220 kV備自投裝置閉鎖放電回路隱患分析與改進(jìn)

錢(qián)敏，王世祥

（深圳供電局有限公司，廣東深圳518000）

220 kV備自投裝置閉鎖放電回路隱患分析與改進(jìn)

錢(qián)敏，王世祥

（深圳供電局有限公司，廣東深圳518000）

對(duì)某變電站220 kV備自投裝置外部閉鎖放電回路進(jìn)行分析，指出當(dāng)母聯(lián)充電保護(hù)動(dòng)作時(shí)存在誤閉鎖備自投、母聯(lián)斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)無(wú)法閉鎖備自投的隱患，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案，提高了備自投動(dòng)作可靠性。

母差和失靈保護(hù)；備自投；隱患；改進(jìn)

安全自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第二、三道防線，220 kV備用電源自投裝置（以下簡(jiǎn)稱備自投）作為提高供電可靠性的補(bǔ)救措施，邏輯設(shè)計(jì)應(yīng)以“防拒動(dòng)”為主，特別是放電條件的設(shè)置應(yīng)慎重。

隨著變電站內(nèi)微機(jī)型二次設(shè)備的大量運(yùn)用，二次回路更加復(fù)雜，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上加裝220 kV備自投時(shí)，220 kV備自投外部回路與220 kV保護(hù)的配合成為比較復(fù)雜和容易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)配置情況全面分析，確保220 kV備自投與其它保護(hù)配合不留隱患。

1 220kV備自投的閉鎖放電條件

220 kV備自投裝置的閉鎖放電條件主要考慮以下6個(gè)方面：

（1）裝置啟動(dòng)跳主供開(kāi)關(guān)后，若跳閘等待延時(shí)內(nèi)檢測(cè)不到相應(yīng)主供開(kāi)關(guān)的分位狀態(tài)，則裝置應(yīng)立刻放電，需手動(dòng)復(fù)歸。

（2）裝置動(dòng)作后應(yīng)立刻放電，需手動(dòng)復(fù)歸。

（3）合閘位置繼電器（HWJ）異常告警后（判HWJ異常本身應(yīng)有5 s延時(shí)），裝置應(yīng)立刻放電，信號(hào)消失且手動(dòng)復(fù)歸后才可重新開(kāi)放。

（4）裝置處于非啟動(dòng)狀態(tài)且開(kāi)關(guān)檢修壓板退出時(shí)，若收到開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)間隔的手跳信號(hào)時(shí)，裝置應(yīng)立刻放電，信號(hào)消失后自動(dòng)復(fù)歸。

（5）收到母差、失靈以及其它外部閉鎖信號(hào)時(shí)裝置應(yīng)立刻放電，信號(hào)消失且手動(dòng)復(fù)歸后才可重新開(kāi)放。

（6）備自投功能壓板退出時(shí)裝置應(yīng)立刻放電。

其中（4）、（5）項(xiàng)須由其它保護(hù)裝置提供接點(diǎn)開(kāi)入給220 kV備自投，即邏輯判斷由其它保護(hù)實(shí)現(xiàn)。本文重點(diǎn)討論母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投的回路設(shè)計(jì)方案。

2 母差、失靈保護(hù)閉鎖備自投回路存在的隱患

某220 kV變電站是深圳西部地區(qū)的重要變電站，變電站220 kV主接線為雙母線接線（配置專用母聯(lián)斷路器）。220 kV母線配置雙套R(shí)CS-915AB型母差保護(hù)（含母聯(lián)失靈保護(hù)功能）和1套R(shí)CS-916A型斷路器失靈保護(hù)，220 kV母聯(lián)斷路器配置1套R(shí)CS-923A型輔助保護(hù)。擬在本站新裝設(shè)1套GFWK-J型220 kV備自投裝置，該裝置按照雙母主接線形式配置線路自投和母聯(lián)自投兩種功能。

按標(biāo)準(zhǔn)化備自投設(shè)計(jì)要求，220 kV母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖220 kV備自投信號(hào)共用1個(gè)開(kāi)入點(diǎn)，閉鎖信號(hào)開(kāi)入時(shí)裝置立刻放電，閉鎖信號(hào)消失且手動(dòng)復(fù)歸后裝置才進(jìn)入充電狀態(tài)，而現(xiàn)場(chǎng)220 kV母差、失靈保護(hù)只能提供中央信號(hào)接點(diǎn)。因此，本站母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖220 kV備自投功能由中央信號(hào)保持接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。

