第四章 500kV变电站同期系统技术管理
第四章 500kV变电站同期系统技术管理
国网公司（晋东南—南阳—荆门）1000kV特高压示范工程试运行，内蒙古“三横四纵”500kV骨干网架也已初步建成，高电压、分布参数、大电网的管理运营给电力工业者带来了严峻的挑战，电网规模迅速扩大、运行工况日趋复杂，500kV变电站在进行操作时存在与电厂、孤立电力网等并列运行的可能，当电力系统发生特大事故可能导致电网解体为数个孤网，并使一些发电厂断掉了和系统的联系成为孤岛，迅速恢复孤网间的联网及孤岛电厂的快速再入网，是电网安全运行必须考虑的问题。因此，加强同期系统管理，规范同期系统管理程序，防患于未然，在500kV变电站管理中尤为重要。
500kV变电站是电网的主干网架，500kV变电站设备的健康运行必将影响内蒙古电网的安全稳定运行。
4.1 同期装置介绍
500kV综合自动化变电站，不单独设置同期装置，在断路器需要执行同期并网操作时是由断路器测控装置实现同期功能，断路器的同期操作具备了手合、遥合同期功能。断路器测控装置是实现测量、监视、控制功能的综合性装置，同期功能是其的又一功能，测控装置同期功能模块在接受合闸命令（来自远方或就地）后处于激活状态，在合闸命令有效期内，根据装置的运行工况（电力系统运行方式和同期定值的设置 ）执行不同的同期合闸逻辑，在采集量满足满足判据的情况下执行相应的控制。
目前内蒙古超高压供电局所管辖的14座500kV变电站均为综合自动化变电站，运行的断路器测控装置分别有北京四方公司生产的CSI200E测控装置、北京伊林公司生产的AI1703测控装置、南京中德公司生产的NSC681测控装置和南瑞科技公司生产的NS600测控装置，其中500kV布日都、吉兰太、响沙湾、汗海、丰泉、旗下营变电站采用北京四方公司生产的CSI200E测控装置；500kV永圣域变电站采用北京伊林公司生产的AM1703测控装置；500kV塔拉、宁格尔变电站采用南京中德公司生产的NSC681测控装置；500kV德岭山、乌海变电站采用南京南瑞科技NSD500测控装置。
目前使用的测控装置同期功能均能实现准同期、检同期、检无压三种方式，不同厂家生产的测控装置在同期功能的实现上各不相同，装置压板的有无、同期功能（即准同期、检同期、检无压功能）的切换，电压差、频率差、相角差
26
第四章 500kV变电站同期系统技术管理
的设置等方面都存在差异，为此下面对500kV变电站中应用的不同厂家测控装置同期功能做一介绍，比较其异同，为现场工作奠定基础。
4.1.1 CSI200E测控装置同期功能
4.1.1.1同期功能实现方式
CSI200E测控装置具备独立的准同期功能，当断路器合闸前，两侧的电压不是同一个系统即两侧电压有一定的频率差且不小于0.00625的频差时，使用此功能进行并网合闸。CSI200E测控装置准同期功能为一个独立的功能，与检同期合闸、检无压合闸功能是通过测控装置软压板进行投退的，3个同期方式压板只能投其一，任何一个压板投入，其余压板自动退出，只能选择一种功能，且准同期合闸时严格闭锁检无压合闸。
4.1.1.2同期功能条件 检同期功能具备条件： ? 两侧电压均大于0.9Un；
? 两侧的压差和相角差均小于定值。 准同期功能具备的条件： ? 两侧电压均大于0.7Un； ? 两侧电压差小于定值； ? 频率差小于定值； ? 滑差小于定值。
在以上条件均满足的情况下，装置将自动捕捉0o合闸角度，并在0o合闸角度时发合闸令，其中合闸角度的计算公式为：
d?f??????360??f?Tdq?180??Tdq2?
