500kV水乡站STATCOM35kV侧失灵回路设计方案探讨

1、500kV水乡站STATCOM35kV 侧失灵回路设计探讨-机电论文500kV水乡站STATCOM35kV侧失灵回路设计探讨杨德鑫（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞523120 ）摘要：STATCOM作为运行于电力系统中的新型无功补偿装置，其保护配置 起着至关重要的作用。500 kV水乡变电站STATCOM是通过专用变压器直接接 入500 kV母线，所以对其保护配置尤其是失灵保护配置要求更高。现介绍 500 kV水乡站STATCOM 35 kV侧失灵保护配置，针对其回路进行深入分析，发现 典型失灵保护回路在STATCOM中存在非电量故障时不能检测到电流而拒动的 问题，结合STATCOM

2、保护配置特点提出整改方案，更改 STATCOM控制保护 程序并增加一个独立的失灵回路。整改后的失灵回路有效解决了原方案存在的问 题，并通过了 STATCOM厂内模拟试验以及水乡站现场开关传动试验。关键词：STATCOM ;失灵回路；失灵保护；辅助开关；跳闸0引言2013年6月29 日，全球首个接入500 kV电网运行的STATCOM工程项目 500 kV水乡变电站STATCOM正式投入运行。水乡站STATCOM投产后利 用STATCOM无功快速响应的特点，可有效改善系统的电压稳定性，提高电网 适应各种运行方式的能力，提高电网动态无功储备，提高受电能力，增强抵御电 网大事故的能力，提高电网安全稳

3、定性。500 kV水乡变电站STATCOM是通过专用变压器直接接入500 kV母线，所以对其保护配置尤其是失灵保护配置要求更咼1 1500 kV水乡站STATCOM简介水乡站STATCOM是广东电网首批 STATCOM工程之一。STATCOM装置分为两组，每组容量为土100 Mva均由，组500/35 kV 专用变压器经一组 HGIS设备接入500 kV母线，35 kV采用单母线接线，不设总回路断路器。每组STATCOM装置共配置6台35 kV低压串联电抗器（每相配置两台），每相两台 电抗器分别与本阀组首尾两端串接，并通过 35 kV 381断路器、382断路器接 至500/35 kV 专用变

4、压器低压侧。保护配置主要包括主变保护一套、 500 kV断 路器保护一套、35 kV母差保护一套、35 kV电容器保护两套、35 kV开关失灵 辅助保护两套、STATCOM控制保护一整套等等。其一次接线如图 1所示。' I iT.-VCQMS ft2L'OM在备水多站STATCOM 一次播Ml2水乡站STATCOM 35 kV侧失灵回路设计水乡站STATCOM专用变变高5008开关直接挂500 kV母线上，其变高开关失灵回路设计与水乡站500 kV开关失灵回路一致，本文不再叙述。其 35 kV侧开关失灵回路如图2所示 3STATOOM35kVftX>|«图2中，

5、失灵回路最初设计方案是由STATCOM开关电容器保护跳闸接点及STATCOM控制保护跳闸接点失灵启动开入到35 kV断路器辅助失灵辅助保护装置，失灵电流判据由断路器辅助保护完成，接入的电压不作为判据。失灵启动后，跳STATCOM本开关，并联跳专用变高开关及另外一套 STATCOM开关。 跳高压侧接到高压侧操作箱的 TJR接点，跳低压侧接到变低 NSR621RF保护装 置的操作板2 。3原设计方案存在的问题STATCOM的保护功能由于要求时间非常苛刻，所以与控制功能在一个控制 平台完成，系统的保护级别分为报警、脉冲闭锁、跳闸，而跳闸除跳开STATCOM 开关外同时脉冲闭锁。脉冲闭锁保护是将 ST