在220 kV備自投裝置調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖220 kV備自投回路設(shè)計(jì)（如圖1所示）存在以下隱患：

（1）將220 kV母差保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML引入，可能導(dǎo)致雙母線中某一母線檢修后送電過(guò)程中母聯(lián)充電保護(hù)動(dòng)作時(shí)誤閉鎖備自投，在此期間若正常運(yùn)行母線失壓，因備自投放電不動(dòng)作，將導(dǎo)致全站失壓。

圖1 原母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投回路圖

（2）220 kV母聯(lián)失靈保護(hù)由220 kV母差保護(hù)實(shí)現(xiàn)，但設(shè)計(jì)方案未將母差保護(hù)屏內(nèi)失靈跳Ⅰ母XSL1M、失靈跳Ⅱ母XSL2M接點(diǎn)引入閉鎖回路，可能導(dǎo)致母聯(lián)失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)無(wú)法閉鎖備自投，引起備自投誤動(dòng)作，擴(kuò)大事故范圍。

3 母差、失靈保護(hù)閉鎖備自投回路的改進(jìn)

220 kV母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖220 kV備自投回路，既要保證備自投裝置在母線故障、母聯(lián)或其它支路斷路器失靈的情況下能被可靠閉鎖，又必須防止雙母線中某一母線檢修后送電過(guò)程中母聯(lián)充電保護(hù)動(dòng)作情況下，不誤閉鎖正常運(yùn)行母線的線路備自投功能，使其能夠充分發(fā)揮提高供電可靠性的作用。

3.1 母差保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投回路

結(jié)合RCS-915AB型母差保護(hù)動(dòng)作邏輯[3]分析可知，220 kV雙母線在各種運(yùn)行方式下發(fā)生母線故障（含母聯(lián)死區(qū)故障）時(shí)，不論跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML是否動(dòng)作，母差保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)XTJ都動(dòng)作，因此將母差保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)XTJ引入220 kV備自投閉鎖放電回路已滿足要求。

當(dāng)雙母線中某一母線檢修后由單母線運(yùn)行方式（期間備自投可以正常充電）轉(zhuǎn)為雙母運(yùn)行方式過(guò)程中，投入了母差保護(hù)裝置內(nèi)母聯(lián)斷路器充電保護(hù)功能并投入充電閉鎖母差控制字，若母聯(lián)斷路器合閘于故障母線時(shí)，母線充電保護(hù)立即動(dòng)作跳開(kāi)母聯(lián)斷路器，不影響正常運(yùn)行母線，僅跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML動(dòng)作。此時(shí)，為了不影響正常運(yùn)行母線的線路備投功能，母差保護(hù)跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML不能接入備自投閉鎖回路。

本站220 kV母聯(lián)失靈保護(hù)功能可由220 kV母差保護(hù)實(shí)現(xiàn)，動(dòng)作邏輯如圖2所示。母差保護(hù)投入外部起動(dòng)母聯(lián)失靈控制字SW1，當(dāng)220 kV母差、失靈保護(hù)或220 kV主變保護(hù)動(dòng)作跳220 kV母聯(lián)斷路器時(shí)，若該斷路器失靈，則母差保護(hù)內(nèi)母聯(lián)失靈保護(hù)檢測(cè)到外部起動(dòng)母聯(lián)失靈、母差保護(hù)動(dòng)作、充電保護(hù)動(dòng)作任意開(kāi)入，同時(shí)母聯(lián)電流仍大于設(shè)定值、兩條母線電壓閉鎖條件開(kāi)放，經(jīng)母聯(lián)失靈動(dòng)作延時(shí)后將跳開(kāi)2條母線上所有斷路器[3]。

圖2 220kV母聯(lián)失靈保護(hù)動(dòng)作邏輯

220 kV母差保護(hù)內(nèi)母聯(lián)失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)，其信號(hào)接點(diǎn)動(dòng)作情況如下：母差保護(hù)接點(diǎn)XTJ不動(dòng)作，跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML、失靈跳Ⅰ母接點(diǎn)XSL1M、失靈跳Ⅱ母接點(diǎn)XSL2M同時(shí)動(dòng)作。因此，220 kV母聯(lián)斷路器失靈時(shí)，為防止備自投誤動(dòng)作將備供線路合閘于故障母線，應(yīng)將失靈跳Ⅰ母接點(diǎn)XSL1M、失靈跳Ⅱ母接點(diǎn)XSL2M并聯(lián)接入備自投閉鎖回路。

