一例特高壓站用電備自投誤閉鎖研究與改進

尹曉海 王時光 肖云亮 文國衛(wèi) 王 維

（國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司，太原 030032）

站用電交流系統(tǒng)是保障變電站安全、穩(wěn)定運行的重要部分，承擔(dān)著變電站內(nèi)設(shè)備操作電源、變壓器冷卻電源、輔助系統(tǒng)電源等重要回路的供電任務(wù)[1-2]。站用交流電源丟失，將危及變電站的正常運行，甚至引起系統(tǒng)停電和擴大事故范圍[3-4]。目前，一般的變電站都采用兩路不同的電源，特高壓變電站由于其承擔(dān)著輸變電的重要任務(wù)，采用三路站用電源，其中一路是外接電源，并且應(yīng)至少保持兩路站用電源平穩(wěn)運行。為了保證供電的連續(xù)可靠性，特高壓變電站在380V母線間設(shè)置了備自投[5-7]。為保證備自投裝置能夠正確動作，避免將備用電源再次投入到故障元件中，擴大事故范圍，應(yīng)采取一定的閉鎖條件，使得備自投在不該閉鎖的情況下能夠可靠動作，該閉鎖的情況下能夠可靠閉鎖[8-9]。本文介紹了某一特高壓變電站在備自投功能驗收過程中，由于備自投閉鎖回路設(shè)計不當(dāng)，造成了備自投誤閉鎖；研究了備自投動作機理，分析了誤閉鎖回路并且對該閉鎖回路進行了修改，現(xiàn)場驗證了回路的正確性。

1 某特高壓變電站站用電系統(tǒng)簡介

該站共有3路站用電源，如圖1所示。由于站內(nèi)本期只有一組主變壓器，故第一路引自本站1號主變110kV母線，經(jīng)111B變壓器（110/35kV）及301B變壓器（35/0.4kV）兩級變壓后給400V 1號母線供電；第二路引自 2號外接電源，經(jīng)302B變壓器（35/0.4kV）變壓后給400V 2號母線供電；第三路引自0號外接電源，經(jīng)300B變壓器（35/0.4kV）變壓后給400V 0號母線供電，其為備用電源。

該站設(shè)置兩臺備自投裝置，均為單向自投。備自投1作為第一路電源消失第三路電源自動投入的裝置，備自投2作為第二路電源消失第三路電源自動投入的裝置，正常情況兩臺備自投裝置均在投入狀態(tài)。該站使用四方公司生產(chǎn)的CSC-246線路備投裝置。

圖1 某特高壓變電站站用電系統(tǒng)

2 備自投工作機理

2.1 備自投原理（以備自投1為例）

備自投在滿足一定的條件下，開始充電，經(jīng)延時才能充滿電。備自投只有在充滿電狀態(tài)下，且滿足啟動條件，又無外部任何閉鎖條件，備自投才會動作。備自投在邏輯執(zhí)行過程中，出現(xiàn)任一閉鎖條件，備自投放電。

1）備自投充電條件：400V 1號母線、0號母線均有壓，401、400斷路器在合位、403斷路器在分位；無任何閉鎖條件。

2）備自投充滿電條件：充電條件滿足且超過10s。

3）備自投放電條件：任一閉鎖條件滿足，備自投動作出口后。

4）備自投閉鎖條件：遙分/手分 401斷路器，保護動作且故障在 400V 1號母線，投入保護裝置“備自投總閉鎖”功能壓板。

5）備自投動作條件：備自投充滿電，啟動條件均滿足，閉鎖條件均不滿足，且延時T內(nèi)上述條件均滿足，如圖2所示，圖中T為時間繼電器。

圖2 備自投動作條件

2.2 備自投邏輯

正常運行時，400V 1號母線、0號母線均有壓，401、400斷路器在合位、403斷路器在分位，備自投充滿電。400V 1母失壓，經(jīng)T1延時跳開401斷路器，T3延時合上403斷路器，動作邏輯分解圖如圖3、圖 4所示，圖中 T1、T3為時間繼電器。為防止PT斷線時備自投誤動，取線路電流作為母線失壓的閉鎖判據(jù)。

