姜 臻 龍永平

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

110kV備自投裝置風(fēng)險(xiǎn)防控原理分析

姜 臻 龍永平

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

110kV備自投裝置適應(yīng)不同的電網(wǎng)運(yùn)行方式，廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)中以提高供電可靠率。本文針對(duì)TV失壓和TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確導(dǎo)致備自投裝置不正確動(dòng)作的因素，結(jié)合變電站實(shí)際運(yùn)行方式，剖析了110kV備自投裝置動(dòng)作邏輯的缺陷。通過(guò)對(duì)110kV備自投裝置風(fēng)險(xiǎn)防控原理的分析，提出TV失壓誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)和TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的有效預(yù)防措施，進(jìn)而提高備自投裝置的動(dòng)作成功率和供電可靠率。結(jié)果表明這些防控措施在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果，對(duì)工程實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義。

備自投；風(fēng)險(xiǎn)防控；TV失壓；TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確

當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能自動(dòng)而迅速地將備用電源投入工作，保證用戶連續(xù)供電的裝置即稱為備用電源自動(dòng)投入裝置（簡(jiǎn)稱備自投裝置）[1]。然而，對(duì)于分母運(yùn)行或者單母運(yùn)行的變電站，在主供電源輕載的情況下，母線的電壓回路由于斷線或者 TV二次空開跳閘導(dǎo)致備自投裝置滿足“無(wú)流無(wú)壓”的動(dòng)作判據(jù)，可能產(chǎn)生備自投裝置誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。此外，備自投裝置使用取自保護(hù)操作箱的TWJ信號(hào)作為判別主供電源的開關(guān)位置狀態(tài)，而在主供電源故障重合閘動(dòng)作過(guò)程中，該TWJ信號(hào)有可能與開關(guān)實(shí)際分合狀態(tài)不一致，進(jìn)而導(dǎo)致備自投裝置誤判主供電源開關(guān)未能成功分閘而閉鎖返回，產(chǎn)生備自投裝置拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這兩個(gè)導(dǎo)致備自投裝置不正確動(dòng)作的因素，本文對(duì)110kV備自投裝置風(fēng)險(xiǎn)防控原理進(jìn)行了分析，提出TV失壓誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)和TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的有效預(yù)防措施，進(jìn)而提高了備自投裝置的動(dòng)作成功率和供電可靠率。結(jié)果表明這些防控措施在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果，對(duì)工程實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義。

1 備自投的基本原理

某220kV變電站110kV備自投裝置主接線如圖1所示。按照不同的運(yùn)行方式，該110kV備自投可分解為母聯(lián)和進(jìn)線兩種備用電源自投功能。其中，母聯(lián)備自投功能對(duì)應(yīng)兩條母線上的電源路互為明備用的動(dòng)作方式，其接線如圖2所示；進(jìn)線備自投功能對(duì)應(yīng)單條母線上電源互為暗備用的動(dòng)作方式，其接線如圖3所示。當(dāng)電源進(jìn)線上發(fā)生故障或其他原因?qū)е履妇€失壓、電源進(jìn)線無(wú)流時(shí)，通過(guò)合備用電源進(jìn)線開關(guān)或母聯(lián)開關(guān)，可保證變電站不失壓；同時(shí)，備自投裝置具備完善的自投閉鎖功能，可在手動(dòng)跳閘、保護(hù)動(dòng)作、備用電源低頻、低壓或安穩(wěn)裝置切負(fù)荷時(shí)可靠閉鎖自投，備自投動(dòng)作于永久故障時(shí)還應(yīng)具有后加速調(diào)整功能；此外，多級(jí)備自投之間、備自投與保護(hù)之間還需進(jìn)行相應(yīng)配合[2-3]。