3.2 失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投回路

220 kV斷路器失靈保護(hù)未配置母聯(lián)失靈保護(hù)功能，故其中的母聯(lián)失靈動(dòng)作接點(diǎn)XMLSL不宜接入220 kV備自投閉鎖回路。

結(jié)合RCS-916A型失靈保護(hù)動(dòng)作邏輯[4]分析可知，在220 kV雙母線各種運(yùn)行方式下，某支路斷路器失靈時(shí)，斷路器失靈保護(hù)檢測(cè)到該支路所在母線的起動(dòng)失靈開(kāi)入（如圖3所示），同時(shí)相應(yīng)母線段的電壓閉鎖條件開(kāi)放，失靈保護(hù)立即動(dòng)作出口，一時(shí)限跳母聯(lián)，二時(shí)限跳失靈元件所在母線所有斷路器，即一時(shí)限跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML動(dòng)作，二時(shí)限失靈跳Ⅰ母接點(diǎn)XT1M、失靈跳Ⅱ母接點(diǎn)XT2M其中一個(gè)動(dòng)作；若互聯(lián)壓板投入則跳2條母線上所有斷路器，即跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML、失靈跳Ⅰ母接點(diǎn)XT1M、失靈跳Ⅱ母接點(diǎn)XT2M均動(dòng)作。

圖3 220kV失靈保護(hù)裝置起動(dòng)失靈開(kāi)入回路

綜上所述，當(dāng)220 kV斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)，為防止備自投誤動(dòng)作將備供線路合閘于故障，應(yīng)將斷路器失靈保護(hù)跳Ⅰ母接點(diǎn)XT1M、失靈跳Ⅱ母接點(diǎn)XT2M并接引入備自投閉鎖回路使其可靠放電，且斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)斷路器后會(huì)跳至少一條母線上斷路器，為簡(jiǎn)化回路，跳母聯(lián)接點(diǎn)XTML可不接入。

3.3 改進(jìn)后的母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投回路

綜上所述，為了確保在母線故障、母聯(lián)或其它支路斷路器失靈情況下備自投功能被可靠閉鎖，同時(shí)防止在母聯(lián)充電動(dòng)作時(shí)正常運(yùn)行母線的線路備自投功能被誤閉鎖，應(yīng)將220kV母差保護(hù)內(nèi)母差保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)XTJ、失靈跳Ⅰ母接點(diǎn)XSL1M、失靈跳Ⅱ母接點(diǎn)XSL2M和220 kV斷路器失靈保護(hù)內(nèi)失靈跳Ⅰ母接點(diǎn)XT1M、失靈跳Ⅱ母接點(diǎn)XT2M并聯(lián)接入備自投閉鎖回路。改進(jìn)后的220 kV母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投回路如圖4所示。

圖4 改進(jìn)后的母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投回路

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)某220 kV變電站保護(hù)配置情況，分析了220 kV母差、失靈保護(hù)動(dòng)作閉鎖220 kV備自投回路設(shè)計(jì)中存在當(dāng)母聯(lián)充電過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)誤閉鎖備自投，母聯(lián)斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)無(wú)法閉鎖備自投的隱患，針對(duì)隱患進(jìn)行了深入分析并提出了改進(jìn)方案，提高了220 kV備自投裝置動(dòng)作可靠性和選擇性，可為其它工程應(yīng)用提供參考。

[1]趙忠秋.220 kV備自投配置及與相關(guān)保護(hù)的配合關(guān)系[J].河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2012（1）∶31-32.

[2]楊文佳，張蔭群，吳國(guó)炳，等.廣東電網(wǎng)備用電源自動(dòng)投入裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的研究[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2009（3）; 105-106.

[3]高中德，舒治淮，王德林，等.國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

（本文編輯：楊勇）

Analysis and Improvement of External Blocking Circuit in 220 kV Standby Power Supply Automatic Switching

QIAN Min WANG Shi-xiang
（Shenzhen Power Supply Bureau Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong 518000，China）

This paper analyzes external blocking circuit of 220 kV standby power supply automatic connection device in a substation and indicates that there are maloperation of standby power supply automatic connection device locking during bus coupler charging protection and failure of standby power supply automatic connection device locking during malfunction of bus coupler breaker.The paper proposes the improvement and enhances action reliability of standby power supply automatic connection device.

bus differential and malfunction protection；standby power supply automatic switching；hidden trouble；improvement

TM762.1

：B

：1007-1881（2013）07-0022-03

2012-09-13

錢(qián)敏（1986-），男，云南曲靖人，助理工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作。