dt?? （7）
d?fTdq?f为两侧电压频率差，其中??为两侧电压角度差，为频差变化率，
dt为提前时间。如果系统两侧的频差很小，在规定的时间内无法捕捉到0o合闸角度，可以调整同期的时间，从20s到160s之间可调。装置默认最小捕捉时间为20s。
27
第四章 500kV变电站同期系统技术管理
4.1.1.3自动准同期功能整定原则说明
? 提前时间即准同期的导前时间，该时间根据断路器合闸时间进行整定，
厂家建议整定为100ms左右。
? 合闸角度可以根据控制字设为趋于0o合闸，也可以整定为不小于3o合
闸。
? 自动准同期捕捉时间可以整定为20-160秒，可根据频差实际大小进行
整定。
? 滑差定值在合闸两侧为稳定系统时不会影响同期捕捉功能，只需设定一
个满足条件固定值即可，厂家建议整定为0.1～0.3Hz/s。
4.1.1.4装置电压选取
CSI200E测控装置同期电压相别和幅值均可以通过控制字进行选择，既可以用A相电压比较B相电压的灵活方式，装置自动进行角度转换。
4.1.1.5同期功能信息提示
? CSI200E测控装置无专用的假同期试验功能，但可以先将测控屏上的合
闸压板退出，进行准同期合闸操作检查在整定的捕捉时间内能够发出合闸命令。
? 在整定的捕捉时间内如合闸条件不满足，将生成合闸失败报告，显示不
满足合闸的条件。无论是否合闸成功，均可以报出合闸时刻的压差、频差和合闸角度等提示信息。
? 目前内蒙古超高压供电局采用的四方的测控装置汗海、布日都、吉兰太
变电站为CSI200E测控装置老式型号，检同期合闸时无法上报相关信息，合闸失败无法明确失败原因，但准同期时可以上报合闸信息；丰泉、响沙湾、旗下营变电站为CSC200E测控装置新型号，检同期与准同期均能上报相关信息。
? 对CSI200E测控装置准同期功能进行了全面的测试。分别进行了压差、
频差、导前时间、合闸角度、返回接点报文生成等各项测试项目，均满足准同期的要求。在500kV安顺变、500kV邯东变、110kV南海横江变采用准同期功能。
28
第四章 500kV变电站同期系统技术管理
4.1.2 AM1703测控装置同期功能
4.1.2.1同期功能实现方式
AM1703测控装置同期合闸方式中没有独立区分同频合环和不同频合闸方式，当断路器合闸前，如果检无压合闸功能投入，先进行检无压合闸功能的判定。在两侧均有压时，装置依据检测到的两侧频差△f能自动识别是差频并列还是同频合环（当装置检测到｜△f｜≤0.05Hz,就认为同频合环，否则认为差频并列）。两侧的电压不是同一个系统即两侧电压有一定的频率差时，自动进行准同期合闸，如两侧的电压无频率差时自动进行检同期合闸。
AM1703测控装置同期功能根据频差进行自动切换，通过后台界面运行人员在操作时可以根据现场实际调令选择同期合闸或无压合闸，只能选择其一，且同期合闸时频差不得大于0.2Hz。
4.1.2.2自动准同期功能整定原则
? 提前时间即准同期的导前时间，该时间根据断路器合闸时间进行整定，
固定为200ms。
? 在准同期（不同频）合闸时，装置会自动以0度角作为角差判断条件，
即通过导前时间的设定使装置能够在导前角时发出指令，在变电站应用时（没有压差和频差的调节手段），为了保证导前角的精度，一般要求频差变化率接近于零，同时频差不易太大（小于等于0.2Hz）。频差大于0.2Hz时，只要在同期定值内，装置也能同期但合闸成功率不能保证100％。
? 自动准同期捕捉时间为120秒。
? 滑差定值在合闸两侧为稳定系统时不会影响同期捕捉功能，要求趋近于
0。
4.1.2.3装置电压选取
AM1703测控装置同期电压相别和幅值不可选择，只能按照固定方式接线。即电压不可以进行转角设置，只能在对应电压接入装置要求位置。
29