陸鑫淼

(無錫供電公司 檢修分公司, 無錫　214000)

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一起特殊故障下備自投未動作異常情況分析

陸鑫淼

(無錫供電公司 檢修分公司, 無錫214000)

介紹了備用電源自投入裝置橋斷路器備投方式的動作邏輯和基本原則,針對某個變電站備自投裝置未動作的異常案例,分析了備自投裝置的動作時序,找到了備投未正確動作的原因,并提出了解決方法和整改措施.

備用電源自投入裝置; 橋備投方式; 整組復歸

備用電源自動投入裝置(以下簡稱“備自投裝置”)是指當工作電源因故障或其他原因消失后,迅速地將備用電源[1]或其他正常工作電源投入工作,并斷開工作電源的自動裝置.由于其具有接線簡單、成功率較高且經濟性較好等優(yōu)點,在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用,主要用于110 kV及以下電壓等級的系統(tǒng)中,對防止大面積停電、提高供電可靠性起到了極大的作用[2].備自投回路斷線、斷路器拒動、充放電邏輯不正確、裝置未充電等原因都有可能導致備自投裝置不能正確動作.

1　備自投裝置動作邏輯和基本原則

1.1動作邏輯

電網中,典型備用電源自投方式主要有橋(分段)斷路器或母聯備投、進線備自投、變壓器備投等方式,本文主要分析橋斷路器備投方式,其接線圖如圖1所示.

其動作邏輯為:充電完成后,母線1無電壓,進線1無電流,母線2有電壓則經T1延時后跳開QF1,確認跳開后經延時T3合上QF3;母線2無電壓,進線2無電流,母線1有電壓則經延時T2后跳開QF2,確認跳開后經延時T3合上QF3.

圖1　橋斷路器備投接線示意

1.2基本原則

(1) 工作電源確實斷開(含保護動作跳閘和斷路器偷跳、主供電源失壓),主供線路無電流,備用線路有電壓后,備自投才能啟動,第一時限再跳一次主供線路斷路器,并確認斷路器跳開后,第二時限才能投入備用電源,防止備用電源投入到故障元件上.

(2) 工作電源或設備上的電壓不論何種原因,除有閉鎖信號外,備自投裝置均應動作[3].

(3) 應保證備自投裝置只動作一次.

(4) 備自投切除工作電源斷路器必須經延時,經延時切除工作電源斷路器是為了躲過出線故障,造成母線電壓短暫下降,因此延時時限應大于最長的外部故障切除時間[4].備自投跳故障主供線路斷路器的延時,需大于電容器失壓保護動作延時,以保證在合上備用線路斷路器前能可靠切除電容器.

(5) 備自投裝置在以下情況下應可靠閉鎖:手動跳開工作電源,備用電源進線斷路器在合閘位置,備用電源無電壓,備自投停用,相關PT斷線,相關保護裝置動作等[5].

2　案例分析

2.1現場運行方式

本文以某一變電站備自投裝置為例.其變電站一次接線如圖2和圖3所示.

110 kV殷巷變運行方式為:110 kV殷達線931受電于220 kV新光變1#主變壓器(以下簡稱“主變”)供1段母線送1#主變;110 kV殷柏線932受電供2段母線送2#主變;110 kV分段710開關熱備用,備用自投啟用.1#主變經301開關供35 kV正母線送殷廈線341.

圖2　110 kV殷巷變一次接線示意

35 kV商廈變運行方式為:35 kV廈殷線341受電供35 kV 1段母線送1#主變;35 kV廈車線532受電供35 kV 2段母線送2#主變;35 kV分段310開關熱備用,備用自投啟用.

圖3　35 kV商廈變一次接線示意

2.2事件經過

某年7月23日18時06分,220 kV溪新線故障,線路距離保護1段動作,1.1 s后重合成功.又過了9.8 s,再次發(fā)生故障,開關跳閘,造成220 kV新光變1#主變失電.受電于新光變1#主變的110 kV殷達線931失電,殷巷變110 kV備自投動作,跳開殷達線931開關,但分段710開關未合上,造成殷巷變110 kV 1段母線及1#主變失電,從而使受電于殷巷變1#主變的35 kV廈殷線341失電,商廈變備自投未動作.

待運行人員趕到110 kV殷巷變、35 kV商廈變現場,110 kV殷達線931和35 kV廈殷線341均已恢復送電,備自投裝置充電正常.

2.3備自投裝置動作時序和未動作原因分析

2.3.1LFP-965備自投裝置工作原理

110 kV殷巷變、35 kV商廈變備自投裝置均為南瑞繼保生產的LFP-965裝置,程序版本號為V1.00,該版本的內部邏輯為:當備自投充電完成后,若滿足起動條件,則整組起動;當不滿足起動條件10 s(設為t1)后裝置整組返回,重新回到備自投準備狀態(tài).同時該版本備自投裝置還設置有整組復歸時間15 s(設為t2),當裝置滿足起動條件起動15 s后,備自投若仍未動作,備自投裝置將整組復歸,自行放電,備自投裝置退出工作.

110 kV殷巷變和35 kV商廈變備自投均采用橋斷路器備投方式,經查,110 kV殷巷變備自投裝置動作整定時間為5 s,35 kV商廈變備自投裝置動作整定時間為7 s.具體的動作邏輯如下:

(1) 110 kV殷巷變當931和932開關在合位,710開關在斷位,檢測母線2無電壓時,延時5 s跳932開關,合710開關;當931和932開關在合位,710開關在斷位,檢測母線1無電壓時,延時5 s跳931開關,合710開關.

