35KV10KV系统消谐装置实施方案.doc

陈家港变电站35KV10KV系统消谐装置更新 一、研究背景 1、2011年11月对陈家港变电站1#变压器进行了增容改造，将陈1#主变压器更换为浙江正泰公司生产的型号为SFPSZ10-75000/110的变压器。新变压器安装完冲击试验正常，当送电过程中变压器空载只带陈35KVI段母线时，发现陈35KVI段母线PT三相电压极端不平衡，影响送电带负荷。 2、2015年1月8日凌晨7点，陈家港变电站陈201手车式开关柜内互感器与开关断口处绝缘击穿，陈201开关柜跳闸，由于故障点在陈201低后备保护死区内，导致陈1#主变高后备保护动作，主变三侧开关跳闸造成陈1#主变停电。 二、现象分析 背景1、当新主变空载投入运行时，其充电电流在大多数情况下以三次谐波电流为主，系统容抗和电源侧的阻抗接近于谐振条件。正常运行时陈35KV系统Ⅰ、Ⅱ段母线各带两台22500KW的冶炼炉，由于负荷的特殊性，负荷波动比较大，经常突增突减，谐波分量也较大；无功补偿装置投退频繁，这样就可能造成系统发生铁磁谐振。在电力系统中，由于电压互感器的非线性电感与线路对地电容的匹配而引起铁磁谐振过电压，直接威胁电力系统的安全运行，严重时会引起电压互感器(PT)的爆炸，造成事故。 背景2、水电公司陈家港变电站内10KV线路保护测控装置（DCAP-3210）不具备以零序电压作为判据的线路接地显示、告警功能。由于陈家港变电站所带工矿企业的负荷的特殊性，电力设备的工作环境恶劣（粉尘污染大），非常容易出现接地和绝缘击穿事故。经调查是10KVI段设备有永久性接地故障，造成设备过电压长时间运行，绝缘击穿，开关柜烧毁。 三、解决方案 为消除铁磁谐振过电压，上一代使用了HH-KX196H系列微机消谐装置，但由于该装置只有2段母线模式且不具备语音报警功能。如果更换陈变10KV I、II段两套10KV线路保护装置的工作量大且费用较高，为了更加完善陈变35KV、10KV供电系统保护功能，根据站内实际现状，我们通过查阅技术资料、设备选型，选定了HH-KX3000系列微机消谐装置（如图1），直接装设在电压互感器的开口三角绕组处。如果出现某种频率（17HZ、25HZ、50HZ、150HZ）的铁磁谐振，消谐装置CPU立即启动消谐电路（使可控硅导通），让铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失。消谐装置动作较可靠，还可以记录故障时的电压、振荡频率等参数，并对小电流接地系统发生单相接地时能做出灵敏指示，同时有语音报警信号，提醒值班工作人员，及早做好应对方案。它与同类的消谐装置相比性能更加稳定，运算速度快，抗干扰能力强，功能更加完善强大，同时备有汉字液晶显示。本装置可带四段母线，这样陈35KV、10KV系统只需安装一台消谐装置，就可以达到我们安全运行的要求。与通过更换线路保护装置来达到相同功能相比极大的减少了保护装置更新的投资及设备安装工程难度，提高了电力系统运行的可靠性。 图1 HH-KX3000系列微机消谐装置 四、方案实施 1、通过对陈家港变电站实地查看，综合考虑了安装位置及接线方便，确定将该装置安装在3ZP全站综合测控柜上。（安装位置附录一所示） 2、我们将陈35KVⅠ段、Ⅱ段，10KVII段、III段母线电压互感器开口三角电压分别通过熔断器（35-66KV系统为40A，3-10KV系统为10A）接入本装置（如图2、图3），有效地保证消谐装置的安全运行。（接入位置示意附录二） 图2 10KV系统开口三角电压熔断器 图3 35KV系统开口三角电压熔断器 3、本装置接交流电源，我们通过空开控制后接入本装置的1、2号电源端子。分别模拟谐振、接地故障情况，该装置可靠动作，记录故障信息，并现场语音报警，装置背板接线如图4（背板接线原理如附录三） 图4 消谐装置背板 五、经济效益 1、当陈35KV系统发生铁磁谐振时，陈35KVⅠ、Ⅱ段母线各带电化公司两台22500KW的冶炼炉，按最少的损失来计算，假如该系统某一馈线因铁磁谐振过电压导致设备损坏被迫停电2个小时，按集团公司规定的内部电价（0.21元/千瓦时）计算： 电费损失22500千瓦×2小时×0.21元/千瓦时=9450元； 电化公司一台冶炼炉生产一天的产品利润达到30万元，假如停电检修时间2小时，将使其减少利润2.5万元； 购买一组35KV电磁式电压互感器价值4万元； 2、当发生单相接地过电压损坏一台10KV的高压开关柜： （1） 购置一台KYN28A-12高压开关柜为6.5万 （2）造成主变停电至少一小时，电化公司两台炉停产1小时减少2.5万的利润，电费损失约9450元 这样计算发生一次谐振故障和一次接地事故的直接经济损失最小为17.39万 我们所购的消谐装置