一起110kV變電站備自投動(dòng)作行為的典型分析

【摘 要】本文就一起110 kV變電站備自投動(dòng)作行為進(jìn)行典型分析討論，并提出防止這類(lèi)事件發(fā)生的一些措施，以便保證備自投裝置可靠正確動(dòng)作，發(fā)揮其提高電力系統(tǒng)可靠性的重大作用。

【關(guān)鍵詞】備自投 動(dòng)作行為 分析

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，為了提高供電可靠性、節(jié)省設(shè)備投資、簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)接線及繼電保護(hù)配置、限制短路電流、提高母線殘余電壓，供電公司變電站廣泛采用備自投裝置。備自投裝置作用就是當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)以后，能迅速自動(dòng)的將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使用戶(hù)不至于停電的一種裝置。這是一種提高對(duì)用戶(hù)不間斷供電的經(jīng)濟(jì)而又有效的重要技術(shù)措施之一。

對(duì)備自投的基本要求是：當(dāng)工作母線電壓低于正常允許范圍，并且持續(xù)時(shí)間大于預(yù)定時(shí)間時(shí)，方可動(dòng)作；檢備用母線有壓值大于設(shè)定值后才能動(dòng)作；運(yùn)行開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后才能合備用開(kāi)關(guān)；備自投動(dòng)作時(shí)間宜大于本級(jí)線路電源側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與線路重合閘時(shí)間之和。但對(duì)于兩級(jí)備自投動(dòng)作時(shí)間的配合沒(méi)有明確的時(shí)間級(jí)差定義。筆者曾遇到一起主變高壓側(cè)備投動(dòng)作后中、低壓備自投繼續(xù)動(dòng)作的事例，雖然未造成用戶(hù)失電，但調(diào)度需遙控將35 kV、10 kV方式恢復(fù)原運(yùn)方，造成不必要的調(diào)度操作。

1 變電站介紹

該變電站正常運(yùn)行方式如上圖：110 kV電一線、電二線運(yùn)行，110 kV母聯(lián)800熱備用。1#主變運(yùn)行帶35 kV1#母線、10 kV1#母線負(fù)荷。2#主變運(yùn)行帶35 kV2#母線、10 kV2#母線負(fù)荷。35 kV母聯(lián)300、10 kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)在熱備用狀態(tài)。110 kV、35 kV、10 kV備自投啟用，由于是無(wú)人值班變電站，備自投壓板在全投狀態(tài)。此變電站為內(nèi)橋接線，屬受電終端變電站，110 kV 824、800、823開(kāi)關(guān)均不設(shè)保護(hù)，110 kV線路故障靠上級(jí)線路保護(hù)動(dòng)作切除，主變差動(dòng)、重瓦斯、高后備保護(hù)動(dòng)作將跳開(kāi)各側(cè)開(kāi)關(guān)。該備自投為國(guó)電南自PSP642微機(jī)型備自投裝置，版本號(hào)V2.11A，邏輯信息 P642S006XZ。

2 該變電站備自投設(shè)置原則

（1）由于110 kV為內(nèi)橋接線，無(wú)母線壓變，取的是110 kV線路壓變電壓，串聯(lián)110 kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)，視為110 kV1、2母線電壓。

（2）35 kV、10 kV母線有壓變，無(wú)線路壓變，檢另一線路有壓直接取的是另一段母線電壓。

（3）主變高后備、重瓦斯、差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作將閉鎖110 kV備自投，35 kV、10 kV后備保護(hù)動(dòng)作閉鎖本級(jí)備自投。

（4）當(dāng)備自投動(dòng)作后，備用線路要能滿(mǎn)足切入負(fù)荷的能力，否則，備自投動(dòng)作的同時(shí)要聯(lián)切部分負(fù)荷。

3 該變電站PSP642微機(jī)備自投裝置動(dòng)作邏輯簡(jiǎn)介

備自投邏輯：前提條件：進(jìn)線一、進(jìn)線二同時(shí)大于有壓定值，該狀態(tài)運(yùn)行60S后。

工作線路失電，相應(yīng)斷路器處于合位，在備用線路有壓，橋開(kāi)關(guān)合位情況下跳開(kāi)工作線路，合備用線路；當(dāng)工作電源斷路器偷跳合備用電源。為防止壓變斷線時(shí)備自投誤動(dòng)，取線路電流作為線路失壓的閉鎖判據(jù)。

以上動(dòng)作過(guò)程可分解為下列動(dòng)作邏輯：

動(dòng)作邏輯1：1DL在跳閘位置作為閉鎖條件，一段母線電壓失壓，線路二電壓大于電壓定值Udz2，線路一電流小于電流定值Idz1作為允許條件；以T1延時(shí)跳開(kāi)1DL。

動(dòng)作邏輯2：2DL在跳閘位置作為閉鎖條件，二段母線電壓失壓，一線路電壓大于電壓定值Udz2，線路二電流小于電流定值Idz2作為允許條件；以T2延時(shí)跳開(kāi)2DL。

動(dòng)作邏輯3：2DL在合閘位置作為閉鎖條件；1DL在跳閘位置，一段母線電壓失壓，二線路電壓大于電壓定值Udz2，作為允許條件，以T3延時(shí)合2DL。或1DL在合閘位置作為閉鎖條件；2DL在跳閘位置，二段母線電壓失壓，一線路電壓大于電壓定值Udz2，以T3延時(shí)合1DL。

