王 泳

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)以后，能自動(dòng)而迅速地將備用電源投入工作，保證用戶連續(xù)供電的裝置即稱(chēng)為備用電源自動(dòng)投入裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)備自投裝置）［1］。這種使系統(tǒng)自動(dòng)裝置與繼電保護(hù)相結(jié)合的方式，保證了用戶供電的連續(xù)性，將負(fù)荷損失降至最小，因而在110kV 及以下電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。但在實(shí)際運(yùn)行中，由于存在邏輯功能不完善、回路接點(diǎn)變位不及時(shí)等原因，備自投裝置動(dòng)作的正確性受到了影響。本文針對(duì)110kV單母分段接線中備自投裝置在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行了原理分析，并提出了相關(guān)的防范措施。

1 110kV 備自投裝置的動(dòng)作原理

按照不同的運(yùn)行方式，110kV 備自投可分為分段（母聯(lián)或橋開(kāi)關(guān)）和進(jìn)線兩種備用電源自投功能。其中，分段備自投功能對(duì)應(yīng)兩條母線上的電源線路互為暗備用的動(dòng)作方式，其接線如圖1所示；進(jìn)線備自投功能對(duì)應(yīng)單條母線上電源互為明備用的動(dòng)作方式，其接線如圖2所示。

圖1 分段備自投主接線

圖2 進(jìn)線備自投主接線

當(dāng)電源進(jìn)線上發(fā)生故障或其他原因?qū)е履妇€失壓、電源進(jìn)線無(wú)流時(shí)，通過(guò)合備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)或母聯(lián)分段開(kāi)關(guān)，可保證變電站不失壓；同時(shí)，備自投裝置具備完善的自投閉鎖功能，可在手動(dòng)跳閘、保護(hù)動(dòng)作、備用電源低頻、低壓或安穩(wěn)裝置切負(fù)荷時(shí)可靠閉鎖自投，備自投動(dòng)作于永久故障時(shí)還應(yīng)具有后加速調(diào)整功能；此外，多級(jí)備自投間、備自投與保護(hù)之間還需進(jìn)行相應(yīng)配合［2－3］。

1.1 分段備自投的動(dòng)作邏輯

如圖1所示，正常運(yùn)行時(shí)，Ⅰ、Ⅱ母均有壓，1DL 開(kāi)關(guān)、2DL開(kāi)關(guān)在合閘位置，3DL 開(kāi)關(guān)在分閘位置。當(dāng)Ⅰ母線失壓時(shí)，以Ⅰ母失壓、線路Ⅰ無(wú)流、Ⅱ母有壓作為啟動(dòng)條件，1DL 分閘位置、3DL合閘位置作為閉鎖條件，以T1延時(shí)跳開(kāi)1DL 開(kāi)關(guān)；以1DL開(kāi)關(guān)分閘位置、Ⅰ母失壓、Ⅱ母有壓作為啟動(dòng)條件，3DL 合閘位置作為閉鎖條件，以T3延時(shí)合上3DL 開(kāi)關(guān)。當(dāng)Ⅱ母線失壓時(shí)，以Ⅱ母失壓、線路Ⅱ無(wú)流、Ⅰ母有壓作為啟動(dòng)條件，2DL分閘位置、3DL合閘位置作為閉鎖條件，以T2 延時(shí)跳開(kāi)2DL開(kāi)關(guān)；以2DL 開(kāi)關(guān)分閘位置、Ⅱ母失壓、Ⅰ母有壓作為啟動(dòng)條件，3DL合閘位置作為閉鎖條件，以T3延時(shí)合上3DL開(kāi)關(guān)。

