電壓互感器監測裝置在東宋泵站的應用

楊星龍

(山東省膠東調水工程壽光管理站,山東壽光 262700)

1 東宋泵站概況

(1)山東省膠東地區引黃調水工程位于山東省膠東半島北部,輸水線路自引黃濟青宋莊分水閘引水,至威海市的米山水庫,總廠322km,總設計流量22.0-4.8m3/s。該工程是《南水北調東線規劃》膠東輸水干線704km輸水路線的東段工程,是膠東輸水干線的重要組成部分。山東省膠東地區引黃調水工程由引黃濟青輸水河輸水,利用現在的宋莊、王耨兩級泵站提水,設建宋莊分水閘分水;新建輸水明渠,經灰埠、東宋、辛莊三級明渠泵站輸水;新建壓力管道、隧洞、暗渠,經黃水河、溫石湯、高疃、星石泊四級泵站加壓提水至威海米山水庫。

(2)東宋泵站是山東省膠東地區引黃調水工程7級泵站中的第2級泵站,位于萊州市東宋鎮西南,泵站的設計流量19.7m3/s,校核流量25.6m3/s,總設計揚程12.86m。泵站裝機6臺套,2臺調節機組,4臺主機組。調節機組為導葉式單基礎立式1000HDS-12水泵,單機流量2.75m3/s,其中配套異步電機型號YLBT630-12,功率560Kw,轉速495r/min,額定電壓10Kv;主機組為導葉式立式1400HD-14水泵,單機流量5.85m3/s,配套同步電機型號TL1100-16,功率1100kW,轉速375r/min,額定電壓10kV,電機采用半管道通風冷卻型式。泵站總裝機容量5520 k W。

(3)泵站設35kV專用變電站,單回路進線,引自220kV掖縣變電站,掖縣變電站以單回路35 k V鐵塔線路架設向本站供電,線路長13.5km,導線型號LGJ-120。變電站設3臺干式變壓器,其中兩臺主變,容量為5000kVA,變比為35kV/10.5kV,另一臺主變,容量為500kVA,變比為35kV/10.5kV。35kV分為Ⅰ、Ⅱ段單母線,中間設分段斷路器。10kV分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段單母線,其中Ⅱ、Ⅲ段設分段斷路器。Ⅰ段母線接輸水線路負荷、生活區站用變。Ⅱ、Ⅲ段母線分別接電機和站變。站變設兩臺,容量為400kVA,變比為10kV/0.4kV。生活區站變一臺,容量為100kVA,變比為10kV/0.4。

2 電壓互感器測控裝置介紹

(1)電壓互感器監測裝置是一種新型的電氣設備,主要是為了適應電廠、變電站的自動化系統而設計開發的。裝置主要是利用多路電壓輸入,實現對電網中多段的電壓的手動并列。同時微機型裝置更具備了檢測功能,可以測量多路電壓,并計算電壓值,同時實現低壓保護、過壓保護、P T斷線、母線接地情況報警等功能。本裝置利用隔離通信接口,可以將就地的實施數據通過現場總線的途徑將信息發送至控制終端。

(2)電壓互感器監測裝置是以過電壓保護、低電壓保護、接地保護及T V并列為基本配置的微機電壓互感器監測裝置,一般裝在高壓電壓互感器二次回路上,配以二次消諧波裝置。主要適用于6 k V及以上電壓等級的單母分段接線方式的電壓互感器監測。

(3)當母線或母線上所帶設備出現高壓、低壓或某項接地時,它能準確及時的發出報警,也可開出空節點,控制相應高壓回路斷路器跳閘。

(4)現在的微機電壓互感器裝置一般帶有通信功能,能方便的組態于自動化監控系統中,便于從中控室后臺及時發現母線上電壓故障,一般有兩種通信方式：RS-485通過通信設備或以太網口組態于網中。

