宋傳盼，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

備自投裝置是供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動(dòng)裝置與繼電保護(hù)裝置相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種對供電系統(tǒng)提供不間斷供電的經(jīng)濟(jì)而有效的技術(shù)裝備。備自投裝置在電網(wǎng)中的使用，是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的有力技術(shù)手段。隨著對供電可靠性要求的提高，目前越來越多的變電站都裝設(shè)了備自投裝置。但在多年的實(shí)際運(yùn)行中，備自投裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生。原因涉及裝置本身、接線以及運(yùn)行維護(hù)等多方面，比如受電網(wǎng)運(yùn)行要求的約束、備自投與重合閘配合、備自投充放電等問題。結(jié)合具體實(shí)例，對備自投裝置應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及應(yīng)采取的防范措施進(jìn)行簡要分析，期望今后在遇到和處理此類情況的時(shí)候提供一定的參考。

1 10 kV分段備自投與110 kV進(jìn)線備自投原理

1.1 10 kV分段備自投原理

以10 kV兩主變低壓側(cè)均為雙分支為例(見圖1)。正常運(yùn)行時(shí)，521 A，521 B開關(guān)在分位，501 A，501 B，502 A，502 B開關(guān)在合位。以跳502 A合521 A開關(guān)為例，其充電條件為：①I A，II A母線均三相有壓；②501 A，502 A開關(guān)在合位；③521 A開關(guān)在分位；④備自投功能壓板投入。以上條件同時(shí)滿足后，經(jīng)延時(shí)時(shí)間后完成充電。放電條件為：①I A、II A母三相無壓；②手跳501 A，502 A開關(guān)；③521 A開關(guān)在合位；④閉鎖信號輸入。動(dòng)作過程為：檢測到II A母線失壓且502 A無電流，I A母三相有壓，延時(shí)跳開502 A開關(guān)，確認(rèn)502 A開關(guān)跳開后，延時(shí)投入521 A開關(guān)。

圖1 10 kV分段備自投接線(雙分支)示意

1.2 110 kV進(jìn)線備自投原理

以單母分段、一主一備、互為備投(自動(dòng)識別主、備線路運(yùn)行狀態(tài))的典型接線方式為例，如圖2所示。正常運(yùn)行時(shí)甲線供電，乙線備用，分段開關(guān)MDL在合位。充電條件為：①I母、II母均三相有壓，乙線有壓；②1 DL開關(guān)在合位，2 DL開關(guān)在分位；③備自投功能壓板投入。以上條件同時(shí)滿足后，經(jīng)延時(shí)時(shí)間后充電完成。放電條件為：①I母，II母均三相無壓，甲線有電流經(jīng)延時(shí)放電；②乙線無壓；③2 DL在合位；④手跳1 DL；⑤2 DL檢修；⑥閉鎖信號輸入。動(dòng)作過程：檢測到I、II母線失壓，甲線無電流，延時(shí)跳開甲線1 DL開關(guān)，確認(rèn)1 DL開關(guān)跳開后，延時(shí)自投乙線2 DL開關(guān)。

圖2 110 kV進(jìn)線備自投接線(一主一備)示意

2 備自投裝置拒動(dòng)、誤動(dòng)實(shí)例分析及探討

2.1 10 kV分段備自投誤動(dòng)實(shí)例分析及探討

2011-12-05T14:02，220 kV龍?zhí)磷冸娬?號主變低壓側(cè)A分支502 A開關(guān)跳閘，約3 s后521 A開關(guān)合閘，10 kV IIA母負(fù)荷轉(zhuǎn)為由1號主變提供。220 kV龍?zhí)琳?號、2號主變10 kV均為雙分支方式，每個(gè)分支都配有備自投裝置，各自獨(dú)立運(yùn)行。此前10 kV IA母和II A母分列運(yùn)行；502 A開關(guān)所帶負(fù)荷接近0，一次電流值為20 A左右的空載感應(yīng)電流。現(xiàn)場各保護(hù)及備自投裝置動(dòng)作情況如下：10 kV備自投(A分支)“自投邏輯II動(dòng)作”，動(dòng)作時(shí)間5.010 s。10 kV備自投定值單中“自投邏輯II”方式為II A母失壓，跳502 A開關(guān)，投521 A開關(guān)?，F(xiàn)場動(dòng)作情況與備自投邏輯一致。根據(jù)備自投的動(dòng)作條件，當(dāng)時(shí)II A母應(yīng)滿足無壓無流備自投邏輯才動(dòng)作。備自投定值中無流，定值為0.05 A，當(dāng)時(shí)502 A開關(guān)一次電流值為20 A左右，CT變比5 000/5，折合成二次電流值為0.02 A，剛好滿足無流條件。

