一起備自投異常動(dòng)作事件的分析與改進(jìn)

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局 周 錕

一起備自投異常動(dòng)作事件的分析與改進(jìn)

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局 周 錕

對一起備自投異常動(dòng)作事件進(jìn)行了分析，詳細(xì)說明其處理過程，深入分析該事件暴露出的一些問題，并對運(yùn)行方式與備自投的配合提出了建議。

備自投；TWJ異常；運(yùn)行方式

0 引言

備用電源自投裝置（備自投）是電力系統(tǒng)中為了提高供電可靠性而裝設(shè)的自動(dòng)裝置，對提高多電源供電負(fù)荷的供電可靠性、保證連續(xù)供電有重要作用。當(dāng)工作電源因故障或其它原因斷開后，能自動(dòng)、迅速地將備用電源投入工作，避免用戶停電及負(fù)荷損失。是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要防線。

按照備自投對象劃分，一般包括母聯(lián)（分段）備自投、線路備自投和主變備自投。

1 事件簡介

某110kV變電站110kV和10kV主接線方式均為單母線分段接線。110kV側(cè)進(jìn)線兩回，主變兩臺。正常運(yùn)行方式為110kV和10kV分列運(yùn)行，110kV兩回進(jìn)線各帶一臺主變及一段10kV母線負(fù)荷，110kV和10kV母聯(lián)開關(guān)在熱備用。正常情況下110kV和10kV備自投均滿足母聯(lián)備自投的充電條件。110kV部分主接線圖如圖1所示。

圖1 某站110kV部分主接線圖

某日，110kV側(cè)1#進(jìn)線線路遭雷擊跳閘，重合閘動(dòng)作，因線路故障重合不成功，造成110kV1M及10kV1M母線失壓。隨后站內(nèi)110kV和10kV備自投均動(dòng)作，合上相應(yīng)的母聯(lián)開關(guān)，恢復(fù)了對失壓母線的供電。

2 備自投動(dòng)作過程

現(xiàn)場收集相關(guān)線路保護(hù)裝置、備自投、監(jiān)控系統(tǒng)的事件記錄，保護(hù)及備自投主要?jiǎng)幼鬟^程如表1、表2所示。

可以看到，110kV線路故障重合閘不成功后，相應(yīng)母線失壓后，110kV和10kV備自投均動(dòng)作，但動(dòng)作過程卻有不同，110kV備自投合上母聯(lián)開關(guān)的時(shí)間明顯大于定值整定時(shí)間。

3 備自投動(dòng)作行為分析

該站110kV及10kV備自投型號相同，動(dòng)作邏輯條件一致。對應(yīng)本次備自投動(dòng)作時(shí)“橋備自投方式2”動(dòng)作邏輯：

當(dāng)橋備自投充電完成后，Ⅰ母無壓、Ⅱ母有壓、進(jìn)線電流I1無流條件皆滿足時(shí)，橋備自投方式2啟動(dòng)，經(jīng)一跳閘延時(shí)TU1F發(fā)跳斷路器1DL命令和“橋備投跳主電源開關(guān)動(dòng)作”報(bào)文，……跳斷路器1DL命令經(jīng)200毫秒延時(shí)撤銷。若斷路器1DL在發(fā)跳斷路器1DL命令5s內(nèi)未跳開，則發(fā)“1DL開關(guān)拒跳”及“橋備投失敗”告警；在確認(rèn)斷路器1DL跳開，……經(jīng)一合閘延時(shí)TU2F發(fā)合斷路器3DL的命令和“橋備投合橋開關(guān)動(dòng)作”報(bào)文，合斷路器3DL命令經(jīng)200毫秒延時(shí)撤銷。若斷路器3DL在發(fā)合3DL命令5s內(nèi)未合上，則發(fā)“3DL開關(guān)拒合”及“橋備投失敗”告警；若確認(rèn)斷路器3DL合上，則發(fā)“橋備投成功”報(bào)文。

表1 110kV備自投主要?jiǎng)幼鲿r(shí)序（按SOE時(shí)間）

表2 10kV備自投主要?jiǎng)幼鲿r(shí)序（按SOE時(shí)間）

該站110kV備自投整定跳閘延時(shí)TU1F為6秒，合閘延時(shí)TU2F為0.1秒；10kV備自投整定跳閘延時(shí)TU1F為6.5秒，合閘延時(shí)TU2F為0.1秒。

