110 kV變電站備自投保護(hù)閉鎖回路改進(jìn)

趙亞鑫，劉麗媛，宋海濤

（1.內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，呼和浩特 010010；2.包頭供電局，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

0 引言

備自投保護(hù)裝置應(yīng)用的目的在于提高電力系統(tǒng)供電可靠性。在工作主電源失電時(shí)通過備自投保護(hù)裝置自動(dòng)投入備用電源，以保證母線不失壓。備自投保護(hù)裝置準(zhǔn)確動(dòng)作可以及時(shí)恢復(fù)供電，在各電壓等級(jí)電網(wǎng)中被廣泛應(yīng)用[1-2]。為了提高電力系統(tǒng)的供電可靠性，目前大多數(shù)110 kV變電站配有備自投保護(hù)裝置，大多數(shù)備自投保護(hù)裝置采用低壓側(cè)分段（橋）開關(guān)備投方式。本文針對(duì)現(xiàn)場工作中手跳或遙跳主變壓器低壓側(cè)斷路器時(shí)無法閉鎖低壓側(cè)備自投保護(hù)的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施，以提高當(dāng)前備自投保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行水平。

1 存在的問題及原因分析

1.1 存在的問題

包頭供電局110 kV東河變電站停電操作過程中，遙控拉開1號(hào)主變壓器低壓側(cè)951斷路器時(shí)，Ⅰ段母線仍帶電。通過對(duì)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)裝置檢查，確認(rèn)Ⅰ段母線帶電原因?yàn)閭渥酝侗Ｗo(hù)動(dòng)作合上了910分段斷路器。在確認(rèn)操作程序步驟無誤后，重復(fù)以上操作，仍出現(xiàn)備自投保護(hù)動(dòng)作合910分段斷路器的現(xiàn)象。

1.2 備自投保護(hù)工作原理

東河變電站一次系統(tǒng)示意圖如圖1所示。備自投保護(hù)裝置在滿足動(dòng)作條件的情況下，1DL斷路器或2DL斷路器跳閘，備自投保護(hù)動(dòng)作合上3DL斷路器，為失電母線繼續(xù)供電。為了避免備自投保護(hù)裝置在特殊情況下誤投入，備自投保護(hù)裝置采用與斷路器重合閘保護(hù)相似的充放電邏輯，當(dāng)滿足以下條件之一時(shí)，對(duì)備自投保護(hù)裝置進(jìn)行放電，達(dá)到閉鎖備自投保護(hù)的目的。

（1）3DL斷路器在合位；

（2）Ⅰ母、Ⅱ母均無壓；

（3）有外部閉鎖信號(hào)；

（4）手（遙）跳1DL斷路器或2DL斷路器；

（5）控制回路斷線。

圖1 變電站一次系統(tǒng)示意圖

1.3 原因分析

經(jīng)現(xiàn)場檢查試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在遙控?cái)嚅_主變壓器低壓側(cè)951斷路器時(shí)，備自投保護(hù)裝置未有效放電，導(dǎo)致備自投保護(hù)將910分段斷路器合上，重新給Ⅰ段母線送電。

包頭供電局110 kV東河變電站10 kV分段910備自投保護(hù)裝置型號(hào)為PSP-641U，主變壓器保護(hù)操作箱集成在iPACS-5744變壓器非電量保護(hù)裝置中，操作箱中無手跳繼電器。進(jìn)行主變壓器停電操作時(shí)，遙控拉開1號(hào)主變壓器低壓側(cè)951斷路器，手跳或遙跳接點(diǎn)反向啟動(dòng)合后位置繼電器KKJ，KKJ僅提供反向啟動(dòng)常開接點(diǎn)（如圖2所示），而手跳閉鎖回路需要KKJ正向啟動(dòng)的常開接點(diǎn)開入，因此，主變壓器保護(hù)裝置和10 kV備自投保護(hù)裝置間無法滿足手（遙）跳閉鎖備自投的配合要求，此時(shí)無法正確開入至分段910備自投裝置對(duì)其放電?；诖?，當(dāng)手（遙）跳變壓器低壓側(cè)951斷路器時(shí)，備自投裝置就會(huì)自動(dòng)投入910分段斷路器，使停電母線重新帶電，不僅給工作人員及設(shè)備安全造成了安全隱患[3-6]，還降低了操作人員的工作效率。

圖2 改造前主變斷路器操作箱回路

2 改進(jìn)方案

2.1 改進(jìn)依據(jù)及目標(biāo)

對(duì)備自投保護(hù)回路進(jìn)行改進(jìn)，在不影響原有功能的前提下，實(shí)現(xiàn)手（遙）跳主變壓器低壓側(cè)斷路器時(shí)有效閉鎖備自投保護(hù)，使回路功能完善，消除設(shè)備安全隱患。

