摘 要：針對110kV變電站線路備自投裝置實(shí)際應(yīng)用問題，以某變電站110kV線路備自投異常動(dòng)作為例，分析了異常動(dòng)作發(fā)生的主因，提出相應(yīng)的對策，望對類似變電站管理工作有所借鑒。

關(guān)鍵詞：備自投；異常動(dòng)作；原因分析；解決對策

引言

隨著電力自動(dòng)化進(jìn)程的不斷深入，國內(nèi)大多數(shù)區(qū)域變電站基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，110kV電源備自投是電力自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)配置。備自投裝置能夠大大改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其運(yùn)行可靠性，降低線路故障發(fā)生對地區(qū)正常供電的影響。然而，備自投裝置在實(shí)際應(yīng)用過程中，出現(xiàn)多起異常動(dòng)作情況，以事例分析變電站為例，其備自投裝置在近兩年動(dòng)作共7次，其中成功5次，失敗2次?？偨Y(jié)失敗動(dòng)作發(fā)生的原因，主要為正常動(dòng)作程序被打斷，不能完成預(yù)期工作設(shè)置，故而造成短時(shí)間的供電故障。

1 110kV線路備自投概述

圖1所示為某變電站110kV主接線簡圖，其中甲線為該變電站的主線，乙線為備用線路。一旦主線路所在回路發(fā)生故障，變電站備自投裝置就會(huì)自行開始檢測啟動(dòng)條件；如條件滿足備自投啟動(dòng)，則備自投裝置進(jìn)入啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)。備自投進(jìn)入啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)階段的判別與行動(dòng)：首先如果故障線路重合成功，則備自投裝置停止啟動(dòng)；否則經(jīng)歷第二時(shí)段的延時(shí)后，備自投裝置判別為主線路永久性故障，斷路器不能正常重合，備自投裝置會(huì)向主線斷路器發(fā)出跳閘脈沖，向乙線斷路器發(fā)出合閘脈沖，確保在主線不能正常工作的前提下變電站正常運(yùn)行。

2 異常動(dòng)作發(fā)生經(jīng)過

2014年12月7日10時(shí)50分，變電站主線（甲）發(fā)生瞬間故障，導(dǎo)致線路兩側(cè)保護(hù)裝置執(zhí)行保護(hù)命令而發(fā)生跳閘動(dòng)作。甲線跳閘發(fā)生后需經(jīng)過一定時(shí)長延時(shí)（設(shè)定為1.5s）才能重合，而變電站備自投裝置能夠?qū)崿F(xiàn)加速跳閘出口，可在跳閘動(dòng)作發(fā)生后的瞬間便啟動(dòng)，并向主線斷路器發(fā)出跳閘脈沖。這種沒有經(jīng)過延時(shí)就發(fā)出跳閘脈沖，導(dǎo)致備自投裝置與主線重合閘裝置瞬間閉鎖，導(dǎo)致失壓事故的發(fā)生。除瞬間故障外，變電站主線還發(fā)生一起永久性故障，電源側(cè)斷路器重合閘失敗，本側(cè)斷路器雖能夠重合，而不能正常供電。裝置在成功經(jīng)歷第一時(shí)段延時(shí)后，在第二時(shí)段動(dòng)作失敗，即備自投裝置發(fā)出主線路跳閘脈沖，下一步輔線斷路器合閘無法正常執(zhí)行。

3 原因分析

3.1 自動(dòng)裝置動(dòng)作與閉鎖配合失敗

圖2所示為該變電站主線斷路器控制系統(tǒng)，其包括斷路器控制回路、閉鎖備自投與閉鎖重合閘。分析該斷路器控制系統(tǒng)邏輯可知，備自投跳閘脈沖都能與主線路手動(dòng)跳閘回路相聯(lián)，斷路器動(dòng)作命令都受到備自投裝置脈沖的影響。一旦接收到備自投裝置的跳閘脈沖信號，手動(dòng)跳閘、繼電器1HJ與2HJ會(huì)發(fā)生相應(yīng)動(dòng)作，其中之一的1HJ1節(jié)點(diǎn)會(huì)閉鎖備自投裝置；而1HJ2會(huì)在1HJ1執(zhí)行動(dòng)作的同時(shí)，閉鎖重合閘自動(dòng)裝置。這種邏輯方式造成的影響為：只要備自投裝置一發(fā)出跳閘脈沖信號，手動(dòng)跳閘閉鎖備自投回路與手動(dòng)跳閘閉鎖重合閘回路會(huì)同時(shí)接通，不能按照預(yù)期設(shè)計(jì)程序進(jìn)行下一步動(dòng)作，導(dǎo)致動(dòng)作不成功。