3.1 110kV備自投動(dòng)作分析

110kV 1M失壓后備自投啟動(dòng)，經(jīng)6S后發(fā)出跳閘令，4262ms后才發(fā)出合母聯(lián)命令。

原因分析：備投跳主供電源后需確認(rèn)開關(guān)跳開（等待開關(guān)位置返回），按規(guī)范需接入開關(guān)輔助接點(diǎn)，而現(xiàn)場接入的是保護(hù)TWJ接點(diǎn)（該接點(diǎn)在回路中串接有開關(guān)彈簧未儲能接點(diǎn)，返回時(shí)需要等待儲能復(fù)歸），導(dǎo)致跳主供電源后4秒多才發(fā)出合閘令。而正常時(shí)間應(yīng)為0.1s+開關(guān)變位時(shí)間，一般應(yīng)小于200ms。

3.2 10kV備自投動(dòng)作分析

10kV 2M失壓后備自投啟動(dòng)，經(jīng)6.5S后發(fā)出跳閘令，248ms后發(fā)出合母聯(lián)命令。

原因分析：10kV備自投現(xiàn)場接入的同樣是保護(hù)TWJ接點(diǎn)，但10kV主變開關(guān)沒有重合過程，TWJ返回較快。

3.3 備自投接入保護(hù)TWJ時(shí)影響

10kV備自投接入保護(hù)TWJ時(shí)，跳主供電源（主變變低）后，因?yàn)橹髯冏兊烷_關(guān)沒有重合過程，不受儲能接點(diǎn)影響，TWJ直接變位，滿足開關(guān)拒動(dòng)的判別時(shí)間（小于5秒），一般不會影響備自投位置判別，備自投可以正常動(dòng)作。

圖2 動(dòng)作邏輯時(shí)序圖（計(jì)及儲能接點(diǎn)影響下）

110kV備自投接入保護(hù)TWJ時(shí)，分以下幾種情況：

①若線路開關(guān)重合成功，備自投不動(dòng)作。

②上級故障導(dǎo)致本站母線失壓（本站開關(guān)不動(dòng)作），備自投再跳主供電源，無重合過程，TWJ不受儲能接點(diǎn)影響，備自投可以正常動(dòng)作。

③若線路開關(guān)重合不成功，母線失壓，備自投啟動(dòng)。動(dòng)作過程如下圖2所示。開關(guān)重合閘至重合不成功母線失壓時(shí)間（備投啟動(dòng)）設(shè)為T1，備投啟動(dòng)至跳主供電源時(shí)間設(shè)為T2，發(fā)跳閘令至判拒動(dòng)時(shí)間設(shè)為T3，儲能接點(diǎn)變位時(shí)間設(shè)為Tcn，若Tcn＜T1+T2+T3，即在備投判開關(guān)拒動(dòng)之前檢測到跳位，則備投可以正常進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作邏輯，但這個(gè)過程母線失壓時(shí)間會增加（少于T3時(shí)間）；若Tcn＞T1+T2+T3，備投會判開關(guān)拒動(dòng)，報(bào)備投失敗；時(shí)間臨界時(shí)備投可能失敗。若儲能回路問題導(dǎo)致接點(diǎn)不能返回，也會造成備投失敗。

相應(yīng)的動(dòng)作邏輯時(shí)序圖如圖2所示。

4 結(jié)語

備自投的回路接入應(yīng)按照規(guī)范要求，特別注意開關(guān)位置必須直接取自機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)，不得從保護(hù)裝置TWJ引出，防止開關(guān)儲能接點(diǎn)返回時(shí)間長引起備自投拒動(dòng)。在回路未完善之前，可采取以下措施：（1）臨時(shí)延長判開關(guān)拒動(dòng)時(shí)限，與開關(guān)儲能接點(diǎn)返回時(shí)間配合；（2）在10kV備自投可保障10kV母線供電的前提下，可臨時(shí)退出110kV備自投。

隨著電網(wǎng)可靠性要求的提高，備自投與其它保護(hù)、自動(dòng)裝置的配合將更為復(fù)雜，需要從實(shí)際出發(fā)，分析備自投動(dòng)作產(chǎn)生的各種影響，找出合理的解決方案，確保備自投正確動(dòng)作。

[1]國家電力調(diào)度通信中心．國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M]．中國電力出版社,2009．

[2]廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司．廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司安全自動(dòng)裝置管理細(xì)則[Z]．2014．

[3]NSR641RF進(jìn)線/橋備自投保護(hù)測控裝置技術(shù)使用說明書[Z]．國電南瑞科技有限公司．

[4]黃常抒,胡云花．備自投裝置接線中的問題及應(yīng)對措施[J]．電力自動(dòng)化設(shè)備,2009(4)．

[5]尹中華．系統(tǒng)分裂運(yùn)行時(shí)備自投誤投隱患分析及對策研究[J]．中國電力教育,2011(33)．

周錕（1982－），男，工程師，碩士，從事繼電保護(hù)運(yùn)行管理工作。