解列點是指現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用各種簡單的或高度自動化的綜合型解列裝置實施解列。電力系統(tǒng)受到干擾,其穩(wěn)定性遭到破壞,發(fā)電機和電力系統(tǒng)其他部分之間、系統(tǒng)的一部分和系統(tǒng)其他部分之間失去同步并無法恢復同步時,將它們之間的電聯(lián)系切斷,分解成相互獨立、互不聯(lián)系的部分,以防止事故擴大造成嚴重后果的重要措施。
簡介小水電是一種典型的分布式電源,具有因地制宜、規(guī)模小、投資少、就地成網(wǎng)、就近消納等特點。某電網(wǎng)各變電站接入的小電點多面廣,且機組容量小,由于受到地理條件限制,一般采用單聯(lián)絡(luò)線跟主網(wǎng)相聯(lián),線路保護簡單。
在上級110kV線路發(fā)生故障時,在豐水期存在區(qū)域電網(wǎng)短時穩(wěn)定后解列,但是小電運行特性有很大的不確定性,極有可能造成110kV重合閘的檢無壓、檢同期條件均不滿足,錯過重合時間最終導致上級110kV線路重合閘不成功而造成110kV變電站失壓1。
類型1.簡單的解列裝置
由檢測失步的失步繼電器和相應的執(zhí)行開斷的裝置構(gòu)成。根據(jù)事前系統(tǒng)計算分析的結(jié)果 ,配置于預先選定的系統(tǒng)合理的解列點上(相應的變電所內(nèi))。
2.綜合型解列裝置
配置在各變電所內(nèi)的解列裝置通過通道進行信息交換及綜合判斷,選擇在最適當?shù)牡攸c實施解列。
解列點設(shè)置分析為了解決當線路發(fā)生瞬時故障,因小電影響導致110kV變電站失壓,小電無法上網(wǎng)這一系列問題,已有的小電解列方式設(shè)置逐漸不滿足對供電可靠性要求,需要對解列方式進行優(yōu)化,當前主要存在以下幾個問題:
1. 當110kV變電站并網(wǎng)通道發(fā)生故障,采用解列重合閘方式跳開帶有小電的并網(wǎng)線路,但此類線路多為各縣電網(wǎng)與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的主要聯(lián)網(wǎng)點,并網(wǎng)斷路器聯(lián)切后,由于各縣電網(wǎng)的穩(wěn)定性差,易造成各縣電網(wǎng)瓦解及城市重要負荷損失。
2. 由于各變電站基本未裝設(shè)故障解列裝置,且小水電機組運行特性復雜,為防止非同期合閘對發(fā)電機造成的沖擊,110kV變電站35kV帶小電線路重合閘均退出。當此類線路發(fā)生瞬間故障時,不能通過重合閘迅速恢復送電,降低了供電可靠性。
3. 110kV變電站基本裝設(shè)有中、低壓側(cè)備自投裝置。為防止備自投動作造成非同期合閘沖擊并網(wǎng)發(fā)電機,而增加了聯(lián)切回路和備自投閉鎖回路,在備自投動作合備用斷路器前,聯(lián)切并網(wǎng)小電線路,但增加的環(huán)節(jié)容易因為壓板誤投切、小電并網(wǎng)斷路器位置接點有缺陷等原因而造成裝置拒動、誤動,降低了供電可靠性1。
解決措施現(xiàn)考慮將小電并網(wǎng)線路上的故障解列點由系統(tǒng)側(cè)調(diào)整至各縣公司管轄范圍內(nèi),從而提高供電可靠性。
1.解列點設(shè)置原則
1) 設(shè)置的小電故障解列點盡量靠近電源點,解列后變電站失壓站數(shù)最少為宜。
2) 確保解列點解列后片區(qū)小網(wǎng)不會出現(xiàn)高頻、過壓而造成用戶設(shè)備損壞。
