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[導(dǎo)讀]摘要:針對(duì)廣州某110kV變電站發(fā)生過(guò)多起合閘回路控制回路斷線導(dǎo)致的送電延時(shí)或開關(guān)重合閘拒動(dòng)事件,對(duì)該站10kV饋線備用柜的合閘回路進(jìn)行整體細(xì)致的檢查,發(fā)現(xiàn)該站10kV開關(guān)柜合閘回路存在多方面的安全隱患。在分析運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種異常情況后,結(jié)合多年來(lái)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際接線情況,因地制宜,巧妙利用原有設(shè)備的接線端子及電纜,以最簡(jiǎn)潔的改動(dòng)方式完成了對(duì)合閘回路的改進(jìn)。改進(jìn)技術(shù)方案巧妙利用原有設(shè)備和回路,無(wú)須重新放電纜、打孔或增加端子排,具有成本低、風(fēng)險(xiǎn)小、施工時(shí)間短、成效顯著的特點(diǎn)。由于同期投運(yùn)的許多舊站均沿用同樣的設(shè)計(jì)模式,該技術(shù)方案具有較強(qiáng)的可推廣性。

引言

廣州增城地區(qū)某110kV變電站的10kV配電設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行超過(guò)14年,所有10kV開關(guān)柜設(shè)備型號(hào)均為汕頭正超電氣集團(tuán)有限公司的xGN2B一12。隨著運(yùn)行年限增加,一二次設(shè)備老化,該站10kV開關(guān)柜合閘回路暴露出諸多運(yùn)行缺陷。據(jù)統(tǒng)計(jì),該站10kV設(shè)備在最近一年內(nèi)發(fā)生過(guò)多起因?yàn)楹祥l回路控制回路斷線導(dǎo)致的送電延時(shí)事件,此外,還發(fā)生過(guò)一起饋線開關(guān)事故跳閘后開關(guān)拒動(dòng)導(dǎo)致重合閘失敗的事件。經(jīng)對(duì)該站10kV饋線備用柜的合閘回路進(jìn)行細(xì)致排查,發(fā)現(xiàn)該站10kV開關(guān)柜合閘回路存在多方面的安全隱患,包括設(shè)計(jì)回路圖與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線不一致、開關(guān)機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)不合理等問(wèn)題,這些問(wèn)題既增加了變電站實(shí)際運(yùn)維的難度,又給該區(qū)域的供電可靠性埋下了影響極大的安全隱患。近年來(lái),各級(jí)公司層面對(duì)供配電可靠性的要求越來(lái)越高,而該站所擔(dān)負(fù)的負(fù)荷又是廣州增城城區(qū)的重要負(fù)荷,重合閘失敗及送電延時(shí)導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益損失日益突出,必須對(duì)原來(lái)的合閘回路進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。此外,除了此座變電站,增城片區(qū)同期投運(yùn)的幾個(gè)變電站均沿用同樣的設(shè)計(jì),都存在很大的安全隱患。因此,通過(guò)對(duì)該站10kV開關(guān)柜合閘回路的勘察及改造,可以探索出一個(gè)最優(yōu)解決方案,為日后其他舊站改造提供借鑒。

1缺陷排查及技術(shù)分析

為徹底查明該變電站10kV開關(guān)柜合閘回路頻繁發(fā)控制回路斷線的問(wèn)題,對(duì)該站站內(nèi)的10kV備用饋線開關(guān)柜的合閘回路進(jìn)行仔細(xì)勘察及測(cè)試,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)院出具的設(shè)計(jì)原理圖中的合閘回路與廠家原理圖及機(jī)構(gòu)內(nèi)部實(shí)際接線不一致,圖1為設(shè)計(jì)原理圖,圖2、圖3為經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查線后繪出的變電站10kV開關(guān)柜合閘回路及儲(chǔ)能回路實(shí)際接線圖。

圖2中,端子1D59、1D60是開關(guān)柜內(nèi)的機(jī)構(gòu)外部端子排,I-1、I-5端子是機(jī)構(gòu)內(nèi)部端子排。經(jīng)過(guò)回路分析及實(shí)際試驗(yàn)認(rèn)證,該合閘回路存在如下技術(shù)缺陷:

(1)機(jī)構(gòu)內(nèi)部防跳回路設(shè)計(jì)不合理,影響合閘可靠性。從圖2可以看出,在開關(guān)柜實(shí)際的合閘回路中,無(wú)論是重合閘還是手動(dòng)合閘,只要合閘脈沖已經(jīng)發(fā)出,開關(guān)柜內(nèi)的防跳繼電器FJ立刻得電動(dòng)作,其常閉接點(diǎn)會(huì)切斷合閘回路?,F(xiàn)場(chǎng)防跳繼電器FJ的型號(hào)為JQX-13F,經(jīng)查閱廠家資料,得知其得電吸合時(shí)間與失電釋放時(shí)間為25mS左右,而由檢修班的開關(guān)機(jī)械特性試驗(yàn)得知10kV開關(guān)柜斷路器的合閘時(shí)間約為35mS(從收到指令到主觸頭完全閉合)。假如斷路器合閘線圈由于老化或卡阻的原因?qū)е潞祥l線圈吸合時(shí)間超過(guò)25mS,這時(shí)開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)還未脫扣,而合閘回路已被切斷,就會(huì)導(dǎo)致開關(guān)拒動(dòng)合閘失敗。另外,由于防跳繼電器FJ長(zhǎng)期保持得電狀態(tài),容易發(fā)熱加速接點(diǎn)老化。且機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部振動(dòng)頻繁又無(wú)除濕裝置,運(yùn)行環(huán)境惡劣,導(dǎo)致其常閉接點(diǎn)往往接觸不良,從而增加了合閘回路的電阻[現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到斷路器合閘回路電阻為154.1Ω,而合閘線圈的額定參數(shù)為130×(1±5%)Ω],抬高了最低合閘電壓,因此該機(jī)構(gòu)內(nèi)部的防跳回路嚴(yán)重影響到合閘回路的可靠性。

(2)儲(chǔ)能中間繼電器ZJ冗余,長(zhǎng)期帶電容易損壞而導(dǎo)致控制回路斷線,影響重合閘成功率。由圖3可知,儲(chǔ)中間繼電器是否損壞,不利于運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)告警隱患,并極有可能導(dǎo)致運(yùn)行中的設(shè)備重合閘不成功。

(3)跳位監(jiān)視回路設(shè)計(jì)不合理,未能監(jiān)視完整的合閘回路。按照?qǐng)D2原先的設(shè)計(jì),跳位監(jiān)視回路僅能監(jiān)視合閘線圈HQ或開關(guān)輔助接點(diǎn)b1的狀態(tài),當(dāng)儲(chǔ)能中間繼電器接點(diǎn)ZJ或防跳繼電器接點(diǎn)FJ或開關(guān)輔助接點(diǎn)b2斷開時(shí),跳位繼電器TWJ依然動(dòng)作,裝置不會(huì)發(fā)控制回路斷線信號(hào)。

2改進(jìn)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查得出的分析結(jié)果,結(jié)合南方電網(wǎng)《110kV變電站二次接線標(biāo)準(zhǔn)》(Q/CSG1201010一2016)以及現(xiàn)場(chǎng)接線情況,制訂了一個(gè)既簡(jiǎn)潔又符合規(guī)范要求的改進(jìn)方案。具體改動(dòng)有如下幾方面:

(1)根據(jù)南方電網(wǎng)《110kV變電站二次接線標(biāo)準(zhǔn)》,就地防跳和操作箱防跳應(yīng)優(yōu)先保留就地機(jī)構(gòu)防跳,在沒(méi)有機(jī)構(gòu)防跳時(shí)才考慮使用保護(hù)防跳,這樣可避免保護(hù)退出時(shí)防跳也同時(shí)失去的風(fēng)險(xiǎn)。但該變電站的10kV開關(guān)柜廠家機(jī)構(gòu)內(nèi)部防跳回路設(shè)計(jì)不合理,且繼電器運(yùn)行存在不可靠風(fēng)險(xiǎn),故將其防跳繼電器FJ拆除??紤]到廠家內(nèi)部接線為U型冷壓銅接頭,底座螺絲接線緊固,故直接利用其原有底座可靠短接其常閉接點(diǎn),經(jīng)測(cè)量短接后的接點(diǎn)電阻接近于0,短接效果良好。改進(jìn)后的防跳回路采用保護(hù)裝置操作箱內(nèi)部的防跳回路。