本次改進(jìn)依據(jù)《內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》[7]，改進(jìn)后，進(jìn)行停電操作遙控拉開變壓器低壓側(cè)斷路器時(shí)，回路能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)手（遙）跳和備自投保護(hù)裝置之間的連接，將操作行為傳遞給備自投保護(hù)，對(duì)備自投保護(hù)進(jìn)行有效閉鎖，從而避免910分段斷路器誤合。

2.2 改進(jìn)方案

（1）改進(jìn)前主變壓器斷路器操作箱回路和分段910備自投保護(hù)裝置回路原理見圖2和圖3。圖2中的STJ和YTJ會(huì)使KKJ反向啟動(dòng)，而KKJ僅提供常開接點(diǎn)，斷路器合閘后KKJ啟動(dòng)，常開接點(diǎn)閉合，手動(dòng)（遙控）跳閘后常開接點(diǎn)打開。圖3中分段910備自投保護(hù)裝置手跳閉鎖回路開入需要常開接點(diǎn)，主變壓器保護(hù)裝置和10 kV備自投保護(hù)裝置間無法滿足手跳（遙跳）閉鎖備自投保護(hù)的要求，因此，考慮通過新增中間繼電器ZJ給KKJ進(jìn)行接點(diǎn)轉(zhuǎn)換和擴(kuò)容，實(shí)施方法如圖4所示。

圖3 改造前910備自投裝置回路

圖4 改造后主變斷路器操作箱回路

（2）由手（遙）跳接點(diǎn)啟動(dòng)中間繼電器ZJ，繼電器的常開接點(diǎn)一對(duì)用來啟動(dòng)KKJ，一對(duì)用來閉鎖備自投保護(hù)裝置，如圖4、圖5所示。將STJ和YTJ改接至中間繼電器ZJ處，ZJ的其中兩對(duì)接點(diǎn)分別串接在KKJ反向啟動(dòng)回路和閉鎖備自投開入回路中。當(dāng)進(jìn)行手（遙）跳主變壓器低壓側(cè)斷路器操作時(shí)，STJ和YTJ接點(diǎn)閉合，啟動(dòng)中間繼電器ZJ，ZJ的兩對(duì)接點(diǎn)分別啟動(dòng)KKJ和開入手跳閉鎖備自投回路。在保證原有功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)閉鎖備自投保護(hù)功能。

圖5 改造后910備自投裝置回路

3 改進(jìn)效果

包頭供電局對(duì)110 kV東河變電站、110 kV石園變電站及110 kV巴潤變電站等多個(gè)負(fù)荷變電站進(jìn)行備自投回路改造，從根本上解決了由于不同廠家裝置的配合問題導(dǎo)致的手跳或遙跳主變壓器低壓側(cè)斷路器時(shí)，無法閉鎖低壓側(cè)備自投的問題，消除了由于備自投閉鎖不成功造成的人身和設(shè)備安全隱患，提高了設(shè)備運(yùn)維水平。

（1）提高了運(yùn)行人員操作效率。若手跳（遙跳）主變壓器低壓側(cè)斷路器后，備自投保護(hù)未閉鎖，將分段斷路器合上，運(yùn)行人員需中斷現(xiàn)有操作程序，查找原因并進(jìn)行處理，嚴(yán)重影響了操作效率，延長停電時(shí)間?；芈犯倪M(jìn)后能夠避免上述情況的發(fā)生，從而提高操作效率。

（2）保障了工作人員人身安全。若在操作過程中，備自投保護(hù)裝置誤合910分段斷路器使停電母線重新帶電，而工作人員未發(fā)現(xiàn)母線重新帶電繼續(xù)操作，極有可能造成人員觸電，回路改進(jìn)后能夠消除此隱患。

（3）提高了供電可靠性。若在手跳（遙跳）主變壓器低壓側(cè)斷路器過程中，工作母線突發(fā)故障，此時(shí)改進(jìn)后的備自投保護(hù)能有效閉鎖，可避免備自投保護(hù)動(dòng)作將分段斷路器合至故障母線導(dǎo)致的全站所帶負(fù)荷失電。

4 結(jié)語

本文分析了包頭供電局110 kV東河變電站備自投保護(hù)裝置在手跳（遙跳）主變壓器低壓側(cè)斷路器時(shí)無法有效放電閉鎖的原因，采用增加中間繼電器ZJ對(duì)KKJ進(jìn)行接點(diǎn)轉(zhuǎn)換和擴(kuò)容的方案對(duì)備自投的閉鎖回路進(jìn)行了改造，改造效果良好。