台州南部电网自动切负荷装置的研制

　

摘要：分析了浙江台州南部电网稳定性问题，从仿真计算中得出了自动切负荷装置的设计原则，并对装置的实现方案、判据要求和防误动等作了进一步讨论。

关键词：自动切负荷装置 设计原则 防误
1 前言

　　随着浙江电网负荷的日益增长，电网网架结构上存在的缺陷逐渐暴露出来，在某些方式下已经成为局部电网运行的安全隐患，台州南部电网就是其中的存在比较突出问题的局部电网之一。台州南部电网由桔乡、泽国、海门、龙门四个220 kV变电所组成，向南通过台桔2355、台国2350、台门2348与台州电厂Ⅱ段母线相连，通过泽温2365与温州电厂相连，如图1所示。近期，台州、温州地区负荷增长迅猛，在台州电厂220 kVⅡ段母线单母差或母差停用方式下，如发生Ⅱ段母线故障，台南四个220 kV变电所仅靠泽温2365线单线通过温州电厂转供，而此时温州地区与主网的联系只剩临温2356线和温丽2363线两回，极有可能导致温州、台州地区的电压崩溃和温州电厂机组失稳；同样，在泽温2365线检修方式下，如发生台州电厂220 kVⅡ段母线故障，也会出现台桔2355线一线带四变运行的局面，严重的过载情况将引起线路烧断，从而造成大面积停电的恶性事故。


　　在对上述问题作了专题研究基础上，提出了在台州南部的桔乡、泽国、海门三个220 kV变电所增装三套低压、过流自动切负荷装置的可行性方案，作为台州南部电网稳定运行的近期对策。以下就方案实施过程中遇到的装置设计、判据实现及装置防误等具体问题进行探讨。


　　 （1）台州220 kVⅡ段母线单母差或母差停用方式下，母线故障跳闸后各变电所220 kV母线电压很低，无法维持稳定运行；增装了自动切负荷装置，则母线故障跳闸后再切除部分负荷，能够保住重要用户的供电。

（2）泽温2365线检修方式下，台州电厂220 kVⅡ段母线副母故障跳闸，台南各变电所220 kV母线电压下降有限，但联络线严重过载；台桔2355线转移功率将达到400 MW左右，泽乡2343线有功功率增加到300 MW左右。

　　上述结论表明，只要在台州220 kVⅡ段母线跳闸后，能及时切除台南部分负荷，快速缓解低电压程度，就能保证重要用户持续供电；或者在泽温2365线检修方式下，出现台桔2355、泽乡2343线过载时，及时切除台南电网部分负荷，快速降低线路事故后的潮流至相对安全的水平，就能为调度员进行事故处理赢得宝贵的时间。正是基于这样的考虑才确立了如下的自动切负荷装置设计原则：

　　（1）正常方式下，将装置停用，因此，在装置设计上就不考虑在正常方式下的防误问题。

　　（2）装置在设计上考虑两种切负荷机理：1）低压切负荷，用于台厂220 kVⅡ段母线单母差和母差停用方式；2）过载切负荷，用于泽温2365线检修方式。由于区调对装置所切除负荷的性质、特性比较了解，因此，装置的投、停用操作，采用省调许可、区调发令形式。

　　（3）在低压切负荷方式下，装置选用的判据较多，具有很高的可靠性，除了将联络线功率、母线电压作为主要判据外；还将采用电压突变量作为辅助判据。由于在台厂220 kVⅡ段母线跳闸后，各变电所母线电压很低，为避免引起电网瓦解，装置的低压切负荷动作时间不宜太长。

　　（4）在泽温2365线检修方式下台厂220 kVⅡ段副母跳闸后，由于台南电网电压下降十分有限，因此，装置过载切负荷可选用的判据只有线路负荷电流这一物理量，判据单一。考虑到台桔2355、泽乡2343均为LGJQ－500导线，冬／夏季可载流量达1086／831 A，在保证线路热稳定前提下，通过适当延长过载切负荷动作时间，确保过载切负荷的可靠性。




3 自动切负荷装置实施方案

3．1 装置总体简介
（1）装置硬件结构
　　 装置采用南自院稳定技术所的模块组合型UFV－2C型产品，能在不同方式下监测装设地点的母线电压、联络线潮流，如发现电压、联络线潮流异常，根据判据判定是否切负荷。

　　 装置模拟输入量6个，其中电压量2个：U

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AB、UBC，当用于双母线时可用电压自动切换插件；电流量4个：I1a、I1c、I2a、I2c，即最多可测量二回线路的两相电流，如变电所有超过二回以上线路的电气输入模拟量，则需增加一块单元处理机板（DCJ），这样又可增加四回线路的电气量，依次类推，最终可完成多回线路比较复杂的判断功能。本项目的三套装置之中只有泽国变的装置增加了1块DCJ单元处理机板。开关输入量4个，可用于某些逻辑判断功能。

　　装置的外围回路接线简单可靠，所用继电器返回系数较高，有利于在过载切负荷方式下装置及时可靠返回，防止过切负荷。
　　（2）装置软件结构
　　 装置的微机部分对经过变换后的输入交流电压UAB、UBC的瞬时值进行采样，采样周期为T／12（当T为20 ms时，采样周期为1．666 ms），再计算出电压有效值。软件结构分为主循环程序和中断事故处理程序两大部分。中断程序主要完成电压瞬时值采样，电压、电流有效值计算、du／dt计算，启动低压、过载事故判断等等，输出控制及中央信号等，用压板切换方式完成中断程序相应功能的选择性。主循环主要完成面板显示、定值修改、回路自检、信号复归及整组试验、打印输出等功能。
　　（3）屏面布置设计要求
　　 因装置在电网正常运行方式下停用，只有在台州220 kVⅡ段母线单母差或母差停用时装置投低压切负荷方式、在泽温2365线检修时装置投过载切负荷方式，所以装置屏上设有方式投用闭锁式压板。根据电网运行方式要求，只能投放在“低压切负荷”位置或“过载切负荷”位置；另外，装置还设有出口总压板，只要取下出口总压板，切负荷命令就无法出口。由于选用的判据中包含有联络线电气量，因此装置的交流电压回路取自联络线保护屏和旁路保护屏的电压切换回路，并经过QK切换（QK有“本线”、“旁路代”两种状态），联络线和旁路的A、C相电流接入装置的电流回路，并通过切换开关辅助接点控制两个开关量输入回路，当联络线本开关运行时，切至“本线”，当旁路代联络线时切至“旁路代”。
3．2 低压切负荷控制方式
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