圖3 備自投動作邏輯分解1

圖4 備自投動作邏輯分解2

1）在同時滿足 400V 1母失壓、CT1（電流互感器）無流、400V 0母有壓的啟動條件，且同時不滿足 401斷路器在分位、403斷路器在合位的閉鎖條件（即滿足 401在合位、403在分位），則經(jīng) T1延時備自投動作跳開401斷路器。

2）在同時滿足401斷路器在分位、400V 1母失壓、400V 0母有壓的啟動條件，且同時不滿足403斷路器在合位的閉鎖條件（即滿足403在分位），則經(jīng)T3延時備自投動作合上403斷路器。

3 備自投誤閉鎖研究及改進

3.1 備自投誤閉鎖分析

在對該站備自投功能驗收時發(fā)現(xiàn)，在備自投充滿電、無任何閉鎖條件的情況下，當(dāng)拉開備自投 1400V 1母電壓空開（即模擬400V 1母失壓）時，備自投動作、401斷路器跳開，裝置面板顯示出口5跳進線1DL（出口5接401斷路器，即401斷路器跳開），未顯示403斷路器合上，如圖5所示。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)備自投跳401斷路器和測控遙控分401斷路器共用一個跳閘出口 133，而且端子排遙控分閘回路133和繼電器ZJ-1短接。當(dāng)備自投動作跳401斷路器時，繼電器ZJ-1接點帶正電，使得ZJ-2和ZJ-3常開接點導(dǎo)通，閉鎖備自投，導(dǎo)致403斷路器無法自動合上，回路接線圖如圖6所示，圖中ZJ為中間繼電器。

圖5 備自投裝置閉鎖報文

圖6 備自投誤閉鎖回路

3.2 備自投閉鎖回路改進

通過以上分析，得出備自投誤閉鎖原因：備自投跳401斷路器、測控分401斷路器端子及繼電器ZJ-1接點直接接在一起，使得備自投跳401斷路器時，裝置誤判為遙控分401斷路器，閉鎖備自投。

改進：將備自投跳401斷路器、測控分401斷路器端子分開；備自投跳401斷路器端子不經(jīng)過繼電器直接接跳閘出口 133；測控分 401斷路器利用繼電器ZJ兩組輔助接點，一組接401斷路器跳閘出口 133，一組接閉鎖備自投回路。修改后的回路如圖7所示。

當(dāng)備自投動作跳 401斷路器時，133接點帶正電，401斷路器斷開；同時繼電器ZJ-1接點不帶正電，ZJ-2和ZJ-3常開接點不導(dǎo)通，不會閉鎖備自投。當(dāng)測控分401斷路器時，ZJ-4和ZJ-5常開接點導(dǎo)通，401斷路器跳閘線圈帶電，401斷路器斷開；ZJ-2和ZJ-3常開接點導(dǎo)通，閉鎖備自投。通過對遙分401斷路器閉鎖備自投回路的修改，一方面測控分 401斷路器時，閉鎖備自投；另一方面?zhèn)渥酝秳幼魈_401斷路器后，不會誤閉鎖備自投，使得 403斷路器能夠自動合上。最后，現(xiàn)場驗證了改進回路的正確性，如圖8所示，裝置面板顯示出口5跳進線1DL（出口5接401斷路器，即401斷路器跳開），出口2合母聯(lián)3DL（出口2接403斷路器，即403斷路器合上）。

圖7 修改后的備自投閉鎖回路

圖8 備自投裝置正確報文

4 結(jié)論

備自投作為特高壓變電站工作電源消失使備用電源自動投入的裝置，其動作的正確可靠性關(guān)系到站用電供電的持續(xù)穩(wěn)定性，故需確保備自投在該動作時可靠動作，該閉鎖時可靠閉鎖。本文探討了某特高壓變電站備自投功能驗收中發(fā)現(xiàn)的誤閉鎖回路設(shè)計缺陷，給出了改進的設(shè)計回路，分析并現(xiàn)場驗證了備自投動作的正確性，變電站采用這種回路保障了站用電安全穩(wěn)定運行，同時為其他站備自投閉鎖回路設(shè)計提供了參考。

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