(2)考慮到圖2合閘回路中已有彈簧儲(chǔ)能行程開關(guān)1WK作為閉鎖接點(diǎn),故將柜內(nèi)的儲(chǔ)能中間繼電器ZJ取消,并直接在該繼電器的接線端子處短接其合閘回路中的常開接點(diǎn),解開儲(chǔ)能中間繼電器的A1端電纜接入儲(chǔ)能指示燈,直接采用彈簧儲(chǔ)能行程開關(guān)1WK驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能指示燈,圖4為改進(jìn)后的儲(chǔ)能回路。

(3)根據(jù)南方電網(wǎng)《110kV變電站二次接線標(biāo)準(zhǔn)》的要求,TWJ應(yīng)能監(jiān)視包括"遠(yuǎn)方/就地"切換把手、斷路器輔助接點(diǎn)、合閘線圈等的完整合閘回路。故將跳位監(jiān)視回路前移至機(jī)構(gòu)外部的端子排,即將1D60至I-5的配線兩側(cè)均解開,直接在端子排處用短接片短接1D59、1D60。圖5為改進(jìn)后的合閘回路,TWJ可監(jiān)視完整的合閘回路。

3現(xiàn)場(chǎng)施工及測(cè)試情況

形成改進(jìn)方案后,結(jié)合檢修班組對(duì)該站10kV開關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行特性試驗(yàn)的契機(jī),開展了10kV開關(guān)柜合閘回路的改造。由于改進(jìn)方案涉及所有10kV配電設(shè)備,但停電時(shí)間短,涉及的改動(dòng)多,且設(shè)備處于投運(yùn)狀態(tài),不方便重新放電纜、加端子排、穿孔,故制訂的改線方案中的每一項(xiàng)改動(dòng)都力求做到最簡(jiǎn),同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中,巧妙利用原有設(shè)備及回路,最終做到不放電纜,無(wú)須配線,無(wú)須增加端子排或穿孔,安全高效地完成改造工作,改造一個(gè)間隔平均只需花費(fèi)15min。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),防跳回路可靠有效,彈簧未儲(chǔ)能時(shí)可以有效閉鎖合閘回路,同時(shí)保護(hù)裝置發(fā)控制回路斷線信號(hào)。從I-1和I-2測(cè)量得合閘回路電阻約為138.5Ω,經(jīng)檢修班機(jī)械特性校驗(yàn)得到最低合閘電壓約為168.4V<80%Un(Un為220V),合閘時(shí)間為35mS左右,滿足南網(wǎng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求,可以投入運(yùn)行。

4成果效益及推廣價(jià)值

該站10kV開關(guān)柜改造后,該站10kV饋線未發(fā)生開關(guān)拒動(dòng),10kV配電設(shè)備操作送電20余次,均順利送電。此10kV開關(guān)柜合閘回路改進(jìn)方案的實(shí)施,一方面提高了運(yùn)行人員操作的成功率和及時(shí)性,另一方面又減輕了繼保檢修人員的維護(hù)壓力,同時(shí)大大提高了該站供電區(qū)域的運(yùn)行可靠性,避免了因開關(guān)拒動(dòng)而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

5結(jié)語(yǔ)

10kV配電設(shè)備作為與用戶連接的最后一段通道,其開關(guān)動(dòng)作的可靠性與配網(wǎng)供電可靠性息息相關(guān)。與該變電站類似的一批舊站在投產(chǎn)之初,受限于技術(shù)設(shè)備及其他原因,所設(shè)計(jì)的合閘回路存在一定缺陷,特別是在繼電器等設(shè)備老化后,該合閘回路的安全隱患暴露無(wú)疑,不符合現(xiàn)在公司所規(guī)定的規(guī)范要求,亟需改進(jìn)。此次10kV開關(guān)柜合閘回路改造成本低、風(fēng)險(xiǎn)小、施工時(shí)間短、成效大,實(shí)踐證明該改進(jìn)方案是可行且成功的,可以直接有效地推廣到有相似問(wèn)題的舊站改造中。

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