110 kV變電站備自投保護閉鎖回路改進

趙亞鑫，劉麗媛，宋海濤

（1.內(nèi)蒙古電力（集團）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通過備自投保護裝置自動投入備用電源，以保證母線不失壓。備自投保護裝置準(zhǔn)確動作可以及時恢復(fù)供電，在各電壓等級電網(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裝置，大多數(shù)備自投保護裝置采用低壓側(cè)分段（橋）開關(guān)備投方式。本文針對現(xiàn)場工作中手跳或遙跳主變壓器低壓側(cè)斷路器時無法閉鎖低壓側(cè)備自投保護的問題進行分析，并提出相應(yīng)的解決措施，以提高當(dāng)前備自投保護設(shè)備的運行水平。

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號主變壓器低壓側(cè)951斷路器時，Ⅰ段母線仍帶電。通過對后臺監(jiān)控系統(tǒng)和保護裝置檢查，確認Ⅰ段母線帶電原因為備自投保護動作合上了910分段斷路器。在確認操作程序步驟無誤后，重復(fù)以上操作，仍出現(xiàn)備自投保護動作合910分段斷路器的現(xiàn)象。

1.2 備自投保護工作原理

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

（1）3DL斷路器在合位；

（2）Ⅰ母、Ⅱ母均無壓；

（3）有外部閉鎖信號；

（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)場檢查試驗后發(fā)現(xiàn)，在遙控斷開主變壓器低壓側(cè)951斷路器時，備自投保護裝置未有效放電，導(dǎo)致備自投保護將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備自投保護裝置型號為PSP-641U，主變壓器保護操作箱集成在iPACS-5744變壓器非電量保護裝置中，操作箱中無手跳繼電器。進行主變壓器停電操作時，遙控拉開1號主變壓器低壓側(cè)951斷路器，手跳或遙跳接點反向啟動合后位置繼電器KKJ，KKJ僅提供反向啟動常開接點（如圖2所示），而手跳閉鎖回路需要KKJ正向啟動的常開接點開入，因此，主變壓器保護裝置和10 kV備自投保護裝置間無法滿足手（遙）跳閉鎖備自投的配合要求，此時無法正確開入至分段910備自投裝置對其放電。基于此，當(dāng)手（遙）跳變壓器低壓側(cè)951斷路器時，備自投裝置就會自動投入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 改進方案

2.1 改進依據(jù)及目標(biāo)

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

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

2.2 改進方案

（1）改進前主變壓器斷路器操作箱回路和分段910備自投保護裝置回路原理見圖2和圖3。圖2中的STJ和YTJ會使KKJ反向啟動，而KKJ僅提供常開接點，斷路器合閘后KKJ啟動，常開接點閉合，手動（遙控）跳閘后常開接點打開。圖3中分段910備自投保護裝置手跳閉鎖回路開入需要常開接點，主變壓器保護裝置和10 kV備自投保護裝置間無法滿足手跳（遙跳）閉鎖備自投保護的要求，因此，考慮通過新增中間繼電器ZJ給KKJ進行接點轉(zhuǎn)換和擴容，實施方法如圖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）跳接點啟動中間繼電器ZJ，繼電器的常開接點一對用來啟動KKJ，一對用來閉鎖備自投保護裝置，如圖4、圖5所示。將STJ和YTJ改接至中間繼電器ZJ處，ZJ的其中兩對接點分別串接在KKJ反向啟動回路和閉鎖備自投開入回路中。當(dāng)進行手（遙）跳主變壓器低壓側(cè)斷路器操作時，STJ和YTJ接點閉合，啟動中間繼電器ZJ，ZJ的兩對接點分別啟動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，實現(xiàn)閉鎖備自投保護功能。

圖5 改造后910備自投裝置回路

3 改進效果

包頭供電局對110 kV東河變電站、110 kV石園變電站及110 kV巴潤變電站等多個負荷變電站進行備自投回路改造，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，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)備運維水平。

（1）提高了運行人員操作效率。若手跳（遙跳）主變壓器低壓側(cè)斷路器后，備自投保護未閉鎖，將分段斷路器合上，運行人員需中斷現(xiàn)有操作程序，查找原因并進行處理，嚴(yán)重影響了操作效率，延長停電時間。回路改進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，此時改進后的備自投保護能有效閉鎖，可避免備自投保護動作將分段斷路器合至故障母線導(dǎo)致的全站所帶負荷失電。

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裝置在手跳（遙跳）主變壓器低壓側(cè)斷路器時無法有效放電閉鎖的原因，采用增加中間繼電器ZJ對KKJ進行接點轉(zhuǎn)換和擴容的方案對備自投的閉鎖回路進行了改造，改造效果良好。