王德全
(淮安市楚州供電公司,江蘇 淮安 223200)
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電力系統(tǒng)新技術(shù)、新原理、新設(shè)備不斷出現(xiàn),加速了繼電保護及自動裝置的更新?lián)Q代。而新設(shè)備在應(yīng)用過程中總要經(jīng)歷各種改進和完善,以確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。備自投(備用電源或設(shè)備自動投入裝置)作為電力系統(tǒng)密不可分的一部分,在保證電力系統(tǒng)供電可靠性和滿足社會對電力供應(yīng)的依賴性等方面有著非常重要的作用。但備自投裝置因生產(chǎn)廠家或時期的不同,其種類、型號以及具體功能也不盡相同,而且與備自投相關(guān)的保護裝置廠家、型號等也有不同等原因,使其在實際應(yīng)用中能否滿足變電站現(xiàn)場工作條件,還都需要經(jīng)過實踐的檢驗。事實上在備自投與各種保護裝置配合使用過程中,由于種種原因難免會出現(xiàn)一些問題,需要不斷分析和改進[1-4]。
現(xiàn)以我區(qū)一座110 kV變電站為例,對準備投入運行的110 kV備自投與線路保護裝置配合過程中存在的問題作具體分析。
2009年7月24日,楚州供電公司繼電保護人員對110 kV季橋變110 kV備自投裝置進行投運前校驗。該變電站110 kV系統(tǒng)一次接線圖如圖1,備自投裝置為DSA2361型 (南京南瑞城鄉(xiāng)電網(wǎng)公司產(chǎn))進線及橋斷路器備自投,與備自投相關(guān)保護裝置為RCS-943A型 (南京南瑞繼保股份有限公司產(chǎn))線路保護。在檢驗進線一、進線二備自投動作情況時發(fā)現(xiàn)了問題。
根據(jù)定值,備自投啟動后,經(jīng)4 s跳開749斷路器,合上745斷路器,發(fā)出動作信息。進線一備自投邏輯框圖見圖2:
圖2 進線一備自投邏輯框圖
同時在進線一備自投方式下,手分749斷路器時,進線一備自投應(yīng)被閉鎖,防止誤合745斷路器。
根據(jù)定值,備自投啟動后,經(jīng)4 s跳開745斷路器,合上749斷路器,發(fā)出動作信息。進線二備自投邏輯框圖。
圖3 進線二備自投邏輯框圖
同時在進線二備自投方式下,手分745斷路器時,進線二備自投應(yīng)被閉鎖,防止誤合749斷路器。
(1)如果是經(jīng)手分或其他保護分745斷路器,使745斷路器分位,其他充電條件都滿足進線一備自投方式時,進線一備自投應(yīng)該充電,但實際不能充電。
(2)如果是經(jīng)手分或其他保護分749斷路器后,且其接點未返回時,盡管749斷路器分位,其他充電條件都滿足進線二備自投方式,進線二備自投應(yīng)該充電,但實際也不能充電。
查找了相關(guān)回路,發(fā)現(xiàn)745季朱線保護裝置(南瑞RCS-943A型)操作回路中,手分或其他保護分745斷路器后,閉鎖進線一備自投是由一手跳繼電器ST實現(xiàn),如圖4所示。
但在備自投裝置上,ST接點開入接進了 “閉鎖進線一備自投”端子3D32,如圖5所示。
此時盡管已滿足進線一備自投充電條件,但由于SJ接點需要手合745斷路器,才能返回,因此進線一備自投一直被閉鎖。
而749季徐線保護裝置(南瑞RCS943A型)操作回路中,手分或其他保護分749斷路器后,閉鎖進線二備自投是由一中間繼電器1ZJ實現(xiàn),如圖6所示。
1ZJ接點開入備自投裝置時,接進了“閉鎖進線二備自投”端子3D33(如圖5)。
盡管已滿足進線二備自投充電條件,但如果手分或其它保護分749斷路器后,且其接點未返回時,1ZJ接點也就不會返回,因此進線二備自投被閉鎖。
根據(jù)以上備自投和保護裝置原理及其二次回路的分析,不難看出它們之間配合存在問題。因變電站存在不同時期或不同廠家的保護裝置,其二次回路會存在一定的差異。