1.2 進(jìn)線備自投的動(dòng)作邏輯

如圖2所示，正常運(yùn)行時(shí)兩線路PT 均有壓，兩段母線均有壓，1DL開(kāi)關(guān)在合位，2DL開(kāi)關(guān)在分位，3DL 開(kāi)關(guān)在合位。其動(dòng)作邏輯為：以Ⅰ、Ⅱ段母線電壓均失壓、線路Ⅰ電流小于定值、進(jìn)線Ⅱ有壓作為啟動(dòng)條件，1DL 在跳閘位置作為閉鎖條件，以T1延時(shí)跳開(kāi)1DL；以進(jìn)線Ⅱ有壓、1DL 在跳閘位置、Ⅱ段母線失壓作為啟動(dòng)條件，2DL在合閘位置作為閉鎖條件，以T3延時(shí)合2DL。

2 不正確動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn)分析及解決措施

2.1 母線PT 斷線誤動(dòng)分析

如圖2所示，以進(jìn)線備自投方式為例。如果該變電站在輕載情況下運(yùn)行，主供進(jìn)線Ⅰ正常潮流低于備自投裝置的最小有流定值，此時(shí)剛好出現(xiàn)主供進(jìn)線隔離開(kāi)關(guān)或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良，或者PT 端子箱二次空開(kāi)跳開(kāi)等情況，則造成母線二次電壓切換插件無(wú)輸出，110kV 母線電壓為0 或降低到無(wú)壓定值，達(dá)到進(jìn)線備自投動(dòng)作條件（母線無(wú)壓、進(jìn)線無(wú)流、備用線路有壓），引起備自投誤動(dòng)作。

綜上分析，在主供電源輕載的情況下，母線的電壓回路由于斷線導(dǎo)致備自投裝置滿足“無(wú)流、無(wú)壓”的動(dòng)作判據(jù)，從而產(chǎn)生誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

防范措施：串入PT 二次電壓切換回路中隔離開(kāi)關(guān)及斷路器的輔助接點(diǎn)都用雙接點(diǎn)并聯(lián)方式接入，當(dāng)其中一輔助接點(diǎn)接觸不良或損壞時(shí)，另一接點(diǎn)仍可以正常接通，保證PT 二次電壓切換插件有電壓輸出，有效防止備自投裝置因母線PT 斷線而誤動(dòng)［4］。此外，當(dāng)主供電源線路存在較長(zhǎng)時(shí)間低于裝置判線路無(wú)流定值的情況下，建議將母線PT 端子箱的三相電壓空開(kāi)更換為三個(gè)單相電壓空開(kāi)（分相式），從而降低PT 二次空開(kāi)三相同時(shí)跳閘的概率。

2.2 跳位繼電器接點(diǎn)變位不及時(shí)拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)分析

如圖1所示，以分段備自投為例。當(dāng)電源線路Ⅱ發(fā)生永久性故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作跳開(kāi)2DL 開(kāi)關(guān)后進(jìn)行重合，因故障仍然存在，重合閘動(dòng)作不成功，再次動(dòng)作將2DL開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，110kV備自投啟動(dòng)。而在開(kāi)關(guān)跳閘——合閘—跳閘的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)儲(chǔ)存的能量已經(jīng)釋放，需重新儲(chǔ)能，相應(yīng)接點(diǎn)BM 斷開(kāi)，致使備自投裝置采集的TWJ信息不能變位。由于備自投裝置因整組動(dòng)作時(shí)間和斷路器彈簧儲(chǔ)能時(shí)間不能配合，備自投裝置無(wú)法確認(rèn)電源線路Ⅱ開(kāi)關(guān)2DL 已經(jīng)跳開(kāi)，裝置延時(shí)后放電返回，致使Ⅱ母失壓。

