某變電站110 kV線路備自投異常動(dòng)作原因分析與對(duì)策

李杰

摘要：隨著變電站自動(dòng)化建設(shè)日趨完善，110 kV電源備自投裝置成為了電力自動(dòng)化建設(shè)的標(biāo)配。然而在實(shí)際應(yīng)用中，備自投的邏輯會(huì)受低壓側(cè)電源的影響，出現(xiàn)異常動(dòng)作的情況，無法按照定值設(shè)定的時(shí)間動(dòng)作，影響供電穩(wěn)定性?，F(xiàn)以某變電站110 kV線路備自投異常動(dòng)作為例進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)對(duì)策，為電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

關(guān)鍵詞：110 kV線路;備自投;異常動(dòng)作

1 事件概況

2019年5月某日，某變電站110 kV線路出現(xiàn)備自投動(dòng)作異常的情況。110 kV 2M PT并列裝置重動(dòng)回路失壓，23：12：11.364 110 kV線路備自投保護(hù)動(dòng)作，切開110 kV芙冶線1216開關(guān)，然后備自投合上110 kV鷹冶線1286開關(guān)，23：12：11.585 110 kV鷹冶線合閘后距離加速保護(hù)動(dòng)作，跳開1286開關(guān)。

2 110 kV線路備自投異常動(dòng)作分析

2.1? ? 保護(hù)動(dòng)作過程

保護(hù)動(dòng)作過程詳細(xì)時(shí)序如表1所示。110 kV備自投保護(hù)在23：12：10開始啟動(dòng)，在1 s內(nèi)完成了跳主供電源、合備供電源、鷹冶線距離加速保護(hù)動(dòng)作、鷹冶線距離I段保護(hù)動(dòng)作。

動(dòng)作過程時(shí)序如圖1所示。

2.2? ? 保護(hù)動(dòng)作行為分析

2.2.1? ? 110 kV線路備自投保護(hù)裝置動(dòng)作分析

表2為110 kV線路備自投保護(hù)相關(guān)定值，據(jù)此我們做出如下分析：110 kV芙冶線與110 kV鷹冶線互為備自投，其中110 kV芙冶線為主供線路，110 kV鷹冶線為備供線路，兩條線路同在110 kV 2M上，故備自投保護(hù)裝置的母線電壓只采集110 kV 2M PT三相電壓。

在23：12：10.672，110 kV線路備自投保護(hù)裝置啟動(dòng)，母線電壓為0.18 V，滿足無壓定值要求（30 V），110 kV芙冶線三相電流均低于0.15 A（0.03IN=0.15 A），滿足無流定值要求，在23：12：11.364，備自投正確動(dòng)作，切開主供電源110 kV芙冶線1216開關(guān)，確認(rèn)了110 kV芙冶開關(guān)分位后，在23：12：11.521備自投保護(hù)正確動(dòng)作，合110 kV鷹冶線1286開關(guān)。

2.2.2? ? 110 kV鷹冶線保護(hù)動(dòng)作分析

表3為110 kV鷹冶線保護(hù)相關(guān)定值，在23：12：11.521，110 kV備自投合110 kV鷹冶線1286開關(guān)，鷹冶線保護(hù)裝置采得交流電流0.59 A，交流電壓 0 V（110 kV 2M PT重動(dòng)回路異常造成交流失壓），由相間距離公式ZZD=2×I×m和接地距離公式ZZD=I×（1+K）×m得，ZZD的計(jì)算值近乎為0，保護(hù)裝置故障測(cè)距0.3 km，且持續(xù)時(shí)間超過30 ms，滿足距離加速時(shí)間（25 ms）要求，23：12：11.585距離加速保護(hù)及距離I段保護(hù)動(dòng)作，正確跳開三相開關(guān)。

2.3? ? 二次故障點(diǎn)情況

經(jīng)檢查，由于110 kV 2M PT側(cè)112PT刀閘位置輔助接點(diǎn)故障，導(dǎo)致110 kV 112 PT并列裝置2M PT重動(dòng)回路不通，110 kV線路備自投保護(hù)、110 kV鷹冶線保護(hù)等所有采集110 kV 2M二次PT電壓的回路全部失壓。