圖1 系統(tǒng)主接線

圖2 母聯(lián)備自投主接線

2 TV失壓誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)分析

如圖3所示，以110kV進(jìn)線備自投方式為例。備自投邏輯為：110kV母線無(wú)壓（Ⅱ TV），備用進(jìn)線有壓（TV4），電源進(jìn)線3無(wú)流（TA3）起動(dòng)備自投，經(jīng)跳閘延時(shí)跳開進(jìn)線3開關(guān)3QF，確認(rèn)進(jìn)線開關(guān)3QF跳開及母線無(wú)壓后，經(jīng)合閘延時(shí)合上備用電源進(jìn)線開關(guān) 4QF。進(jìn)線備自投跳閘延時(shí)整定原則為該延時(shí)需大于該電源進(jìn)線電源側(cè)后備保護(hù)對(duì)該進(jìn)線有靈敏度保護(hù)段的動(dòng)作時(shí)間與該進(jìn)線重合閘時(shí)間之和，并考慮適當(dāng)裕度。其中，保護(hù) TV斷線檢測(cè)判據(jù)如下。

1）三相電壓和不為零，|Ua+Ub+Uc|＞7V（有效值），用于檢測(cè)一相或兩相斷線。

2）三相電壓均小于8V，且任一相電流＞0.04In或者斷路器在合位，用于檢測(cè)三相斷線。

以上條件滿足，即可判TV斷線。

圖4 失壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)序圖

圖5 TV失壓誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)邏輯圖

如圖5所示，TV失壓誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)邏輯過(guò)程：110kV母線失壓（TV端子箱二次空開跳開），由于此時(shí)電源進(jìn)線輕載，負(fù)荷電流一次值小于備自投無(wú)流檢查定值0.04In，達(dá)到110kV進(jìn)線備自投動(dòng)作條件（母線無(wú)壓、進(jìn)線無(wú)流、備用線路有壓），經(jīng)跳閘延時(shí)跳開主供電源開關(guān) 3QF，后經(jīng)合閘延時(shí)合上備供電源開關(guān) 4QF。由于合閘時(shí)母線無(wú)壓且有負(fù)荷及沖擊電流，剛合上的備供電源進(jìn)線后加速阻抗保護(hù)動(dòng)作跳閘，造成110kV母線失壓。

1）風(fēng)險(xiǎn)原因。在主供電源輕載的情況下，母線的電壓回路由于斷線或者 TV二次空開三相同時(shí)跳閘，導(dǎo)致備自投裝置滿足“無(wú)流、無(wú)壓”的動(dòng)作判據(jù)，從而產(chǎn)生誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

2）防控措施。當(dāng)主供電源長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在輕載并可視為無(wú)流的情況下，即線路電流長(zhǎng)期低于無(wú)流定值時(shí)，則建議將母線 TV端子箱的三相電壓空開更換為三個(gè)單相電壓空開（分相式），從而規(guī)避TV二次空開三相同時(shí)跳閘的概率（包含偷跳）。

3 TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)分析

如圖2所示，以110kV母聯(lián)備自投方式為例。備自投邏輯為：Ⅱ母線失壓，跳開電源進(jìn)線3開關(guān)3QF，在確定Ⅰ母線有壓、Ⅱ母無(wú)壓、電源進(jìn)行 3無(wú)流、1QF合位以及3QF分位的條件下，合母聯(lián)斷路器5QF[4]。

1）TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)邏輯。電源線路3保護(hù)動(dòng)作于永久故障時(shí)，重合閘動(dòng)作不成功，電源線路開關(guān)3QF跳開，110kV備自投正確起動(dòng)。如圖6所示，在開關(guān)跳閘—合閘—跳閘的過(guò)程中，開關(guān)儲(chǔ)存的能量已經(jīng)釋放，需要重新儲(chǔ)能，相應(yīng)接點(diǎn)BM斷開，致使備自投裝置采集的 TWJ信息不能變位（斷路器儲(chǔ)能過(guò)程中，斷路器跳閘位置繼電器無(wú)勵(lì)磁電源，斷路器分位不能正確動(dòng)作）。由于 110kV備自投裝置因整組動(dòng)作時(shí)間和斷路器彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性不一致，備自投裝置無(wú)法確認(rèn)電源線路 3開關(guān)3QF已經(jīng)跳開，裝置延時(shí)后放電返回，Ⅱ母失壓。

