備自投裝置故障分析及處理

周志艷

（國(guó)網(wǎng)襄陽(yáng)供電公司，湖北 襄陽(yáng)441002）

隨著電網(wǎng)的迅速發(fā)展壯大,龐大復(fù)雜的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已逐漸形成,對(duì)電力用戶供電的可靠性、連續(xù)性要求越高，電力安全生產(chǎn)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)越來(lái)越發(fā)揮著先行軍的作用。本文通過(guò)一起某110KV變電站＃2主變跳閘后，深入分析了10KV分段備自投裝置未動(dòng)作的事故原因，提出相應(yīng)的解決辦法，成功實(shí)施整改后得到了現(xiàn)場(chǎng)可行性驗(yàn)證。

1 事故經(jīng)過(guò)

1.1 事故前運(yùn)行方式

某110kV變電站由06開關(guān)送110kVⅡ段經(jīng)03開關(guān)送110 kV I段，04開關(guān)熱備用，05、07開關(guān)運(yùn)行；01開關(guān)送＃1主變，31開關(guān)熱備用，51開關(guān)送10kVI段；02開關(guān)送＃2主變，32開關(guān)送35kVII段經(jīng)33開關(guān)送35kVI段，52開關(guān)送10kVII段，81開關(guān)所接電容器組運(yùn)行，53開關(guān)熱備用。

1.2 事故經(jīng)過(guò)

2013年3月12日6時(shí)46分1.777秒，＃2主變電流差動(dòng)保護(hù)B、C相動(dòng)作，差動(dòng)保護(hù)開口，跳02、32、52開關(guān)，81開關(guān)欠壓保護(hù)動(dòng)作跳81開關(guān)，＃2主變壓器及35KV、10KV分段備自投裝置發(fā)“切換開入出錯(cuò)”報(bào)文，備自投閉鎖信號(hào)發(fā)出，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式，當(dāng)時(shí)備自投裝置的運(yùn)行方式為10KV分段備自投方式，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況是10KV分段備自投未動(dòng)作。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況及分析

2.1 一次設(shè)備情況

檢查＃2主變35KV出口支柱瓷瓶C相有明顯放電痕跡，屬于＃2主變差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)故障。

2.2 繼電保護(hù)動(dòng)作情況及分析

＃2主變保護(hù)裝置所采到的故障電流：Idb=4.951A、Idc=4.950A,而差動(dòng)電流定值為Id=1.67A，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作正確、可靠。＃2主變保護(hù)裝置跳開＃2主變110kV高壓側(cè)開關(guān)X02、35kV中壓側(cè)開關(guān)X32、10kV低壓側(cè)開關(guān)X52，故障前一次設(shè)備運(yùn)行方式為35kV Ⅰ、Ⅱ段并列運(yùn)行，10kV Ⅰ、Ⅱ段母線分段運(yùn)行。此時(shí)＃2主變動(dòng)作10kV Ⅱ段母線失壓，CSC246A備自投裝置應(yīng)動(dòng)作合10kV分段53開關(guān)，但備自投裝置并沒(méi)有正確動(dòng)作。＃2主變及35kV、10kV分段備自投裝置的報(bào)文為：15ms 備自投啟動(dòng)，15s 切換方式開入錯(cuò)，備自投動(dòng)作閉鎖。

3 原因分析

該站備自投裝置是由北京四方公司生產(chǎn)的CSC246A數(shù)字式備自投裝置。本裝置適用于2臺(tái)110 kV三卷變壓器，三側(cè)均為單母分段接線，無(wú)小電源方式下的備自投。共兩種運(yùn)行方式，方案一變壓器備自投：兩臺(tái)變壓器其中一臺(tái)運(yùn)行帶負(fù)荷，另一臺(tái)備用。＃1（或＃2）主變壓器三側(cè)開關(guān)合位，＃2（或＃1）主變壓器三側(cè)開關(guān)分位，35kV、10kV分段開關(guān)在合位時(shí)。方案二35kV、10kV分段備自投：兩臺(tái)變壓器都運(yùn)行，兩臺(tái)變壓器高壓側(cè)開關(guān)合位。