2019-05-19T23：12：10，110 kV 2M PT側(cè)112PT刀閘位置輔助接點(diǎn)故障，導(dǎo)致110 kV PT并列裝置2M PT重動(dòng)回路不通，110 kV 2M二次電壓回路失壓，相關(guān)保護(hù)裝置正確動(dòng)作。

2.4? ? 原因分析

備自投裝置跳閘都是接保護(hù)跳或者永跳的，不接手跳回路;通常都是兩路接點(diǎn)輸出，一路接線路的保護(hù)跳閘回路，一路接線路保護(hù)的閉鎖重合閘開入。本案例中的備自投會(huì)動(dòng)作，是因?yàn)樵搨渥酝毒€路輕載，負(fù)荷電流小。其次，備自投邏輯存在缺陷，只根據(jù)母線電壓消失就認(rèn)為主供線路失壓，保護(hù)動(dòng)作。因此想要提高動(dòng)作可靠性，可以選擇加入線路電壓判據(jù)，以母線電壓和線路電壓同時(shí)消失作為主供線路失壓的判據(jù)。

3 解決對(duì)策及改進(jìn)措施

3.1? ? 簡(jiǎn)化線路斷路器動(dòng)作環(huán)節(jié)

通過對(duì)控制系統(tǒng)的邏輯進(jìn)行分析可知，備自投裝置回路一旦紊亂就會(huì)造成動(dòng)作異常，所以需要優(yōu)化線路的二次接線設(shè)計(jì)。首先，對(duì)備自投跳閘脈沖出口接入點(diǎn)的位置進(jìn)行更改，連接保護(hù)跳閘回路與脈沖出口回路。其次，增加閉鎖重合閘回路，在線路保護(hù)裝置增加閉鎖重合閘開入以達(dá)到閉鎖主線的目的，以此提高備自投動(dòng)作的可靠性。接著是改變繼電器的接點(diǎn)，將TWJ接點(diǎn)改為DL接點(diǎn)，在斷路器控制回路中，相較于TWJ接點(diǎn)的方式，通過DL接點(diǎn)方式反饋的信息會(huì)更加真實(shí)可靠。最后，退出終端保護(hù)裝置，可以通過保護(hù)動(dòng)作發(fā)生后重合閘或者直接靠備自投裝置來復(fù)電，以應(yīng)對(duì)線路運(yùn)行管理時(shí)發(fā)生的線路故障問題。通過簡(jiǎn)化線路斷路器動(dòng)作環(huán)節(jié)，可以有效降低備自投出現(xiàn)動(dòng)作異常的概率，提升線路運(yùn)行的可靠性。

3.2? ? 升級(jí)裝置的邏輯程序

對(duì)于已投入運(yùn)行的備自投裝置間的計(jì)時(shí)邏輯問題，可以對(duì)裝置進(jìn)行邏輯程序升級(jí)，增加線路電壓判據(jù)，使線路備自投裝置同時(shí)滿足進(jìn)線無流、進(jìn)線電壓無壓、母線電壓無壓條件時(shí)，備自投裝置才會(huì)動(dòng)作。另外，可以在規(guī)定時(shí)間允許范圍內(nèi)，適當(dāng)加大低壓側(cè)備自投裝置的動(dòng)作時(shí)間。

3.3? ? 增加電壓繼電器

對(duì)于常規(guī)的備自投裝置，由于繼電器接點(diǎn)數(shù)量、邏輯實(shí)現(xiàn)困難等，通常會(huì)造成回路輔助接點(diǎn)不到位、熔斷等問題。當(dāng)裝置自身原因，無法對(duì)邏輯程序進(jìn)行升級(jí)時(shí)，可以通過增加電壓繼電器來解決此類問題。當(dāng)母線電壓和線路電壓不能同時(shí)滿足有壓條件時(shí)，開出閉鎖開入給備自投裝置，放電閉鎖備自投。微機(jī)繼電保護(hù)具有程序化設(shè)計(jì)、自檢、記憶功能等優(yōu)勢(shì)，可以用來計(jì)算電力系統(tǒng)電量情況以及判斷系統(tǒng)故障，從而發(fā)出跳閘信號(hào)。