749保護裝置操作回路中采用一只不帶保持的繼電器1ZJ,而745采用一只自保持的繼電器ST,用其保持接點去閉鎖備自投,將直接導(dǎo)致正常情況下備自投也無法充電,這是不允許的,所以需將SJ更換為一只不帶自保持的繼電器。
但在手分或其他保護分斷路器后,其繼電器接點仍有未能及時返回的可能,盡管這是小概率事件,但一旦發(fā)生也將造成備自投無法正常充電。
因此,對二次回路需作出進一步改進。
在備自投屏后對調(diào)“閉鎖進線一備自投”和“閉鎖進線二備自投”開入端子上接線3D32和3D33(見圖5),此時進線一備自投方式下閉鎖進線二備自投,進線二備自投方式下閉鎖進線一備自投。實踐證明,在滿足進線一備自投或進線二備自投充電條件后,裝置沒有閉鎖,均能充電。
對調(diào)了3D32和3D33接線后,雖然均能充電,但備自投動作不正確。通過試驗,進線一備自投動作,跳開749斷路器后,因備自投動作接點未返回,啟動1ZJ線圈(見圖6),1ZJ接點動作閉鎖了進線一備自投,使其無法再合745斷路器,造成備自投動作失敗。同樣進線二備自投動作,跳開745斷路器后,可能會閉鎖進線二備自投,使其無法再合749斷路器,造成備自投動作失敗。
因此分別在745、749保護屏后將備自投動作跳745斷路器接線改接至745保護裝置的“保護跳”回路(如圖4中1D35改接至1D38),將備自投動作跳749斷路器接線改接至749保護裝置的“保護跳”回路(如圖6中1D35改接至1D38)。改接線后,備自投動作跳745、749斷路器后,不再閉鎖備自投,備自投動作成功。
將備自投動作跳745、749斷路器接線由原 “手跳”回路改為“保護跳”回路,備自投雖然能正確動作,但會造成745、749斷路器重合閘(線路保護投重合閘)。這是不允許的。
因此在備自投屏至110 kV線路保護屏增加接線,引出備自投2個備用動作接點,分別接至745、749保護裝置 “閉鎖重合閘”開入端子1D80、1D82(如圖 7)。
最后通過試驗,進線一、進線二備自投動作正確,與線路保護配合也正確。從這一事例可以看出,備自投裝置的應(yīng)用應(yīng)考慮與線路保護的配合問題,即考慮現(xiàn)場實際情況,最終確保備自投裝置的正確動作。
目前,備自投裝置已被廣泛應(yīng)用于110 kV及以下電力系統(tǒng),特別是在重要的內(nèi)橋接線變電站中采用的進線及橋斷路器備自投更是普遍,不僅與110 kV線路保護裝置存在配合,與主變保護、母線保護等也均有聯(lián)系。
為滿足不同需要,現(xiàn)有的備自投裝置具有較多的功能,如開入量閉鎖、母線絕緣監(jiān)視、TV斷線告警、全所無壓告警、聯(lián)切小電源以及通信等功能。
也就是說,在“瘙癢”上面有監(jiān)獄、刑事處罰,而對于預(yù)告“瘙癢”存在著黨的紀律。 總之,存在著這樣那樣的鎖鏈、條條框框。[2]90
因此,備自投裝置在實際應(yīng)用中需結(jié)合現(xiàn)場具體情況而綜合考慮,且應(yīng)符合以下要求。
(1)備自投裝置應(yīng)保證在變電站工作電源或斷路器斷開后,才投入備用電源或斷路器。注意備自投裝置的動作時間與保護裝置動作時間的配合。變電站1、2一次聯(lián)系圖見圖8。
以進線備自投為例,圖 8中DL1、DL3、DL4、DL5、DL6、DL8 斷路器為合位,DL2、DL7 斷路器為分位,變電站2的進線一(L1)為受電側(cè)無保護。當線路發(fā)生瞬時故障時,由對側(cè)變電站1保護動作跳對側(cè)斷路器(DL4)后,經(jīng)延時重合斷路器,此時變電站2備自投裝置不能因工作電源斷開,而立即動作投入備用電源(合DL7)。當線路發(fā)生永久故障時,由對側(cè)變電站1保護動作跳對側(cè)斷路器 (DL4),重合斷路器,再后加速跳斷路器,變電站2失電后,此時變電站2備自投裝置才能動作。所以變電站2備自投動作時間應(yīng)大于以上時間之和。
(2)變電站工作電源或設(shè)備上的電壓,因故消失時,備自投裝置應(yīng)正確動作。但若變電站主變差動保護、主變非電量保護、主變高后備保護、母線保護等動作時,或手跳某斷路器使變電站失壓時,應(yīng)考慮將其閉鎖。內(nèi)橋接線變電站一次接線圖見圖9。
