繼電保護(hù)方面?zhèn)渥酝兜膽?yīng)用及改進(jìn)

朱應(yīng)欽　司良奎　楊光宇

作者簡(jiǎn)介：朱應(yīng)欽（1989.2-），河南，研究方向，繼電保護(hù)事故分析及改進(jìn)措施，學(xué)歷本科，國(guó)網(wǎng)新疆疆南供電有限責(zé)任公司。

摘要：本文通過對(duì)110kV變電站因備自投缺陷而擴(kuò)大事故的現(xiàn)象展開探究，進(jìn)而論述當(dāng)前備自投裝置中存在的應(yīng)用缺陷，并提出了行之有效改進(jìn)措施。在進(jìn)一步改進(jìn)變電站備自投裝置的基礎(chǔ)上，促進(jìn)了此裝置可靠性及安全性的提高，為電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提供了充分保障。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；備自投；應(yīng)用及改進(jìn)

引言

備自投即備用電源自動(dòng)投入裝置，指的是當(dāng)工作設(shè)備或電源因故障斷開后，可將自動(dòng)備用設(shè)備或電源投入工作中，從而確保不斷電的一種自動(dòng)裝置[1]。當(dāng)前，大部分110kV變電站為了安全、有效地向用戶輸送電能，同時(shí)也為了能夠在電網(wǎng)發(fā)生相關(guān)故障時(shí)，將停電時(shí)間降至最低，均裝設(shè)了相應(yīng)的備自投設(shè)置。然而由于備自投的使用時(shí)間較短，缺乏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)事故的估計(jì)，在經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，其內(nèi)在缺陷便被暴露出來，對(duì)變電站的安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響[2]。因此，對(duì)繼電保護(hù)方面?zhèn)渥酝兜膽?yīng)用缺陷進(jìn)行分析，并采取有效的改進(jìn)措施尤為重要。

1.事故發(fā)生分析

本文以2004年11月馬鞍山110kV變電站發(fā)生了一起設(shè)備事故為例展開分析。在故障發(fā)生過程中，由于變電站裝設(shè)的備自投出現(xiàn)了誤動(dòng)，從而將事故的波及范圍進(jìn)行了擴(kuò)大。以下就此次設(shè)備事故的發(fā)生經(jīng)過展開探討。

1.1事故的發(fā)生經(jīng)過

11月23日21時(shí)40分左右，在馬鞍山110kV變電站的Ⅰ號(hào)主變路中，型號(hào)為#901的開關(guān)發(fā)生了突然跳閘的情況，此時(shí)，裝設(shè)在10kV總站上的的備自投進(jìn)行工作，將分段路上型號(hào)為#900開關(guān)進(jìn)行閉合。而#900開關(guān)才剛閉合，型號(hào)為#901的開關(guān)柜內(nèi)便發(fā)生了爆炸現(xiàn)象。隨后沒過多久，位于Ⅱ號(hào)主變總路上型號(hào)為#902的開關(guān)也發(fā)生跳閘，而Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)主變總路的三側(cè)開關(guān)也相繼跳閘斷電，待10kV與35kV兩種母線斷電以后，馬鞍山變電站內(nèi)的所有用電也全都斷開。變電站人員對(duì)事故現(xiàn)象進(jìn)行經(jīng)濟(jì)勘察，并對(duì)設(shè)備的故障錄波等信息展開綜合、深入分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這一次的設(shè)備爆炸事故存在四個(gè)發(fā)展階段，具體為發(fā)生、波及范圍擴(kuò)大、持續(xù)、結(jié)束。

1.2事故原因探究

在經(jīng)過變電站工作人員的一系列詳細(xì)分析與探究后，我們得主要由以下幾個(gè)方面的原因?qū)е铝诉@一次設(shè)備事故的發(fā)生以及擴(kuò)大發(fā)展。

其一，事故主要由位于Ⅰ號(hào)主變路上#901開關(guān)的滅弧室引起。由于存在某些因素，對(duì)滅弧室上端絕緣筒造成了一定的損害，并出現(xiàn)了部分裂紋，在此情形下，滅弧室便對(duì)#901開關(guān)柜的外殼進(jìn)行了放電，設(shè)備故障在未經(jīng)處理下一只發(fā)展，到達(dá)一定的程度后，散熱柵的金屬條因此產(chǎn)生位移、散出等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致開關(guān)三相金屬性短路這一故障的發(fā)生。

其二，位于10kV總路上的備自投裝置在低復(fù)壓保護(hù)動(dòng)作發(fā)生后，未得到閉鎖，進(jìn)而使得備自投裝置再一次卷入至故障段中，不但再次損壞了供配電設(shè)備，而且也對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生了二次威脅及沖擊。除此之外，10kV分段路上位于#901開關(guān)處的備自投裝置跳閘后，未投入出口壓板，難以將#901備自投進(jìn)行有效切除，從而使得事故當(dāng)中型號(hào)為#902的開關(guān)跳閘，但#300卻沒有及時(shí)出現(xiàn)跳閘動(dòng)作，Ⅱ號(hào)主變高后備動(dòng)作跳三側(cè)，最終擴(kuò)大事故停電范圍至Ⅱ號(hào)主變側(cè)。

2.備自投裝置的缺陷分析

分析110kV變電站事故的發(fā)生情況可知，由于備自投裝置出現(xiàn)了不正確動(dòng)作，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了事故的影響范圍。在此次事故中，事故擴(kuò)大的主要原因即為備自投裝置未能對(duì)產(chǎn)生的故障展開準(zhǔn)確、可靠的判斷，因此，當(dāng)母線故障發(fā)生時(shí)，備自投裝置誤以為發(fā)生了母線分壓，進(jìn)而投入到了10kV分段的開關(guān)中。因此，備自投裝置為充分發(fā)揮出自身的繼電保護(hù)作用，對(duì)10kV母線究竟發(fā)生故障還是失壓現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確判斷具有非常重要的意義。