2）風(fēng)險(xiǎn)原因。備自投裝置使用保護(hù)操作箱的TWJ來(lái)判別電源線路3的開關(guān)位置狀態(tài)。彈簧未儲(chǔ)能常開接點(diǎn)需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間才能閉合，該時(shí)間為開關(guān)儲(chǔ)能時(shí)間，一般為8～12s左右。因TWJ接點(diǎn)變位受彈簧儲(chǔ)能BW接點(diǎn)影響，故在電源線路3故障重合后彈簧儲(chǔ)能的過(guò)程中，開關(guān)合閘監(jiān)視回路斷開，TWJ接點(diǎn)不能及時(shí)變位。而備自投發(fā)跳令后僅在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)（幾百毫秒至幾秒）即判別開關(guān)是否處于分位，由于該整定時(shí)間無(wú)法與儲(chǔ)能時(shí)間配合，致使備自投裝置誤判電源線路3開關(guān)3QF位置，造成備自投裝置放電返回而產(chǎn)生拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)[5]。

圖6 開關(guān)合閘監(jiān)視回路

3）防控措施?？蓪嗦菲鬏o助節(jié)點(diǎn)接入備自投裝置，以替代操作箱分位位置信號(hào)節(jié)點(diǎn)TWJ。

4 結(jié)論

本文針對(duì)TV失壓和TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確這兩個(gè)導(dǎo)致備自投裝置不正確動(dòng)作的因素，結(jié)合變電站實(shí)際運(yùn)行方式，剖析了110kV備自投裝置動(dòng)作邏輯的缺陷。通過(guò)對(duì)110kV備自投裝置風(fēng)險(xiǎn)防控原理的分析，提出TV失壓誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)和TWJ信號(hào)不準(zhǔn)確拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的有效預(yù)防措施，進(jìn)而提高備自投裝置的動(dòng)作成功率和供電可靠率。結(jié)果表明這些防控措施在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果，對(duì)工程實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義。

[1]GB/T 14285—2006.繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程[S].

[2]高貴云.110kV內(nèi)橋接線備自投裝置改進(jìn)[J].中國(guó)電力, 2011, 44(12): 89-92.

[3]付文竹.備用電源自投裝置的應(yīng)用研究[J].電氣應(yīng)用, 2006, 25(2): 28-30.

[4]魏煌, 洪旸錦, 黃海坤.一起110kV備自投裝置拒動(dòng)行為的分析及改進(jìn)[J].電氣技術(shù), 2011(7): 63-65.

[5]蔣蘇靜, 蔣國(guó)順.110kV單母分段接線中備自投裝置相關(guān)問(wèn)題分析及解決措施[J].電工技術(shù), 2014(9): 67-69.

Analysis of Risk Control Principle on the 110kV Backup Power Automatic Switch

Jiang Zhen Long Yongping
(Zhuhai Power Supply Bureau, Guangdong Power Grid Limited Liability Corporation, Zhuhai, Guangzhou 519000)

110kV backup Power Automatic Switch device had been widely used in the power grid to improve power supply reliability, which could adapt to different power grid operation mode.In this paper, no voltage of TV and inaccurate of TWJ Signal, combined with the actual operation mode substation, which lead to incorrect operation of the devices were analyzed.Incorrect operation risk control methods were proposed, which can improve the success rate and power supply reliability of the operation through the analysis of 110kV backup Power Automatic Switch device considering risk control principle.The results indicate that these control measures achieved good results in practical applications, and has important guiding significance for engineering practice.

backup power automatic switch; risk control; no voltage of TV; Inaccurate of TWJ signal

姜 臻（1986-），男，江西上饒人，博士，主要從事故障分析、繼電保護(hù)及自動(dòng)化工作。