事故前II A母一次電壓正常，因此初步懷疑PT二次回路存在問題?，F(xiàn)場檢查II A母線PT柜內(nèi)回路及空開情況，當(dāng)時(shí)PT柜內(nèi)PT二次電壓空開未出現(xiàn)跳閘情況，PT二次回路接線正確，PT一次保險(xiǎn)完好，PT本體無燒毀現(xiàn)象。查圖紙后發(fā)現(xiàn)，PT二次回路的保護(hù)、計(jì)量及開口三角電壓回路中均串有PT刀閘位置重動(dòng)繼電器的接點(diǎn)?，F(xiàn)場查接線發(fā)現(xiàn)，該繼電器線圈所用電源為交流220 V照明及加熱電源，取自10 kV II段交流(加熱照明用)環(huán)網(wǎng)，最后發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)用于“10 kV II段交流電源”的熔斷器有接觸不良的情況?，F(xiàn)場再進(jìn)行模擬試驗(yàn)，將該熔斷器取下后，該繼電器返回，切斷PT二次到屏頂小母線及PT接口屏的電壓回路，導(dǎo)致相關(guān)保護(hù)及設(shè)備失去二次母線電壓。此時(shí)II A母失壓后滿足備自投的無壓定值15 V(線電壓)，最終導(dǎo)致備自投動(dòng)作。

2.2 110 kV進(jìn)線備自投拒動(dòng)實(shí)例分析及探討

2011-05-07T03:06，110 kV觀瀾站110 kV備自投裝置動(dòng)作,跳開110 kV富觀線。110 kV富觀線帶全站負(fù)荷，按照該站備自投一主一備的邏輯，當(dāng)110 kV富觀線跳開后，應(yīng)當(dāng)合上另外一條110 kV觀坑線，但110 kV備自投動(dòng)作后110 kV觀坑線并未合閘。

進(jìn)線備自投的跳閘回路一般可通過保護(hù)跳閘或手跳2種方式實(shí)現(xiàn)，但2種方式都有各自需要注意的問題。

采用保護(hù)跳閘方式時(shí)，在設(shè)計(jì)中必須要考慮閉鎖線路重合閘問題。因?yàn)椴捎帽Ｗo(hù)跳開工作線路開關(guān)后，保護(hù)裝置會(huì)誤認(rèn)為開關(guān)偷跳而啟動(dòng)重合閘，從而將原已被分開的線路開關(guān)又重新合上，導(dǎo)致無法隔離有故障的原工作線路，備自投也因此無法正常工作。因此，備自投裝置必須用另一副跳閘輸出接點(diǎn)去閉鎖該線路保護(hù)的重合閘。

采用手跳方式時(shí)，可以不用考慮閉鎖重合閘的問題。因?yàn)榫€路保護(hù)的手動(dòng)跳閘、遙控跳閘操作回路已經(jīng)考慮閉鎖重合閘了，而且這種設(shè)計(jì)方式比較簡單。但這種手跳方式不能在備自投跳閘時(shí)加入“手分閉鎖備自投”的功能，因?yàn)榘磦渥酝兜脑O(shè)計(jì)原則，在人為手分工作線路開關(guān)時(shí)(如變電站需要全停時(shí))，備自投不應(yīng)該合備用線路開關(guān)。實(shí)現(xiàn)這種功能是靠保護(hù)合后繼電器接點(diǎn)接入備自投裝置實(shí)現(xiàn)的。因此，設(shè)計(jì)中一般要考慮“手分閉鎖備自投”的功能。如果備自投采用跳閘接手跳方式時(shí)，也加入了“手分閉鎖備自投”回路，將會(huì)造成備自投通過手跳回路跳開工作線路后，“手分閉鎖備自投”回路又閉鎖備自投，導(dǎo)致無法合備用線路的矛盾邏輯。因此跳閘接手跳方式的設(shè)計(jì)不能加入“手分閉鎖備自投”回路，即取消保護(hù)合后繼電器接點(diǎn)接入備自投裝置，這樣備自投裝置才能正確動(dòng)作。