實(shí)際運(yùn)行中開入量的采樣均正確，符合10KV分段備自投方式，但故障時(shí)為什么會(huì)閉鎖備自投呢？根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取的81開關(guān)電容器裝置的錄波發(fā)現(xiàn)（＃2主變差動(dòng)保護(hù)錄波中沒(méi)有10kV母線電壓），裝置采集到的10kV的TV二次電壓在故障時(shí)沒(méi)有突將至0V，而是經(jīng)過(guò)約350ms降至0V，約250ms后三相電壓小于20V。

經(jīng)檢查裝置程序，開入方式錯(cuò)延時(shí)15S告警，告警后閉鎖備自投邏輯，是由于電壓延時(shí)將低造成的而不是開入方式錯(cuò)導(dǎo)致備自投不動(dòng)。

在裝置10kV＃2母線失壓?jiǎn)?dòng)備自投邏輯中，＃2主變10kV開關(guān)跳位是閉鎖條件，此條件在備自投啟動(dòng)后不起作用，用于判別系統(tǒng)運(yùn)行方式。＃2主變10kV開關(guān)跳位100ms后，若備自投邏輯未啟動(dòng)，裝置程序閉鎖＃2母線失壓?jiǎn)?dòng)備自投邏輯。

現(xiàn)場(chǎng)備自投母線失壓定值是20V，而開關(guān)變位后250ms母線電壓才滿足條件，此時(shí)已超過(guò)裝置100ms的啟動(dòng)時(shí)間，備自投失壓跳的邏輯已經(jīng)被閉鎖。

4 解決方法

對(duì)裝置的版本進(jìn)行升級(jí)，新版本增加的內(nèi)容為：（1）裝置原固定邏輯不變，在工作開關(guān)偷跳時(shí)可以繼續(xù)動(dòng)作，僅在工作開關(guān)TWJ異常時(shí)閉鎖裝置，當(dāng)檢測(cè)到工作開關(guān)跳位（跳位做失壓跳邏輯的閉鎖條件且啟動(dòng)前有效），在默認(rèn)時(shí)間2S內(nèi)（升級(jí)前版本是100ms,升級(jí)后為2S），若啟動(dòng)條件滿足，備自投邏輯可以正常動(dòng)作。若啟動(dòng)條件仍不滿足，則2S后閉鎖備自投裝置。（2）增加開關(guān)位置異常判別。當(dāng)“總控制字”中的“TWJ告警投入”時(shí)，對(duì)于兩組變壓器三側(cè)開關(guān)，若進(jìn)（出）線有流且開關(guān)位置為跳位即延時(shí)5s報(bào)“開關(guān)位置異?！备婢ǜ婢δ懿恢苯臃烹姡?，提醒運(yùn)行人員檢查。

5 實(shí)施效果

按上述方案對(duì)裝置進(jìn)行升級(jí)后，以10kV分段備自投方式為例，分別驗(yàn)證開關(guān)位置異常時(shí)告警功能及備自投的正常邏輯功能。

（1）開關(guān)位置異常告警功能

當(dāng)10kV分段開關(guān)在分位，兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)開關(guān)都為合位時(shí)。＃1主變低壓有流時(shí)，將＃1主變低壓側(cè)開關(guān)斷開，裝置延時(shí)5S報(bào)“＃1變低TWJ異常”信息，備自投裝置未放電。

（2）10kV分段備自投邏輯功能

當(dāng)10kV分段開關(guān)在分位，兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)開關(guān)都為合位時(shí)。將＃1主變低壓側(cè)開關(guān)先斷開，在2S內(nèi)將10kV I段母線失壓且＃1主變低壓無(wú)流時(shí)，合10kV分段開關(guān)；將＃1主變低壓側(cè)開關(guān)先斷開，在2S后將10kV I段母線失壓且＃1主變低壓無(wú)流時(shí)，裝置報(bào)“切換方式開入錯(cuò)”，備自投動(dòng)作閉鎖。

同理驗(yàn)證主變和35kV分段備自投方式，備自投裝置均能正確動(dòng)作。

結(jié)語(yǔ)

為滿足電力用戶生產(chǎn)生活對(duì)供電的需求，電力系統(tǒng)供電可靠性必須得到優(yōu)先保障。備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在電力生產(chǎn)中加強(qiáng)設(shè)備巡視維護(hù)力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，采取有效防范措施，確保用戶供電安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

[1]國(guó)家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型故障分析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[2]李火元.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置（第2版）[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.