以內(nèi)橋接線變電站分段備自投為例,圖9中DL1、DL2、DL4、DL5 斷路器為合位,DL3 斷路器為分位。若1號主變非電量如重瓦斯保護動作,跳開主變各側(cè)斷路器(DL1、DL4),一定是1號主變內(nèi)部發(fā)生故障,此時備自投裝置若不被閉鎖,備用電源將投入至故障主變(合DL3),這顯然是不允許的,為此應(yīng)接入閉鎖備自投的開入量。
除此而外,現(xiàn)有的備自投裝置(如DSA2361型進線和橋斷路器備自投裝置)在動作條件中引入進線斷路器合位,如圖9中DL1斷路器合位,實際是引入一個閉鎖條件(進線斷路器不在合位則閉鎖備自投),因此也可以很好的解決這一問題。
一方面如果進線線路發(fā)生故障,由對側(cè)保護動作跳閘,使進線及所帶母線失電,備自投能夠正確動作。
另一方面如果母線或變壓器發(fā)生故障,保護動作跳開進線斷路器,或手跳進線斷路器時,進線斷路器將處于跳位,此時備自投被閉鎖。
(3)備自投裝置應(yīng)保證只動作一次。這是由備自投裝置的充電時間決定的,是為防止備自投裝置動作后,將備用電源或設(shè)備投入到故障設(shè)備時的再動作。
當工作母線發(fā)生持續(xù)性故障,且備自投裝置因故未能被閉鎖時,備自投裝置動作,備用電源或設(shè)備將投入于故障母線,此時,繼電保護裝置動作,再將備用電源或設(shè)備斷開。
此后,不允許再次投入備用電源或設(shè)備,以免對系統(tǒng)造成不必要的沖擊。但若備自投由一種方式動作后,轉(zhuǎn)變成另一種方式,且滿足該方式的充電條件和充電時間,應(yīng)能再次動作,而不被保護裝置所閉鎖。
以進線備自投為例,如圖2-1,當變電站2進線一備自投方式動作后(跳DL6、合DL7),滿足進線二備自投充電條件和時間,應(yīng)能自動轉(zhuǎn)為進線二備自投方式。
因此備自投裝置動作跳繼路器的接線應(yīng)接入保護裝置的“保護跳”回路(因“手跳”或“其他保護跳”回路工作后會閉鎖備自投)。
(4)備自投裝置動作時,聯(lián)切負荷側(cè)的小電源。備自投動作一般不考慮2個電源的同期問題。因此在跳開工作電源的同時必須切除負荷側(cè)母線上的小電源,且在確認工作電源和小電源的斷路器均已跳開后,方可合上備用電源。
(5)備自投裝置動作時,自動減負荷。主要應(yīng)考慮:一是備用電源或設(shè)備投入后出現(xiàn)過負荷情況,如設(shè)于負荷側(cè)的分段備自投動作后,將由備用電源向兩段母線上的負荷供電,當備用電源容量(主要指變壓器容量)不足時,應(yīng)該切除部分次要負荷,以確保安全供電,或在過負荷時,閉鎖分段備自投。二是電動機自啟動的情況,如過負荷超過允許限度或不能保證自啟動時,備自投應(yīng)動作于自動減負荷。
以上是備自投裝置在應(yīng)用過程中需注意的問題,根據(jù)現(xiàn)場實際條件和要求,結(jié)合備自投裝置的各種功能,在與各種保護裝置之間的配合或聯(lián)系方面還需綜合考慮。
隨著社會的發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,用戶對電力的依賴程度越來越大。為適應(yīng)這一形勢的需要,一方面采用順應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的備自投裝置,另一方面必須提高備自投裝置運行的安全性、可靠性。
綜合考慮備自投與各種保護裝置之間的配合或聯(lián)系,運用好備自投裝置的各種功能,在新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用的每一個階段,要確保萬無一失,這需要從事運行管理、調(diào)試、設(shè)計、施工、制造等各戰(zhàn)線上的專業(yè)人員具有較強的工作責任心,較高的業(yè)務(wù)技能和不斷探索的學(xué)習(xí)精神。
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