關(guān)于提高110kV變電站備自投動作成功率的探討

劉振海 劉成舉 胡章勇

（鄄城縣供電公司 山東 鄄城 274600）

0 引言

備自投裝置是電力系統(tǒng)為了提高供電可靠性而裝設(shè)的安全自動裝置,當(dāng)工作電源因故障消失后,并且在備自投裝置整定時(shí)間(備自投裝置跳進(jìn)線開關(guān)時(shí)間)范圍內(nèi)重合閘未成功,備自投裝置將工作電源斷開,將備用電源投入工作。 隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,為了保證供電的可靠性,進(jìn)線備自投在110kV 電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。

1 備自投動作基本原理

如圖1 所示，1# 進(jìn)線為主線路，2# 進(jìn)線為備線路。正常運(yùn)行方式為主線路1# 進(jìn)線帶下面的母線； 當(dāng)主線路1# 進(jìn)線發(fā)生故障，1DL 跳閘時(shí)，備自投裝置將備線路2#進(jìn)線通過2DL 投入運(yùn)行，以保證正常供電。

圖1 備自投動作基本原理圖

2 備自投動作時(shí)間與線路重合閘的配合

在《3kV－110kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》中指出:備自投裝置啟動后延時(shí)跳開工作電源,動作時(shí)間應(yīng)大于本級線路電源側(cè)后備保護(hù)動作時(shí)間,需要考慮重合閘時(shí),應(yīng)大于本級線路電源側(cè)后備保護(hù)動作時(shí)間與線路重合閘時(shí)間之和。

在整定方案中優(yōu)先考慮工作電源線路重合成功恢復(fù)供電,如果重合閘不成功備自投再動作。因此備自投裝置動作跳工作電源的時(shí)間整定值tzd 為：

tzd = tII+ tch1+tch2+Δt

其中: tII——本級線路電源側(cè)有靈敏度段保護(hù)動作時(shí)間;

tch1——電源側(cè)重合閘時(shí)間;

tch2——負(fù)荷側(cè)重合閘時(shí)間;

Δt——裕度。

如果備自投裝置動作跳工作電源的時(shí)間較短,不能躲過線路重合成功的時(shí)間,將導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)運(yùn)行,可能會對一次設(shè)備帶來沖擊。 此外,可以合理選擇線路重合閘的方式來避免線路重合閘和備自投裝置同時(shí)動作。 電源側(cè)開關(guān)的重合閘方式為檢母線有壓線路無壓,負(fù)荷側(cè)的重合閘方式為檢線路有壓母線無壓。 這樣如果備自投先于重合閘動作,母線有壓,重合閘條件不滿足,線路重合閘不出口,避免了線路重合閘和備自投裝置同時(shí)動作，從而提高了正確動作可靠性。

3 備自投裝置開關(guān)信號選取

大部分備自投裝置只需使用開關(guān)位置的一個常閉節(jié)點(diǎn)就可實(shí)現(xiàn)對該開關(guān)的監(jiān)控。在以往的設(shè)計(jì)中，因線路、母聯(lián)保護(hù)裝置與備自投裝置都集中在繼保室， 為方便施工和控制成本， 常取保護(hù)裝置操作箱TWJ 繼電器接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對開關(guān)機(jī)構(gòu)箱的開關(guān)常閉接點(diǎn)的監(jiān)控，這一方法較取安裝在開關(guān)場所的開關(guān)機(jī)構(gòu)箱大大降低了施工量。 此外，眾多備自投裝置廠家圖紙?jiān)陂_關(guān)量輸入端都標(biāo)注該開關(guān)量取自開關(guān)的TWJ 接點(diǎn)，這也是誤導(dǎo)設(shè)計(jì)人員取TWJ 接點(diǎn)的原因之一。

