一起110kV備自投裝置拒動行為的分析及改進

魏煌 洪旸錦 黃海坤

（廣東電網公司梅州供電局，廣東 梅州 514021）

隨著電網規模的不斷擴大，電力系統網絡結構日趨復雜，備用電源自動投入裝置在110kV電網中應用廣泛，有效地提高了電網的供電可靠性和穩定性。目前，110kV電網普遍采用環形網絡開環運行的方式，110kV備自投裝置采用進線備自投方式為主。下文介紹了一起110kV進線備自投裝置測試過程中拒動的案例，對拒動原因作了詳細分析，然后結合現場實際情況，對備自投裝置應用過程中存在的一些細節問題進行探討，并提出相應的改進建議。

1 案例及分析

1）案例介紹

圖1為某110kV變電站主接線簡圖，該站配置了RCS-9651C型110kV進線備自投裝置。正常運行方式為主供進線L1帶全站負荷運行，進線L2的2DL開關處于熱備用。當進線L1發生故障或1DL開關偷跳導致110kV1M母線電壓消失時，進線備自投裝置動作，延時跳開1DL開關及聯切四條小水電線路開關（其中，35kV開關為戶外三相柱式，10kV開關為小車式），在確認1DL開關及四條水電線路開關確已跳開后合上2DL開關，保證變電站的連續可靠供電。

圖1 某110kV變電站主接線簡圖

該站在進行110kV進線備自投裝置測試時，用保護跳開1DL開關，重合閘動作重合后立即再次用保護跳開1DL開關，即模擬重合閘不成功（合于永久性故障），結果備自投裝置在跳開1DL開關及聯切小水電線路（測試前已通知斷開小水電源）后，未動作合上2DL開關，裝置報“開關拒動”并放電，備投失敗。

2） 原因分析

備自投裝置判斷“開關拒動”而放電的邏輯如圖2所示。

圖2 備自投裝置開關拒動放電邏輯圖

從圖2邏輯分析可知，備自投裝置發跳閘脈沖后，1DL開關或聯切小水電線路開關TWJ在開關拒跳放電延時（默認值400ms，最大可整定為4s）到達前未置1導致裝置判“開關拒動”而放電。查看裝置“遙信報告”發現，裝置在備投動作跳開1DL開關后，經過8s才收到TWJ變位開入，此時裝置早已判“開關拒動”放電了。顯然，1DL開關的TWJ變位未及時開入裝置是測試失敗的主要原因。

結合現場設計圖紙及接線，備自投裝置的1DL開關的TWJ開入取自進線1保護裝置合閘監視回路的跳位繼電器TWJ常開接點，這種接線方式在實際應用中并不合理，在某些情況下會導致備自投裝置閉鎖。

圖3為1DL開關合閘監視回路簡圖，BW為彈簧已儲能常開接點。根據測試案例，當進線L1發生永久性故障時，備自投裝置會出現拒動，以下分析可能的兩種情況。

圖3 1DL開關合閘監視回路簡圖

（1）在冬季枯水期或小水電機組檢修，該站未接入35kV、10kV小水電線路時，進線L1發生永久性故障后保護裝置動作跳開1DL開關后進行重合，因故障仍然存在，保護裝置再次動作將1DL開關跳開。110kV1M母線電壓消失，且1DL開關無流，備自投裝置起動，經延時再跳1DL開關，因1DL開關跳位繼電器TWJ接點變位受彈簧儲能 BW 接點影響，故在重合后彈簧儲能過程（約8～12s）中，1DL開關合閘監視回路斷開，TWJ接點不能及時變位。備自投裝置在開關拒跳放電延時內收不到1DL開關TWJ變位開入后判“開關拒跳”而放電，閉鎖備自投。

（2）在夏季豐水期，該站聯接的35kV、10kV小水電線路投入運行時，進線L1發生永久性故障，1DL開關重合后跳開，因小水電線路仍在運行，110kV1M母線電壓仍然存在，但主供進線L1已與系統斷開，可能導致小水電源無法滿足負荷需求及穩定性要求，小水電機組會隨之跳開，此時，110kV1M母線失壓，備自投裝置起動后完成相應動作邏輯，若這一過程不能躲過1DL開關彈簧儲能時間，依舊會導致備自投閉鎖。

3）改進建議

通過以上分析，并經設計同意，將1DL、2DL開關引入備自投裝置的TWJ接點改為斷路器DL輔助接點。這樣，開關變位情況不受彈簧儲能影響，備自投裝置能夠動作合上備用線路，有效地實現了備自投功能。

2 案例引申及改進

備自投裝置判“開關拒動”的另一原因是裝置發跳令后聯切開關TWJ未變位，因此針對小水電線路開關檢修及聯切開關數量較多等問題可作如下改進。

1）當聯切的小水電線路開關檢修時，可分為以下兩種情況。

（1）非小車式開關檢修時，操作電源斷開，采用TWJ接點無法反映開關的跳位位置；

（2）小車式開關檢修時，操作電源斷開，小車開關被搖出，無論采用TWJ接點還是DL輔助接點，均無法反映開關的跳位位置。

因此，為防止開關檢修時誤閉鎖備自投裝置，可在備自投屏上設置相應聯切線路檢修壓板，與線路開關的跳位接點并聯作為備自投裝置的位置開入，如圖4所示。當聯切線路開關轉檢修時，投入相應的開關檢修投入壓板，并遵循“先投后退”的原則：線路開關一次設備停電前，先投入備自投裝置上對應的檢修壓板，開關一次設備復電后，再退出檢修壓板[1]，從而保證備自投裝置不會被誤閉鎖。

圖4 聯切線路開關檢修時改進示意圖

2）若聯切的小水電線路開關較多，為了提高備自投裝置的動作成功率，則可選取較重要線路開關位置作為備自投裝置開入，并盡可能采用開關DL輔助接點。

（1）當接入的小水電線路≤3條時，所有小水電線路開關跳位均接入備自投裝置[2]。

（2）當接入的小水電線路＞3條時，可選擇較重要的線路開關跳位接入備自投裝置。

3 運行維護注意事項

本地區電網已投入運行8套110kV進線備自投裝置，為保證備自投裝置可靠穩定運行，需注意以下幾點：

1）加強施工設計圖紙審查，對采用操作箱TWJ接點的備自投裝置回路進行整改，一律采用斷路器DL輔助接點作為備自投的跳位開入。

2）備自投邏輯試驗時，必須嚴格測試各個動作及閉鎖邏輯，尤其對外部閉鎖回路應全面測試。

3）對于新建變電站或有實施條件的運行站，備自投裝置投入使用前應作帶負荷測試，不能用模擬試驗代替。

4）運行人員應加強對備自投裝置的巡視，對相關指示燈及壓板作重點檢查，發現異常及時反映處理，不斷提高備自投裝置的運行可靠性。

[1]Z.31.00.00/G100-0001-0912-7708.廣東電力系統安全自動裝置運行管理規定[S].

[2]施正德.備自投裝置外回路保護閉鎖分析[J].云南電力技術,2009,37(5):28-30.