風電場老舊接地變保護跳閘回路改造

劉帥

摘要：隨著國內繼電保護技術的快速發展并趨于國網“九統一”標準化設計原則，電力企業對供電安全及質量要求也越來越高，而許多成立時間較早的風電場老舊保護裝置功能缺失容易造成保護誤動、拒動，越來越不適應安全生產要求，改造必須快速、高效且經濟的進行。本文根據某風電場多年來的接地變保護運行情況分析，提出了舊保護配置存在的問題，并針對問題和設備實際情況進行了相應改造。

關鍵詞：供電安全;九統一;保護裝置;功能缺失;保護誤動拒動;改造

一、引言

某風電場接地變開關柜保護已經經過將近10年的使用，在初期設計時未周全考慮接地變保護動作聯跳本母線段所有開關及主變高低壓各側開關間配合，存在安全隱患，已不能滿足風電場繼電保護要求，本文根據風電場多年來的接地變保護運行情況進行分析，提出了接地變保護配置存在的問題，并針對問題和設備實際情況采取了相應改造。

二、設備概況

某風電場于2010年進行籌建，2012年建設完成，總裝機容量為99MW，站內1條110kV送出線路將匯集電能送出，110kV側采用單母線接線方式，由聯絡開關將110kV I、II母聯絡，安裝2臺容量為50MVA的油浸式有載調壓變壓器，接線組別：Yn，dll，110kV中性點經隔離開關接地，配置并聯的中性點避雷器及放電間隙，2臺主變分別接于110kV I、II母。

三、問題的提出

風電場接地變系統采用環氧樹脂澆筑型三相干式接地變壓器，曲折ZN型聯結，主要用于35kV △系統引出中性點經接地電阻接地，加速泄放回路中的殘余電荷，在限制過壓的同時通過零序電流保護，實現有選擇的跳閘并隔離故障，所以接地變過流、零序電流保護顯得尤為重要，在發生接地故障時必須分段迅速切斷母線段開關及主變高低壓側開關，以保障風電場電氣系統安全穩定運行。

國內風電行業在近20年中才不斷成長完善，早期風電場建設由于缺乏經驗，設計選型欠缺考慮，加上相關標準規范未完善，保護設施設備配套功能也較為簡單，導致早期風電場接地變保護未配置跳本母線段所有斷路器及主變高壓側斷路器回路。

四、問題的分析解決

上述接地變保護裝置經過近10年的使用，已經快到了淘汰報廢的時期，現有設備顯然與企業將來的技術進步發展不相適應，存在嚴重的安全隱患。但整體進行換型改造，又存在生產采購招標周期過長，換型改造工程量大、時間長，設計變更過多，又違背了保障企業正常生產的制約，經濟性及可行性均不高。

按照改造必須快速、高效、經濟的原則，將現有接地變開關柜及保護回路進行完善，既能實現所需保護功能，又保障改造時效性及經濟性：

4.1 增加聯跳主變高壓側回路

（1）在接地變開關柜至主變保護屏間敷設一根45米4*2.5mm2控制電纜并預留10%裕度。

（2）將接地變開關柜所敷設電纜選黑藍線芯接“跳閘出口備用3”X5：9 、X5：10回路端子將接地變保護跳閘輸出回路接點接通，將主變保護屏所敷設電纜選黑藍線芯接主變保護高壓側跳閘回路2-4QD：4、2-4QD：9端子將主變高壓側跳閘輸入回路接點接通。

（3）修改接地變保護裝置跳閘矩陣定值，將“高、低側零流Ⅰ段動作”設定為跳主變低壓側開關，將“高、低側零流Ⅱ段動作”設定為跳主變高、低壓側開關，將“跳閘出口備用3”更換名稱為“跳主變高壓側斷路器”。

至此，在只增加1根控制電纜，便將接地變跳閘輸出至主變跳閘輸入回路連通，修改跳閘矩陣即可實現接地變分段聯跳主變高低壓側功能。

4.2 增加聯跳本母線段所有開關回路

保障改造時效性及經濟性，保留原裝置，在開關柜上鉆孔加裝壓板，擴展跳閘出口，增加跳閘出口直接接于本母線段各開關柜跳閘輸入回路：

（1）在接地變開關柜至3條集電線路開關柜、備用集電線路開關柜、SVG進線開關柜、電容器組開關柜、場用變開關柜間分別敷設一根ZRB-KVVP22-450/750V 4x2.5mm2控制電纜并預留10%裕度。

（2）在接地變開關柜分別鉆孔，擴展安裝紅色保護跳閘出口壓板。

（3）傳動驗證接地變開關柜內X5端子排處5組備用保護跳閘出口，分別解開X5：13、X5：15、X5：17、X5：19、X5：21端子內部線，分別接至已安裝壓板上側，壓板下側重新配線至X5：13、X5：15、X5：17、X5：19、X5：21端子內部。

（4）傳動驗證接地變保護裝置PST-645U裝置本體插件2組備用跳閘出口1n：X5：1-2、1n：X5：3-4，重新配線1n：X5：1、1n：X5：3分別接已安裝壓板上側，壓板下側重新配線至備用端子排，1n：X5：2、1n：X5：4分別接至備用端子排。

（5）按照以上接點將接地變開關柜內7組跳閘出口分別接于本母線段7組開關柜內跳閘輸入回路。

（6）修改接地變保護裝置跳閘矩陣定值，將“速斷”“過流I段t1”“過流I段t2”“零序電流I段t1”“零序電流II段t1”“中性點零序電流I段t1”“中性點零序電流II段t1”均設定為跳本母線段所有開關柜。

五、結束語

綜上所述，保持原有接地變開關柜保護不變，用控制電纜連接接地變保護跳閘出口與本母線段各開關柜及主變高壓側跳閘輸入接點可完美達成繼電保護優化升級版設計要求，實現老舊設備向新型技術的跨越，解決耗費巨資進行設備整體換型帶來的經濟損失與時間損失。

參考文獻

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