3.2 主線重合閘與備自投動(dòng)作時(shí)間配合失敗

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，變電站失壓事故發(fā)生的另一重要原因就是主線重合閘與備自投動(dòng)作時(shí)間配合失敗。按照預(yù)期設(shè)定的時(shí)間配合過程，故障發(fā)生后變電站保護(hù)回路動(dòng)作應(yīng)經(jīng)歷兩個(gè)時(shí)段：第一時(shí)段由主線重合閘裝置完成，時(shí)間延后斷路器1.5s；第二時(shí)段為備自投裝置發(fā)出跳閘脈沖，按預(yù)期設(shè)計(jì)，主線重合閘動(dòng)作之后備自投裝置動(dòng)作，時(shí)間上應(yīng)延后4s。由此可知，故障發(fā)生后的主線保護(hù)動(dòng)作整定時(shí)間為5.5s，而根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試得出，備自投裝置跳閘脈沖幾乎在甲線斷路器斷開的同時(shí)發(fā)出，此為導(dǎo)致變電站失壓事故發(fā)生的主要因素。

3.3 信號不能及時(shí)回饋給備自投裝置

甲線發(fā)生故障后，備自投裝置會(huì)發(fā)出主線跳閘與輔線合閘脈沖，輔線合閘脈沖需在接收到主線斷路器跳閘信息之后進(jìn)行，如信息回饋途徑受阻則無法進(jìn)行下一步動(dòng)作。而此次永久性故障導(dǎo)致失壓事故的發(fā)生就是回饋信號未及時(shí)傳達(dá)給備自投裝置造成的，此次延時(shí)時(shí)間為6s，而系統(tǒng)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間為4s，超過設(shè)定時(shí)間范圍后將不再執(zhí)行下一步程序。而信息回饋受阻主要是由于甲線斷路器在短時(shí)間內(nèi)歷經(jīng)“跳-合-跳”，致使信號未能及時(shí)傳達(dá)給備自投裝置。

4 問題解決方案及改進(jìn)措施

4.1 簡化線路斷路器動(dòng)作環(huán)節(jié)

分析主線斷路器控制系統(tǒng)邏輯可知，該備自投裝置回路邏輯較為混亂，應(yīng)對線路的二次接線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，改變備自投跳閘脈沖出口接入點(diǎn)位置，將脈沖出口回路與保護(hù)跳閘回路相連。其次，增加閉鎖回路，為增加備自投裝置動(dòng)作的可靠性，在線路中增加閉鎖主線的重合閘裝置。再者，改變先前主線跳閘位置繼電器TWJ接點(diǎn)，改為DL接點(diǎn)，避免中間環(huán)節(jié)信息反饋等出現(xiàn)故障；圖3所示為兩種方式下斷路器控制回路，顯然使用DL接點(diǎn)方式更能有利于信息的真實(shí)反饋。同時(shí)，退出終端保護(hù)裝置，在線路運(yùn)行管理發(fā)生線路故障時(shí)，可在保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行后重合閘復(fù)電，或依靠備自投裝置復(fù)電。

4.2 備自投裝置中設(shè)后加速程序

為避免甲線重合閘動(dòng)作時(shí)間與備自投動(dòng)作時(shí)間配合失敗情形的出現(xiàn)，在備自投裝置控制程序后加入后加速程序編碼。這種后加速控制方式的好處為分別管理主線與輔線斷路器，不需要原來保護(hù)動(dòng)作的整定時(shí)間（延時(shí)5.5s），直接動(dòng)作出口，實(shí)現(xiàn)變電站的瞬間供電恢復(fù)。備自投裝置控制程序中加入后加速程序，可與生產(chǎn)廠家進(jìn)行聯(lián)系，由廠家技術(shù)員完成相應(yīng)程序編程及調(diào)試工作。

4.3 加強(qiáng)運(yùn)行管理

對回路安裝調(diào)試之前，應(yīng)對備自投裝置工作原理進(jìn)行充分地認(rèn)識(shí)與了解，尤其是在定值整定階段，對于系統(tǒng)不必要功能要盡可能選擇退出；備自投裝置模擬傳動(dòng)時(shí)，不應(yīng)簡單地用模擬斷路器進(jìn)行代替，此不能正常反應(yīng)備自投裝置與真實(shí)斷路器的配合情況。與此同時(shí)，為提高備自投裝置動(dòng)作成功率，線路終端保護(hù)裝置可選擇性退出，精簡二次回路配合環(huán)節(jié)。

5 結(jié)束語

110kV變電站線路備自投裝置在提高變電站運(yùn)行可靠性方面發(fā)揮了巨大的作用，但由于其設(shè)計(jì)之初沒有按照各地實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，各邏輯環(huán)節(jié)在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)配合不嚴(yán)密的問題，對其正常功用的發(fā)揮造成影響。該110kV變電站線路備自投裝置二次回路接線設(shè)計(jì)中存在不合理性，后期在安裝調(diào)試、自投裝置程序等方面加以改善，線路故障后能夠迅速做出正確動(dòng)作，大大提升了變電站運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn)

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[2]張鵬程，張磊.河西變電站110kV線路備自投異常動(dòng)作分析[J].寧夏電力，2009，3：9-11.

作者簡介：林振華（1989，2-），男，漢族，廣西陸川縣人，助理工程師，大學(xué)本科畢業(yè)，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。