110kV 備自投裝置使用保護(hù)操作箱的TWJ接點(diǎn)來(lái)判別電源線路Ⅱ的開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)。彈簧未儲(chǔ)能常開(kāi)接點(diǎn)需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間才能閉合，該時(shí)間為開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能時(shí)間，一般為8～12s。如圖3所示，因TWJ接點(diǎn)變位受彈簧儲(chǔ)能BM 接點(diǎn)影響，故在電源線路Ⅱ故障重合后彈簧儲(chǔ)能的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)合閘監(jiān)視回路斷開(kāi)，TWJ接點(diǎn)不能及時(shí)變位。而備自投發(fā)跳令后僅在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)（幾百毫秒至幾秒）即判別開(kāi)關(guān)是否處于分位，由于該整定時(shí)間無(wú)法與儲(chǔ)能時(shí)間配合，致使備自投裝置誤判電源線路Ⅱ開(kāi)關(guān)2DL 位置，造成備自投裝置放電返回而產(chǎn)生拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)［5］。

圖3 開(kāi)關(guān)合閘監(jiān)視回路

防范措施：將1DL、2DL開(kāi)關(guān)引入備自投裝置的TWJ接點(diǎn)改為斷路器的輔助常閉接點(diǎn)。這樣，開(kāi)關(guān)變位情況就不受彈簧儲(chǔ)能影響，可以使備自投裝置正確動(dòng)作，有效防范備自投的拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)［5］。

2.3 跟跳跳閘命令接入手跳回路誤閉鎖風(fēng)險(xiǎn)分析

手跳閉鎖備自投回路如圖4 所示，當(dāng)手動(dòng)切除工作電源時(shí)，備自投應(yīng)閉鎖動(dòng)作。此外，當(dāng)備自投裝置判斷主供電源失壓時(shí)，為確保主供電源隔離，需跟跳主供電源開(kāi)關(guān)。為了區(qū)別開(kāi)關(guān)究竟是手跳還是保護(hù)跳，備自投裝置一般引入開(kāi)關(guān)合后位置繼電器。當(dāng)保護(hù)跳閘時(shí)HHJ＝1，備自投邏輯程序繼續(xù)；手跳時(shí)HHJ＝0，備自投放電。

在某些變電站設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)將備自投裝置跟跳主供電源開(kāi)關(guān)的跳閘命令接入手跳回路，導(dǎo)致HHJ＝0，這樣跳開(kāi)關(guān)的同時(shí)會(huì)使備自投“手跳閉鎖備自投”邏輯條件滿足，從而誤閉鎖備自投。

防范措施：為防止跳閘命令接入手跳回路后，跳開(kāi)關(guān)同時(shí)備自投“手跳閉鎖備自投”條件滿足導(dǎo)致誤閉鎖備自投，要求備自投裝置跟跳主供電源的跳閘命令禁止通過(guò)手跳回路啟動(dòng)跳閘，跟跳回路可通過(guò)永跳回路啟動(dòng)跳閘。

圖4 手跳閉鎖備自投回路

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合變電站的實(shí)際運(yùn)行方式，對(duì)110kV 備自投裝置的不正確動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析并提出了防范措施。隨著電力系統(tǒng)的日益完善和復(fù)雜，對(duì)備自投裝置動(dòng)作的正確性要求會(huì)不斷提高，而傳統(tǒng)備自投原來(lái)存在的不太明顯的問(wèn)題也逐步暴露出來(lái)。這就需要不斷分析裝置的動(dòng)作原理，研究合理的解決措施，從而進(jìn)一步保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及供電可靠性的提高。

［1］GB/T14285—2006 繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］高貴云.110kV 內(nèi)橋接線備自投裝置改進(jìn)［J］.中國(guó)電力，2011，44（12）：89－92.

［3］付文竹.備用電源自投裝置的應(yīng)用研究［J］.電氣應(yīng)用，2006，25（2）：28－30.

［4］馮肇海.110kV“備自投”誤動(dòng)的防范措施及運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)［J］.裝備制造技術(shù)，2012（5）：170－172.

［5］魏煌，洪旸錦，黃海坤.一起110kV 備自投裝置拒動(dòng)行為的分析及改進(jìn)［J］.電氣技術(shù)，2011（7）：63－65.