摘要：简述了站用变低压380V交流电源系统的改造背景，对220kV琴江站站用变变低380V交流电源系统原状、低压380V备自投改造过程及注意事项进行分析，并对改造后站用变变低零序保护跳低压进线断路器和闭锁ATS切换功能进行校验，从而保证了琴江站站用交流电源系统的可靠运行。
关键词：站用电；闭锁ATS切换；低压备自投
前言
变电站的站用低压380V交流电源系统，是保障变电站稳定、可靠运行的重要部分，其担负了变电站的直流系统的交流输入、UPS不间断电源的交流输入、站内交流用电设备等重要回路的供电任务。如果变电站的站用低压380V交流系统出现故障，可能会使站内交流设备运行异常，甚至会导致变电站事故事件的扩大和系统停电。
2012年1月，110kV锦绣站#1站用变低压侧零序过流保护动作，#1站用变变高断路器跳闸，低压380V I段母线失压，380V备自投动作后由#2站用变给380V I段母线供电，由于#1站用变的故障点还存在，导致#2站用变保护动作跳闸，全站交流系统失压。经过排查发现，我局辖区内的变电站也存在这种可能导致全站交流失压的安全风险，故急需通过对站用变低压380V交流系统备自投功能进行改造完善。
1、改造前站用低压380V电源系统简介
改造前220kV琴江站的站用交流电源由两台10kV站用变提供，分别挂接在10kV的I段母线和II段母线上。经站用变降压后的两路380V交流进线电源通过ATS切换装置分别供给站内两段交流母线。改造前琴江站的站用电源分裂运行，通过两台ATS切换装置选择进线电源，#1ATS运行在固定电源1，#2ATS运行在固定电源2，两台站用变固定各带一半站内交流负荷，参考图一。
图一
220kV琴江变电站由于投产时交流系统的要求及设备技术的局限性，没有外部保护跳低压380V进线断路器和闭锁380V备自投切换功能。平时运行在固定电源状态时则失去了低压备自投的功能，当进线电源空开跳闸时，不能切换到另一路电源，此时这段380V低压母线失压，将甩掉站内约一半的交流负荷。若平时分别运行在自动电源1和自动电源2状态，当故障发生在低压380V的#1母线上时，此时#1交流进线断路器跳开，备自投动作转由#2交流进线断路器供，由于故障还存在，#2交流进线断路器跳闸，将导致全站380V交流系统失压。当380V交流进线断路器故障或者站用变低压零序保护动作跳闸时，备自投动作也将扩大事故范围，极可能会导致全站380V交流系统失压。
2、改造过程
根据技术文件要求首先更换了低压交流进线断路器，使其满足低压进线断路器需要具有长延时反时限+短延时定时限保护的要求，再根据调度下发的定值要求整定定值，保证站用变变低零序保护和380V交流进线断路器定值相配合，避免出现越级跳闸的事故。设计增加了进线开关分励脱扣器，在分励脱扣器回路中串接站用变变低零序过流保护动作的接点，当站用变变低零序保护动作时接点闭合，分励线圈得电从而跳开低压进线断路器，参考图二：
图二
将原先的PLC简易控制器更换成IPC-03控制器，把低压380V进线开关的告警信号接入控制器，当低压进线断路器自身发生故障跳闸时，能够可靠闭锁ATS切换，参考图三。同时还设计了外部闭锁ATS切换的回路，回路中串接了站用变低压侧零序保护动作的接点，当站用变低压侧零序保护动作时接点闭合，使闭锁继电器动作闭锁ATS切换。为保证在站用变保护接点返回后ATS仍然能够有效闭锁切换，设计了闭锁ATS的自保持回路，在闭锁继电器的电源回路中串接了一个常闭的按钮，用于复归外部的闭锁切换开入。
图三
改造时需要注意站用变变低380V低压电源备自投闭锁和跳闸回路中的#1站用变和#2站用变的保护动作接点均应使用无源接点，其电源均来源于低压配电屏使用的直流电源，且为了保证两套380V交流进线能实现互不干扰形成有效的互为备用，#1站变跳两个#1低压进线断路器和闭锁ATS切换回路采用了I段直流系统电源，#2站变跳两个#2低压进线断路器和闭锁ATS切换回路采用了II段直流系统电源，这样配置还可以避免两路交流380V系统进线断路器跳闸和ATS闭锁回路寄生的问题。
由于原有的站用变保护出口只有跳站用变变高出口，故需要在站用变保护中增加一块保护出口插件并配置出口压板。新增站用变保护装置至低压进线屏的电缆，用于跳380V进线断路器和闭锁380V备自投。新放置的电缆需要对线做好标记后用绝缘胶布密封电缆头，等整个项目改造完善后方可接入，避免在改造过程中因为误短接电缆导致低压380V交流进线断路器跳闸事故的发生。
改造过程中需要将两套交流系统轮流停电，一套交流系统停电时，将负荷转由另一套交流系统供电，即#1站用变停电时将两套ATS设置为固定电源2，更换#1交流进线断路器11QS和#2交流进线断路器12QS；#2站用变停电时将两套ATS设置为固定电源1，更换#2交流进线断路器21QS和#2交流进线断路器22QS。在工程施工过程中，宜配备有应急发电车作为应急后备电源，作为改造过程中误操作等导致母线失压而无法快速复电时的紧急电源。
3、校验调试
验收调试前需要将两路站用交流进线恢复正常供电情况下进行，#1ATS运行在自动电源1，#2ATS运行在自动电源2，先模拟正常情况下分别手动断开#1交流进线断路器11QS和#2交流进线断路器12QS，IPC-03控制器装置能控制#1ATS切换装置正常切换至备用电源。再通过用继电保护调试仪在#1站用变加电流量，模拟#1站用变变低零序过流保护动作，#1站用变变低零序过流保护接点闭合跳开交流进线屏的#1低压进线断路器11QS和21QS，检查#1站用变变低零序过流保护动作闭锁380V备自投装置的ATS切换功能正常，闭锁开入能够通过自保持继电器保持并能用复归按钮能复归。同理可验证#2站用变变低零序过流保护跳开#2低压进线断路器12QS、22QS和闭锁ATS切换功能。在验收调试结束后恢复正常运行方式，即#1ATS运行在自动电源模式1模式（#1电源主攻，#2电源备供），#2ATS运行在自动电源模式2模式（#2电源主攻，#1电源备供），检查站内交流设备运行正常，此时应特别留意高压室、主控室等空调需要手动开启，否则设备有可能导致过热故障。
4、结束语
通过对220kV琴江站的站用380V交流系统的改造，完善了380V低压交流系统，使其具备外部闭锁ATS切换和外部跳380V进线断路器的功能。改造后的两路交流380V进线电源互为备用，提升了站用交流系统的稳定性和可靠性，同时也避免了由于设备故障导致的全站交流失压问题。
论文作者:丘福
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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