3) 以35kV電壓等級接入系統(tǒng)的電廠原則上設(shè)置在35kV變電站的并網(wǎng)開關(guān),電廠側(cè)有條件的情況下,可以考慮設(shè)置在電廠側(cè)。
4) 對于以10kV電壓等級并入35kV變電站的電廠,點多面廣,運行維護水平低,管理困難大, 原則上設(shè)置在上級35kV變電站10kV并網(wǎng)開關(guān)。
2.技術(shù)原則
1) 對35 kV變電站系統(tǒng)接線要求:并網(wǎng)線路系統(tǒng)側(cè)必須裝設(shè)線路TV(系統(tǒng)側(cè)投檢無壓重合閘),35kV變電站即有負荷又有小電源并網(wǎng)。
由于小水電一般是徑流式發(fā)電,受到季節(jié)性影響比較大,有水多發(fā),無水不發(fā),故障解列功能配置與并網(wǎng)變電站供求關(guān)系有關(guān)系:必須具備低壓、過壓、低頻、高頻解列功能。必須使用專用故障解列裝置,不得使用具有壓差閉鎖和頻差閉鎖功能的低頻低壓減載裝置作為故障解列使用,且裝置動作電壓取自35kV母線TV或者10kV母線TV,35kV變電站聯(lián)跳所有小電并網(wǎng)的斷路器,電廠聯(lián)跳所有發(fā)電機出口斷路器或者升壓變高壓側(cè)斷路器,同時需接入母線電壓3U0及聯(lián)網(wǎng)線路的電壓。
2)其它基本要求:安裝解列點的上級線路需裝設(shè)有線路TV,且保護裝置具有檢無壓重合閘功能,若無線路TV或檢無壓功能則不允許投入重合閘?,F(xiàn)場安裝時必須安裝出口投退壓板,可以根據(jù)運行方式變化進行投退跳閘出口2。
解列點優(yōu)化研究1.調(diào)整后的優(yōu)勢
小電故障解列點從系統(tǒng)側(cè)調(diào)整至35kV變電站或電廠則,結(jié)合普洱各縣級電網(wǎng)的實際情況,形成普洱電網(wǎng)小電故障解列點優(yōu)化設(shè)置方案。解列點調(diào)整后的優(yōu)勢:
1) 在110kV變電站并網(wǎng)通道瞬時故障時,由故障解列裝置直接切除小電并網(wǎng)斷路器,可以避免聯(lián)切縣公司35kV變電站負荷,保證部分重要35kV變電站不失壓、負荷不損失。
2) 在35kV并網(wǎng)通道瞬時故障時,能通過重合閘補救,消除了因瞬時故障而造成局部電網(wǎng)與系統(tǒng)解列的風險。
3) 將小電并網(wǎng)線路上的故障解列點由系統(tǒng)側(cè)移至縣公司35kV變電站側(cè)后,新建110kV變電站可考慮取消配置備自投或線路保護聯(lián)切小電并網(wǎng)斷路器回路,降低110kV變電站二次回路的復雜程度。
2.存在風險及控制措施
1)在豐水期發(fā)電能力足夠的情況下,在110kV變電站解列小電線路,解列的電網(wǎng)存在發(fā)供電平衡的可能,若解列點調(diào)整后,在系統(tǒng)故障時所有小電均被切除,在故障為永久故障重合閘不成功時則直接導致縣電網(wǎng)瓦解。
控制措施:通過110kV線路跳閘的統(tǒng)計來看,發(fā)生永久故障的概率較小,同時在110 kV 聯(lián)網(wǎng)線路跳閘后,縣電網(wǎng)基本崩潰,調(diào)整后縣電網(wǎng)崩潰的風險依然存在。需要加強線路維護工作,盡量避免永久性故障發(fā)生。
2)故障解列點調(diào)整后,110kV變電站將不再設(shè)置聯(lián)切回路,若存在縣公司的解列裝置不能可靠解列小電,可能造成110kV變電站線路重合閘動作不成功,存在110kV變電站失壓的風險。
控制措施:
要保證每個公司安裝的故障解列必須為專用的故障解列裝置,具有低頻、高頻、低壓、過壓解列功能,不能用低頻低壓減載裝置代替故障解列功能,保證在110kV聯(lián)網(wǎng)通道發(fā)生故障時能夠可靠動作。
3)故障解列點調(diào)整后,在發(fā)生110kV線路故障時,由于故障解列裝置安裝點距離故障點電氣距離較遠,電壓下降幅度較小或基本不變,造成低壓解列不能準確判別,只能靠頻率進行判別,同時故障解列裝置的定值沒有一個標準的算法,只能設(shè)置經(jīng)驗值。
控制措施:
a 建議將帶有小電的110 kV線路保護進行改造,保護的重合閘升級為具有慢速重合閘功能,也即延長重合閘檢無壓(檢同期)的檢測時間,保證在故障解列裝置未可靠動作情況下,可以在小電網(wǎng)自行解列(一般最長時限約為6min)后再進行重合,從而減少因故障解列裝置拒動而造成110kV變電站失壓的情況發(fā)生,同時根據(jù)修編后的《南方電網(wǎng)10 kV~110kV線路保護技術(shù)規(guī)范》要求,新建110kV線路保護自動重合閘整組復歸時間固定為10min,技改工程在現(xiàn)場接線滿足的條件下可參照執(zhí)行。建議結(jié)合停電計劃,逐步將有小電上網(wǎng)、所供片區(qū)負荷具有較大穩(wěn)定可能性的線路保護進行升級改造,增加慢速重合閘功能。
b.結(jié)合其他局經(jīng)驗及普洱電網(wǎng)的特點設(shè)置定值,同時每次動作后及時收集動作信息,對動作值進行分析逐步優(yōu)化定值。
4)故障解列點調(diào)整到縣公司后,故障解列裝置的整定、調(diào)度、維護都由各縣公司進行管理,在運行操作、管理、維護等方面帶來誤整定、誤操作(壓板誤投退、定值區(qū)誤投切)、裝置拒動誤動等風險。
控制措施:
a.要求各縣調(diào)必須密切跟蹤小電開停機情況來投退解列小電功能;
b.各縣公司必須做好日常裝置的巡視維護工作,在裝置發(fā)生異常時要及時匯報處理;
c.各縣公司必須做好定值的整定計算和執(zhí)行,定值必須經(jīng)過地調(diào)的審核,避免因整定或執(zhí)行錯誤而造成裝置拒動或誤動;
d.加強對縣公司的運維及調(diào)度人員的培訓工作,確保對故障解列裝置的運維水平和管理水平得到全面提升。
5)故障解列點調(diào)整到各縣公司后,由于各公司變電站的信號未接入到地調(diào),地調(diào)調(diào)度人員不能及時掌握裝置的狀態(tài)以及動作信息。
控制措施:
a.做好現(xiàn)場運行人員的培訓工作,在裝置動作或異常時能夠準確及時報送信息;
b.加快35 kV變電站光纖全覆蓋范圍,將故障解列裝置信息傳送地調(diào)。
總結(jié)水電在電力供應結(jié)構(gòu)中站了很大的比重,但是小水電的管理水平相對滯后,隨著大規(guī)模的小水電并網(wǎng)運行,對電網(wǎng)的影響越來越顯著。小電運行特性較復雜,可能導致重合閘不成功而造成110kV變電站失壓,通過對故障解列點設(shè)置進行優(yōu)化,很大程度上提高了供電可靠性,減少了小水電棄水,窩電,使普洱電網(wǎng)盡可能就地消納小水電電量。方案有效性在實際工程中得到了驗證,對小水電群富裕地區(qū)小水電上網(wǎng)有一定的參考意義。
下一步要重點做好以下工作:一是針對因無線路TV或線路TV損壞而無法投入重合閘的,及時報技改項目進行安裝和更換,盡早滿足重合閘投入條件;二在有新增或變更小水電線路時要及時溝通,并做好故障解列線路的接入或調(diào)整工作;三是持續(xù)做好故障解列裝置動作的相關(guān)信息收集,以便于進行分析優(yōu)化2。
本詞條內(nèi)容貢獻者為:
徐恒山 - 講師 - 西北農(nóng)林科技大學