然而，備自投裝置自身并不具備足夠的信息來對(duì)母線故障或母線失壓進(jìn)行判斷。在此種形勢(shì)下，為采取有效方法對(duì)這備自投裝置這一問題進(jìn)行解決，變電站工作人員就應(yīng)當(dāng)根據(jù)其他的保護(hù)動(dòng)作信息來對(duì)故障展開判斷?；诖耍渌Ｗo(hù)裝置還應(yīng)在一定時(shí)期對(duì)線路中的備自投裝置進(jìn)行閉鎖操作[3]。

3.備自投的改進(jìn)及實(shí)現(xiàn)方法

3.1備自投的改進(jìn)措施

針對(duì)110kV變電站事故情況，備自投裝置應(yīng)采取以下改進(jìn)措施。

（1）當(dāng)備自投的備用對(duì)象發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)將備自投進(jìn)行閉鎖

當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)在其10kV母線發(fā)生故障或出線故障時(shí)，進(jìn)行出線保護(hù)拒動(dòng)；當(dāng)引起主變后備保護(hù)動(dòng)作而將主變切除，從而導(dǎo)致母線失壓現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)將主變低壓側(cè)的分段備自投裝置進(jìn)行閉鎖。

此外，針對(duì)高壓側(cè)采取內(nèi)橋接線形式時(shí)，當(dāng)主變保護(hù)全部跳為主變時(shí)，應(yīng)將高壓側(cè)的分段備自投，也即橋斷路器自投進(jìn)行閉鎖。由于進(jìn)線的備自投不會(huì)投于發(fā)生故障了的變壓器，因而無需對(duì)進(jìn)線自投進(jìn)行閉鎖。

（2）備自投裝置應(yīng)當(dāng)能夠自動(dòng)適應(yīng)一次系統(tǒng)運(yùn)行方式

當(dāng)變電站改變其運(yùn)行方式時(shí)，備自投裝置應(yīng)做到自動(dòng)適應(yīng)，并將自身的運(yùn)行模式進(jìn)行改變，例如進(jìn)線備自投轉(zhuǎn)變?yōu)榉侄蝹渥酝?，或是與備自投的工作方式不相同時(shí)，將其閉鎖。

3.2實(shí)現(xiàn)方法

當(dāng)10kV母線因其他原因出現(xiàn)故障，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)保護(hù)發(fā)生拒動(dòng)，而母線則在主變后備保護(hù)動(dòng)作切除主變后，出現(xiàn)了失壓，此時(shí)，應(yīng)將位于低壓側(cè)分段處的備自投進(jìn)行閉鎖。為實(shí)現(xiàn)這一系列動(dòng)作，備自投就需要具備一定的閉鎖外接點(diǎn)功能。

當(dāng)出線開關(guān)拒動(dòng)，或出線保護(hù)拒動(dòng)等由10kV的母線故障而導(dǎo)致的現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，均有主變10kV的后備保護(hù)進(jìn)行動(dòng)作，將主變的10kV側(cè)總路開關(guān)進(jìn)行切除。而非電量保護(hù)及主變差動(dòng)保護(hù)等在將主變的三側(cè)開關(guān)切除時(shí)，會(huì)將10kV側(cè)總路的開關(guān)一并切除掉，因而我們必須對(duì)10kV總路被切除的原因進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分。在設(shè)計(jì)時(shí)，不可利用10kV側(cè)總路開關(guān)操作箱中的起保護(hù)動(dòng)作跳閘作用的信號(hào)接點(diǎn)，來對(duì)備自投裝置進(jìn)行閉鎖。主變10kV側(cè)后備保護(hù)主要具備兩方面的作用，其一，起10kV母線故障保護(hù)作用，其二，起這一條母線上出線后備保護(hù)作用。10kV母線故障的一項(xiàng)重要判定標(biāo)準(zhǔn)即為10kV的側(cè)后備出現(xiàn)動(dòng)作。因此電力設(shè)備工作人員在設(shè)計(jì)過程中，需將主變10kV側(cè)后備保護(hù)的出口接點(diǎn)作為主變低壓側(cè)的保護(hù)閉鎖接點(diǎn)。

除此之外，當(dāng)變電站中的高壓側(cè)采取了內(nèi)橋的接線方式時(shí)，主變保護(hù)全跳主變時(shí)，則必須閉鎖位于高壓側(cè)的備自投裝置。在主變故障切除保護(hù)中，具有本體、差動(dòng)、高壓側(cè)后備等保護(hù)，因而此時(shí)需并聯(lián)以上保護(hù)的出口接點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)高壓側(cè)分段的備自投裝置進(jìn)行閉鎖。

4.結(jié)語

當(dāng)前，110kV變電站已按照上述方法對(duì)備自投裝置進(jìn)行了改造，由于裝置外部未發(fā)生太大的改變，未給實(shí)際的施工操作產(chǎn)生太大的麻煩，不僅如此，由于在改進(jìn)過程中不需要停電來支持施工的進(jìn)行，因而不但簡(jiǎn)便可行，而且大大促進(jìn)了變電站安全、可靠運(yùn)行。（作者單位：國(guó)網(wǎng)新疆疆南供電有限責(zé)任公司）

參考文獻(xiàn)：

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