(2) 35 kV商廈變當341和532開關在合位,310開關在斷位,檢測母線2無電壓時,延時7 s跳532開關,合310開關;當341和532開關在合位,310開關在斷位,檢測母線1無電壓時,延時7 s跳341開關,合310開關[6].

2.3.2110 kV和35 kV備自投裝置動作時序

表1和表2為110 kV和35 kV備自投裝置時序記錄,時間以220 kV溪新線第一次故障跳閘時間算起,記為t=0.表中t1為10 s,t2為15 s.

表1　110 kV備自投裝置時序記錄　s

表2　35 kV備自投裝置時序記錄　s

2.3.3備自投未動作原因分析

220 kV溪新線發(fā)生第一次故障時殷巷變、商廈變的備自投裝置LFP-965均整組起動,經1.1 s后三相重合閘動作成功恢復電壓,此時由于不滿足無壓條件,LFP-965起動開始返回,在之后的9.8 s(不足10 s,兩套備自投均沒有整組返回,計數器將累加,不清零)又發(fā)生故障三跳,此時備自投裝置LFP-965又滿足起動條件(此時仍然是在同一個整組起動過程中).

(1) 110 kV殷巷變備自投動作整定時間為5 s,第一次故障及重合時間約1 s,則從故障開始后備自投動作時間為1.1+9.8+(5-1)=14.9 s<15 s(裝置整組復歸時間),所以備自投尚未達到整組復歸時間而正確動作,但因跳閘時間需0.1 s,再加上合開關需約0.1 s延時,因此裝置處于臨界狀態(tài),跳開殷達931開關后,備自投裝置正好到達整組復歸時間,備自投裝置放電無法正確執(zhí)行合分段710開關的動作.

(2) 35 kV商廈變備自投動作整定時間為7 s,第一次故障及重合時間約1 s,則從故障開始后備自投動作時間為1.1+9.8+(7-1)=16.9 s>15 s(裝置整組復歸時間),所以備自投在動作定值到達之前,整組復歸時間已到而放電,從而導致備自投無法動作.

LFP-965裝置動作時刻如圖4所示.

圖4　LFP-965裝置的動作時刻示意

由于此次故障較為特殊,在短短10 s之內連續(xù)發(fā)生兩次故障,而110 kV殷巷變、35 kV商廈變的備自投裝置LFP-965屬于南瑞繼保的早期產品,當時設計邏輯時并未考慮到此種情況,因此造成了裝置本次的動作行為.將整組復歸時間延長,即可保證備自投裝置正常動作.

3　整改措施

(1) 異常發(fā)生后生產運行部門立即聯系廠家處理,將35 kV商廈變備自投裝置的版本升級為V2.01,將整組復歸時間延長至30 s,以適應備自投動作延時超過15 s的情況[7].

(2) 110 kV殷巷變備自投裝置已沒有相關源程序,故生產技術部門在殷巷變綜合自動化改造時對備自投裝置進行了同步技術改造.

(3) 生產運行部門對同類型備自投裝置進行了排查和現場核對,并安排廠家及時進行了版本升級和技術改造.

4　結　語

本文中的備自投裝置LFP-965未動作異常是由于早期產品邏輯不完善而造成的,經廠家軟件版本升級,修改了裝置整組復歸時間參數,確保了備自投裝置能夠可靠動作.相關變電站的LFP-965備自投裝置經升級后,運行期間未發(fā)生過備自投動作異常事件.

[1]鄭曲直,程穎.備用電源自投裝置設計、應用的若干問題[J].繼電器,2003,31(8):18-21.

[2]李晨.電力系統(tǒng)備自投動作分析與技術措施[J].硅谷,2011(20):183-183.

[3]張豐,郭碧媛.備自投裝置在單母分段接線中應用存在的問題及解決措施[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2011,39(7):133-135.

[4]覃家露,嚴強發(fā).備自投裝置及其保護在電力系統(tǒng)的運用[J].電力系統(tǒng)裝備,2010(10):66-69.

[5]馮肇海.110 kV備自投誤動的防范措施及運行維護注意事項[J].裝備制造技術,2012(5):170-171.

[6]朱潔明.關于LFP-65B自投裝置的分析——運行維護人員應注意事項[J].電子世界,2013(6):101.

[7]任俊,侯紅梅,范華.備用電源自投裝置規(guī)范化[J].華北電力技術,2014(7):31-36.

(編輯胡小萍)

Analysis of the Abnormal Operation of Backup PowerAutomatic Switching Device in a Special Fault

LU Xinmiao

(Maintenance Branch, Wuxi Power Supply Company, Wuxi214000, China)

The action logic and the basic principle of the power automatic bus transfer device under bridge breaker input type is introduced.According to the abnormal case of the device in a substation,the action sequence of the device is analyzed and the reasons for the incorrect operation are found.Then the solution and the improvement measures are put forward.

backup power automatic switching device; bridge backup power automatic switching mode; whole group return

10.3969/j.issn.1006-4729.2016.03.008

2016-03-24

簡介：陸鑫淼(1983-),女,碩士,工程師,江蘇無錫人.主要研究方向為變壓器配電運行和維護技術.

E-mail:crystal2005@163.com.

TM762.1

A

1006-4729(2016)03-0243-04