110 kV觀瀾站的現(xiàn)場實(shí)際情況是，在110 kV富觀線保護(hù)改造時(shí)，其設(shè)計(jì)圖所接跳閘端子為手跳端子，可能考慮采用的是上述備自投接手跳方式，但并未取消保護(hù)合后繼電器接點(diǎn)接入備自投裝置回路，且該站備自投裝置也未接入KKJ合后位置作為充放電判據(jù)，從而為此次事故留下隱患。

3 防范措施

3.1 10 kV分段備自投誤動(dòng)防范措施

10 kV分段備自投裝置無壓無流動(dòng)作有2種情況：一種是實(shí)際發(fā)生了故障，導(dǎo)致母線失壓，且變低開關(guān)跳開后無流；另一種是正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷很低，導(dǎo)致裝置檢測無流，且此時(shí)由于PT二次回路存在問題，導(dǎo)致母線失壓，實(shí)際上一次母線電壓并未降低。這種情況下備自投邏輯動(dòng)作也是正確的，但并沒有故障，所以實(shí)際上并不希望這種動(dòng)作發(fā)生。因此，建議廠家完善邏輯，從程序上區(qū)分這2種動(dòng)作現(xiàn)象，從而閉鎖沒有故障情況下的備自投動(dòng)作。比如，有故障情況下，負(fù)荷電流會(huì)有從有到無的變化過程，而負(fù)荷很低的情況下電流基本比較穩(wěn)定，可通過電流的變化量加以區(qū)分。另外，還要加強(qiáng)日常巡視，重點(diǎn)查看PT二次的采樣值，確認(rèn)數(shù)據(jù)的正確性，同時(shí)定期對PT二次回路上可能斷開的地方進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，提前做好預(yù)控措施，防止因PT二次回路斷開導(dǎo)致備自投動(dòng)作。

3.2 110 kV進(jìn)線備自投拒動(dòng)防范措施

(1) 如果備自投跳閘回路采取手跳方式，就要取消“手分閉鎖備自投”功能，同時(shí)必須在人為跳開線路開關(guān)前將備自投裝置功能退出，否則備自投會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。如果采用保護(hù)跳閘方式，不會(huì)發(fā)生閉鎖備自投的情況，但可能會(huì)導(dǎo)致線路重合于永久性故障，所以必須引出另一副跳閘輸出接點(diǎn)去閉鎖線路的重合閘。

(2) 在備自投的驗(yàn)收或定檢過程中，要注意熟悉不同廠家不同型號的備自投裝置的原理，檢查現(xiàn)場接線是否合理，并注意備自投跳閘線是接于手跳端子還是保護(hù)跳端子。對于特殊的情況，需運(yùn)行人員配合操作的備自投裝置，還要在運(yùn)行說明中特別注明，防止因人為誤操作而導(dǎo)致事故。

(3) 無論是技改驗(yàn)收還是新站驗(yàn)收，現(xiàn)場維護(hù)人員都應(yīng)當(dāng)熟悉裝置原理并仔細(xì)審圖，務(wù)必把隱患消滅在審圖階段。要重視對供電設(shè)計(jì)人員的技術(shù)培訓(xùn)，從而加強(qiáng)對原理圖、安裝接線圖的設(shè)計(jì)審核工作。

(4) 備自投裝置驗(yàn)收完畢后，要實(shí)際傳動(dòng)一下，進(jìn)一步驗(yàn)證二次回路接線及邏輯是否正確。

4 結(jié)束語

隨著電力系統(tǒng)的不斷增大和復(fù)雜，對電網(wǎng)自動(dòng)化水平和其堅(jiān)強(qiáng)程度的要求也日益提高，使得原來不太明顯的問題逐步顯現(xiàn)出來，這就需要在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、使用的各個(gè)環(huán)節(jié)更進(jìn)一步全面化和精細(xì)化。特別是在設(shè)計(jì)和調(diào)試階段，應(yīng)當(dāng)充分考慮電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際需求，對可能出現(xiàn)的情況認(rèn)真做好各種試驗(yàn)，加強(qiáng)對備自投裝置的分析和研究，從而保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 國家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答[M]．北京:中國電力出版社，1999．

2 鄭曲直，程 穎．備用電源自投裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用的若干問題[J]．繼電器，2003，31(08):18-21．

3 湯大海，楊合民，劉春江，等．一種自適應(yīng)的擴(kuò)大內(nèi)橋備自投裝置．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33(15):107-110．