(5)本保護裝置由以下插件構成：電源插件、信號插件、C P U插件、交流插件以及人機對話插件。

1)電源插件。由電源模塊將外部提供的交、直流電源轉換為保護裝置工作所需電壓。本模塊輸出+5 V、±15 V和+2 4V。+5 V電壓用于裝置數字器件工作,±件作 V電壓用于A/D采樣,24 V電壓輸出裝置,用于裝置驅動繼電器使用。

2)信號插件。信號插件部分主要包括切換繼電器(YQJ)、并列繼電器(ZJ1)、過電壓保護繼電器(ZJ2)、低電壓保護繼電器(ZJ3)、接地保護繼電器(ZJ5)、告警繼電器(GXJ)、保護信號繼電器(BXJ)。

3)C P U插件。C P U插件由微處理器C P U、R A M、R O M、Flash Memory等構成。高性能的微處理器CPU為32位浮點處理器,主頻達40MHz;A/D數據輸入精度達16位。集成電路全部采用工業品或軍品,使得裝置有很高的穩定性和可靠性。

4)交流插件。交流變換部分包括電流變換器TA和電壓變換器T V,用于將系統T A、T V的二次側電流、電壓信號轉換為弱電信號,供保護插件轉換,并起強弱電隔離作用。本插件的2個TA分別變換I1、I2二個電流量,10個TV分別變換二段母線電壓Ua1、Ub1、Uc1、Ul1、USA1及Ua2、Ub2、Uc2、Ul2、USA2。

5)人機對話插件。人機對話插件安裝于裝置面板上,液晶采用中文菜單方式顯示(操作),主要功能為：鍵盤操作、液晶顯示、信號燈指示及串行口調試。

3 泵站為什么要采用電壓互感器測控裝置

3.1 母線電壓監測

3.2 TV并列

4 泵站采用電壓互感器測控裝置實際效果

5 結語

一般泵站采用單母線分段主回路形式,每段母線上都有電壓互感器柜。電壓互感器保護裝置可以同時監測兩路或三路電壓信號,當過電壓、低電壓、接地時能發出報警,并準確提示故障回路,也能輸出節點控制相應斷路器的跳閘。

10kv兩段母線采用一個變壓器運行時,可以只投入一個電壓互感器柜,另一個母線二次電壓通過電壓互感器測控裝置手動或自動并列,即所謂的T V并列,將電壓信號給另一個母線二次回路使用。這樣可以省出一套10kV高壓電壓互感器不投入運行,作為備用。當兩段母線的電壓互感器都投入運行時,通過電壓互感器監測裝置自動解列,這樣兩段母線的二次電壓信號獨立運行。

(1)2013年6月23日晚上22點15分,東宋泵站10kv一段母線的電壓互感器監測裝置發出接地報警,并跳開往沿途閘站上的10kV線路斷路器。后經巡線后發現,是下游22線桿被車撞斷,架空線接地所致,幸虧斷路器跳閘,避免了一次嚴重事故。

(2)在實際的應用過程中,為了保證其使用符合實際的變電需求,確保操作過程中檢修P T所在的母線不會出現二次電壓失壓的情況,防止相應的保護裝置和電網的安全自動裝置不正確的動作,如線路距離保護裝置、自投裝置等,以及線路上的計量裝置不會出現失壓。實踐中將裝置上首尾兩個點進行短接,并列的過程就會出現不受P T閘刀的控制,此時裝置只受母聯刀閘的輔助接點控制,如果變電站是母聯刀閘分段,采用母聯刀閘雙輔助接點控制并列回路就會從自動分路中獨立開來,此時裝置的自動功能將消失,形成一個手動狀態的并列裝置。

東宋泵站采用電壓互感器監測裝置后,大大提高了上下游線路的安全性能,T V自動并列功能也用在兩臺主變10 k v母線上,大大提高了機組運行方式的靈活性和可靠性,為膠東調水工程的可靠運行提供了保障。

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