10kv线路同期合闸方式及所需条件
电力系统中对带有地方电源的 10 kV 线路,为了满足运行方式的需要,线路保护测控装置中需配备同期合闸功能,实现电网互联。 进行同期合闸操作时,必须考虑两侧频率、电压之间是否满足同期条件,避免冲击电流给电网带来的振荡和冲击 。理想同 期合闸条件为断路器两侧电压幅 值相等、频率相同,断路器合闸的瞬间相角差为 0°。 但实际同期合闸操作并不能完全满足上述条件。 本文结合电网运行情况,具体分析同期合闸方式及所需满足条件。
1.1 自动检无压合闸
检无压合闸即断路器两侧均没有电压或其中任意一侧没有电压,需要测量母线侧电压 Um 和线路侧电压 Ux,同时判断是否有电压互感器(TV)断线闭锁信号。 自动检无压合闸分为以下 2 种情况。
a. 当线路侧电压 Ux 与母线侧电压 Um 都小于无压定值,且电压互感器断线没有发出闭锁信号时,满足同期合闸条件。
b. 当线路侧电压 Ux 与母线侧电压 Um 有且只有一侧有电压,且电压互感器断线没有发出闭锁信号时,满足同期合闸条件。在两侧都有电压的情况下,同期合闸程序自动识别是同频并网还是差频并网。 由于测量过程中两侧的频率存在误差 Δf ,因此,当 Δf < 0.05 Hz 时就认为是同频并网,否则就认为是差频并网。
1.2 同频并网
同频并网即断路器两侧是同一系统的两部分,合上断路器后电网在此处增加 1 个联络点,并网时应同时满足以下 3 个条件:
a. 母线电压、线路电压、母线侧频率和线路侧频率在正常范围内,并且满足 Δf <0.05 Hz;
b. 母线侧电压和线路侧电压的差值 ΔU 小于最大允许电压差值;
c. 母线侧电压相角与线路侧电压相角差 Δ&小于最大允许相角差。
1.3 差频并网
差频并网是 2 个无联系的系统并网或发电机组并网,并网时应同时满足以下 5 个条件。
a. 母线电压、线路电压、母线侧频率和线路侧频率均在正常范围内。
b. 母线侧频率和线路侧频率的差值满足式(1):0.05< Δf < Δf max (1)。其中, Δf max 为最大允许频率差。
c. 母线侧电压和线路侧电压的差值 ΔU 小于最大允许电压差值。
d. 母线侧电压与线路侧电压的相角差逐渐减小。
e. &-&da <ε,其中 &为导前角测量值,&da 为导前角,ε 为误差精度。 导前角计算公式如式(2)所示:&da=2πΔf tda (2)其中,tda 为导前时间。