6、ATCOM阀组所有开关器件（IEGT） 全部关断，以保护开关器件（IEGT）不受损坏或者故障不再扩大。脉冲闭锁保 护是一种快速的保护动作，从检测到故障发生到保护动作生效的延时在几十微秒 以内。跳闸保护是通过机械开关的断开实现的，保护速度较慢（几百毫秒级）。由此可知，当STATCOM内部故障时，STATCOM保护先闭锁脉冲，待确定是永 久性故障时再跳开开关，STATCOM保护中动作跳闸的永久性内部故障有水冷系 统故障、PT故障、旁路次数超限故障、撬杠故障、通信故障、数据校验故障、 泄漏故障、控制系统硬件故障等。原失灵回路设计方案中，当STATCOM装置发生内部永久性故障时, STATCOM控制保

7、护动作跳闸，接点闭合启动失灵开入，由于非一次设备故障， STATCOM保护脉冲闭锁无电流产生，开关失灵辅助保护装置检测不到电流， 当 开关失灵时失灵无法动作，将会导致故障扩大。另外，原设计方案中，当 STAMCOM 系统产生故障以后或者检修时， STATCOM启动失灵接点、跳闸接点闭合，会使开关失灵辅助保护装置长期报失 灵开入，后台常发装置异常，可能存在失灵误切专用变高开关的风险3 。4整改方案针对以上问题作如下修改：STATCOM控制保护程序上增加 381断路器和 382断路器的状态节点检测，分别检测常闭点（0）和常开点（1 ），状态节点检 测取自断路器辅助开关一个常闭接点及一个常开接点。

8、当断路器断开以后节点状 态为（0, 1 ），当断路器闭合以后节点状态为（1，0 ），其逻辑图如图3所示。 增设一个独立的失灵回路，增加一个跳闸出口点，动作于时间继电器，延时（1 s） 以后时间继电器动作接点闭合，连接到专用变高压侧断路器保护跳闸出口回路 中，用于跳高压侧断路器，其回路图如图 4所示。原失灵回路中，开关电容器保 护启动失灵部分保留，STATCOM控制保护启动失灵部分取消，退出 STATCOM系统控制柜上的失灵启动压板号却7UUJM曲阳越irlH氓牲占话犬瓦is I：讣1 5 对战徉料阳-J先艮环 （*£ !电乂片亢77丸吠击5力5* I ；动作过程如下：如果1号STAT

9、COM故障，跳闸出口动作（闭合）启动时间继电器；当检测 到返回381状态节点为断开状态（0 , 1），收回跳闸出口动作（断开），如果381 状态节点是其他而非断开状态（0, 1），则1 s后时间继电器动作接点（闭合） 经回路跳开专用变高压侧断路器。如果2号STATCOM故障，跳闸出口动作（闭合）启动时间继电器；当检测 到返回382状态节点为断开状态（0 , 1），收回跳闸出口动作（断开），如果382 状态节点是其他而非断开状态（0， 1），则1 s后时间继电器动作接点（闭合） 经回路跳开专用变高压侧断路器。5结论（1）整改方案主要是把电流判据更换成断路器状态检测判据，而状态节点 取自断路器辅助

10、开关接点，考虑到断路器辅助开关接点会存在触点不到位现象， 所以取一个常闭接点与一个常开接点一起作为检测状态节点判据，大大降低了因单个辅助接点触点不到位而引起误动的风险。该整改后的失灵回路方案为目前最优方案，有效解决了原方案存在的问题，并通过了STATCOM厂内模拟试验以 及水乡站现场开关传动试验。(2) STATCOM运行后，在以后的定检和维护中，如需要对系统控制柜掉 电重启，为避免重启引起保护误动，需要退出系统控制柜STATCOM断路器跳闸出口压板及失灵跳专用变高出口压板。参考文献1 刘培杰静止同步补偿器(STATCOM)在南网中的运用J.广东科技,2011，20 (12) : 116-117.2 许雪丽，徐强超，尹树添，等.500 kV北郊站STATCOM失灵回路设