但是，當(dāng)開關(guān)停電檢修，取下直流操作保險(xiǎn)或直流電源失壓時(shí)，其原本勵磁的TWJ 重動繼電器會失磁返回， 備自投裝置檢測不到開關(guān)的真實(shí)位置，將引起備自投裝置的誤動或拒動。 另外，開關(guān)操作箱的TWJ 繼電器的動作回路往往串聯(lián)儲能接點(diǎn)， 當(dāng)儲能機(jī)構(gòu)儲能充足時(shí)，儲能接點(diǎn)才能接通TWJ 繼電器。 在開關(guān)機(jī)構(gòu)儲能的時(shí)間內(nèi)，備自投裝置檢測不到開關(guān)的分位信號，而閉鎖投備用開關(guān)信號會使事故擴(kuò)大。 某供電局就發(fā)生類似事故：當(dāng)時(shí)110kV 故障線路保護(hù)動作跳開兩側(cè)開關(guān)，一側(cè)變電站的保護(hù)重合閘重合不成功， 另一側(cè)變電站保護(hù)重合閘重合成功，其110kV 線路備自投裝置動作，再次跳開該線路，但未能投上另一條110kV 備用電源線路，造成多個110kV 失壓。 所以備自投裝置開關(guān)位置的接入應(yīng)取開關(guān)機(jī)構(gòu)箱的輔助接點(diǎn)， 這樣才能夠及時(shí)正確地反映開關(guān)的合分位狀態(tài)，從而保證備自投裝置的正確動作。

4 備自投裝置故障動作成功率低的要因及改進(jìn)方法

4.1 備自投裝置故障的要因

經(jīng)過對備自投裝置故障的認(rèn)真統(tǒng)計(jì)和分析后，總結(jié)造成備自投裝置故障的主要因素有以下三點(diǎn)：

4.1.1 利用備自投裝置停用的機(jī)會，對各變電站備自投模擬各種故障進(jìn)行試驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn)：①在進(jìn)線開關(guān)偷跳時(shí)，備自投會失敗，造成全站停電。②裝置無電流閉鎖，當(dāng)PT 保險(xiǎn)熔斷時(shí)，備自投裝置會誤動。以上均是備自投裝置邏輯程序不完善所造成的，嚴(yán)重威脅備自投的正常運(yùn)行，直接影響備自投動作成功率，所以邏輯程序缺陷是造成備自投裝置動作成功率低的主要因素。

4.1.2 在調(diào)試備自投裝置和處理缺陷異常時(shí)發(fā)現(xiàn)，部分調(diào)試人員對備自投的工作原理了解得不夠深入、細(xì)致，只能處理一些簡單問題，導(dǎo)致出現(xiàn)故障或異常后不能恢復(fù)正常運(yùn)行的概率增加。應(yīng)通過加強(qiáng)專業(yè)技能培訓(xùn)來提高人員維護(hù)備自投裝置的水平，工作人員專業(yè)技能培訓(xùn)力度不夠是造成備自投裝置動作成功率低的主要因素。

4.1.3 現(xiàn)場工作人員遇有裝置方面的問題時(shí)，需要廠家提供準(zhǔn)確合理地解釋，并及時(shí)提供備品備件。但是實(shí)際工作中往往協(xié)調(diào)配合不夠，致使備自投裝置故障，是造成備自投裝置動作成功率低的主要因素。

4.2 改進(jìn)方法

4.2.1 根據(jù)各變電站的運(yùn)行方式和實(shí)際情況，同廠家協(xié)商設(shè)計(jì)出合理完善的備自投邏輯圖，并相應(yīng)地對邏輯程序進(jìn)行修改，利用備自投停用的機(jī)會進(jìn)行實(shí)施。

4.2.2 組織專業(yè)技能培訓(xùn)，將基本理論和現(xiàn)場操作相結(jié)合，同時(shí)聘請專家進(jìn)行現(xiàn)場專題講座。

4.2.3 與廠家建立長期合作機(jī)制，組織赴廠家實(shí)地進(jìn)行學(xué)習(xí)調(diào)研。 平時(shí)增強(qiáng)與廠家的聯(lián)系，提前準(zhǔn)備了備品備件，縮短了事故處理周期。

5 結(jié)束語

隨著電力系統(tǒng)的不斷完善和復(fù)雜，電網(wǎng)自動化和堅(jiān)強(qiáng)程度要求日益提高，使得原來不太明顯的問題逐步顯現(xiàn)出來，需要我們在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、使用的各個環(huán)節(jié)更進(jìn)一步全面化和精細(xì)化，要充分地考慮電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際要求，加強(qiáng)對備自投的分析研究，保證備自投裝置的可靠動作和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 變電站備自投動作成功率的提高，保證了電源不問斷供電，防止事故的擴(kuò)大和升級，同時(shí)大大提高了對用戶的供電可靠性，由此帶來的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益、社會效益是不可估量的。