protection,secondary circuit,reliability.Analysis of Station Transformer Protection Device and Control Power Supply in 500kV SubstationXU Jiayun,YANG Lanpei,FENG Yongcai,WANG Xin,DA Hui,MA Yuhui,HOU Ke,CHEN Yifei(State Grid Henan Electric Power Company Ultra High Voltage Company,Henan 450100,China.)图2 站用变保护直流电源回路图图1 35kV 站用变接线示意图Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 10 期（总第 361 期）2023 年 10 月 295制电源由直流分馈段屏（KM2）提供。保护出口跳闸回路如图3所示，其中节点901、902闭合需要第一路直流电源（KM1）供电，节点1-1Q2D3的电源来自第二路直流电源（KM2）。由以上分析可知，当第一路直流电源失电时，保护装置失电，保护功能无法实现；当第二路直流电源失电时，保护虽能正确动作，但跳闸回路无法工作。即两路直流电源中任何一路失电，2#站用变保护装置将无法跳开断路器，延长故障时间，可能造成越级跳闸事故。相关一次接线图如图4所示，若2#站用变发生区内故障，保护装置无法跳开35站用2断路器，故障依然存在。35kV母线感受到故障电流，2号主变低压侧后备保护动作，第一时限跳开低压侧开关352。若352开关失灵，则第二时限跳2号主变三侧开关。2 优化措施分析（1）措施一。为保证站用变保护的可靠性，可对站用变保护直流电源回路作如图5的改进。即站用变保护的装置电源和控制电源均由第一路直流电源提供，此时图3中的节点1-1Q2D3及节点901、902的闭合均由第一路直流电源提供。这样改进后，在第二路直流电源失电的情况下，仍能保证站用变保护的装置电源和控制电源由第一路直流电源不中断供电，保护的可靠性得到有效提高。（2）措施二。若不考虑经济性，为进一步提高站用变保护可靠性，应给站用变配置两套保护装置，即站用变第一套保护装置电源和控制电源均由第一路直流电源提供，此时图3中的节点1-1Q2D3及节点901、902的闭合均由第一路直流电源提供；第二套保护装置电源和控制电源均由第二路直流电源提供。这样改进后在两路直流电源有一路失电的情况下，能保证其中一套站用变保护的装置电源和控制电源不中断供电。3 结语本文针对某500kV变电站35kV站用变保护的装置电源和控制电源分别由两路直流电源供电，在任何一路直流电源失电的情况下，存在站用变保护装置都无法跳开断路器的隐患，提出了相应的改进措施。第一种改进措施是站用变保护的装置电源和控制电源均由第一路直流电源提供，这样在第二路直流电源失电的情况下，仍能保证站用变保护的装置电源和控制电源由第一路直流电源不中断供电，这种改进措施只需要更改接线，不增加额外的经济费用，也能有效提高站用变保护直流电源供电的可靠性；第二种改进措施是给站用变配置两套保护，站用变第一套保护装置电源和控制电源均由第一路直流电源提供，第二套保护装置电源和控制电源均由第二路直流电源提供，这样在两路直流电源有一路失电的情况下，能保证其中一套站用变保护的装置电源和控制电源不中断供电，这种改进措施可以进一步提高可靠性，虽增加了经济成本，但考虑到500kV变电站的重要性，也可适当考虑第二种改进措施。参考文献1 吴霄.变电站站用电系统存在问题及改进措施J.四川电力技术,2003(03):16-35.2 镇威,荣军,尹忠葵.一起站用电失压事件的分析及改进措施J.电工电气,2017(09):72-73.3 郭威,陈晓芳,李晔等.变电站站用不停电改造技术J.通信电源技术,2019,36(02):103-106.4 蒋瑞芳.变电所所用电二次接线的改进J.浙江电力,1998(02):68-71.5 加根茂.站用变投切控制回路的改进J.电工电气,2019(03):73-74.6 王建元,武金亚,温伟伟等.基于DC-DC变换的变电站直流电源设计J.电测与仪表,2018,55(24):140-144.7 王赢,杨洁民,陈培龙等.鲁西换流站高压站用变保护配置存在的问题探讨J.广西电力,2018,41(02):17-20+24.8 宋兵,刘国兴,鄂士平.站用电运行方式及备自投系统的研究与改进J.工程建设与设计,2016(08):66-67.图3 站用变保护出口跳闸回路图图4 相关一次接线图图5 改进的直流电源回路图