4 動(dòng)作情況

某日，該110 kV變電站發(fā)出如下保護(hù)及自動(dòng)裝置動(dòng)作信號(hào)：110 kV、35 kV、10 kV備自投動(dòng)作，824、302、102開(kāi)關(guān)跳閘、800、300、100開(kāi)關(guān)合閘。2#主變負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移至1#主變。

5 事件處理

操作班去現(xiàn)場(chǎng)查看備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作情況，發(fā)現(xiàn)與上傳至調(diào)度信號(hào)一致，無(wú)其他保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，設(shè)備無(wú)異常，2#主變帶電但無(wú)負(fù)荷。匯報(bào)上級(jí)調(diào)度中心該變電站備自投動(dòng)作情況，上級(jí)調(diào)度中心告知，系110 kV電二線線路故障，電源側(cè)保護(hù)動(dòng)作重合不成引起該變電站備自投動(dòng)作。

調(diào)度中心遙控合上302、102開(kāi)關(guān)，拉開(kāi)300、100開(kāi)關(guān)，35 kV、10 kV恢復(fù)原方式，2#主變帶負(fù)荷。

定值單中110 kV備自投與35 kV備自投及10 kV備自投時(shí)限級(jí)差為0.3S，滿(mǎn)足規(guī)程規(guī)定微機(jī)保護(hù)0.3S級(jí)差的時(shí)限要求。110 kV備自投動(dòng)作后，2#主變已帶電，35 kV備自投及10 kV備自投不應(yīng)該再動(dòng)作。據(jù)此分析：此次各級(jí)備自投均動(dòng)作為不正常動(dòng)作行為。

6 動(dòng)作行為分析

110 kV電二線電源側(cè)保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合不成。110 kV備自投檢110 kV2#母線無(wú)壓，檢824開(kāi)關(guān)無(wú)電流流過(guò)，檢110 kV電一線線路有壓，110 kV備自投動(dòng)作，跳824開(kāi)關(guān)，合800開(kāi)關(guān)，110 kV備自投動(dòng)作行為正確。

110 kV備自投動(dòng)作后，2#主變已帶電， 35 kV、10 kV備自投不應(yīng)該動(dòng)作。

令繼電保護(hù)班去現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取故障報(bào)告及動(dòng)作行為，分析如下：

110 kV備自投：2309ms跳824開(kāi)關(guān)，2498ms合800開(kāi)關(guān)；

35 kV備自投：2616ms跳302開(kāi)關(guān)，2797ms合300開(kāi)關(guān)；

10 kV備自投：2615ms跳102開(kāi)關(guān)，2812ms合100開(kāi)關(guān)；

從定值單看出，110 kV備自投動(dòng)作條件滿(mǎn)足后2.3s跳主供開(kāi)關(guān)，35 kV、10 kV備自投動(dòng)作條件滿(mǎn)足后2.6s跳主供開(kāi)關(guān)，備自投時(shí)限級(jí)差為0.3s。從上述動(dòng)作行為看出：110 kV備自投在2309ms跳824開(kāi)關(guān)，35 kV備自投在2616ms時(shí)跳302開(kāi)關(guān)，10 kV備自投在2615ms時(shí)跳102開(kāi)關(guān)，符合0.3S級(jí)差的整定定值要求。但調(diào)取裝置故障濾波圖發(fā)現(xiàn)，800開(kāi)關(guān)合后要經(jīng)85ms才能檢測(cè)到開(kāi)關(guān)合位，檢測(cè)到合位后再經(jīng)41ms才能檢測(cè)到有壓，2498+85+41=2624ms，2624ms遲于35 kV備自投、10 kV備自投開(kāi)始動(dòng)作時(shí)間，故導(dǎo)致110 kV備自投動(dòng)作后，2#主變已帶電，而35 kV、10 kV備自投繼續(xù)動(dòng)作的情況。

7 結(jié)論及措施

規(guī)程對(duì)于兩級(jí)備自投動(dòng)作時(shí)間配合上沒(méi)有具體定義，但規(guī)定微機(jī)保護(hù)以及高精度的時(shí)間繼電器，保護(hù)及自動(dòng)裝置的配合可以采用0.3S的時(shí)間級(jí)差。通過(guò)對(duì)以上備自投動(dòng)作行為的分析，備自投裝置動(dòng)作時(shí)限配合采用0.3S的時(shí)間級(jí)差不可行，會(huì)導(dǎo)致上一級(jí)備自投動(dòng)作后，下級(jí)備自投繼續(xù)動(dòng)作，建議兩級(jí)備自投動(dòng)作時(shí)限級(jí)差取0.5S。即將35 kV、10 kV備自投定值單中順序17、18時(shí)間改為2.8S，即可滿(mǎn)足110 kV備投動(dòng)作成功后，35 kV、10 kV備自投不再動(dòng)作，減少調(diào)度運(yùn)行人員倒方式的操作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編（第二版） 國(guó)家電力調(diào)度通信中心編

[2] PSP642數(shù)字式備用電源自投裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 國(guó)電南自編 Q/GDNZ.J.76-2005

[3] 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置 許正亞編

作者簡(jiǎn)介：

劉亞林（1965-），男，大專(zhuān)，電氣助理工程師，從事邳州電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作。