凌 青

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局，廣東 湛江 524000)

0 引言

備用電源自動(dòng)投入裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“備自投裝置”)是電力系統(tǒng)故障或電網(wǎng)電源端失去電壓后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動(dòng)投入，使原來(lái)失去電壓的負(fù)荷迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)控制裝置。為滿(mǎn)足35 kV及以上變電站供電可靠性的要求，降低單電源供電的風(fēng)險(xiǎn)，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，目前新建和改造的35 kV及以上的變電站，都在電氣設(shè)計(jì)及安裝上配置了相應(yīng)的備自投裝置。

目前，常見(jiàn)的備自投分為線路備自投、主變備自投和分段備自投。由于各地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式的多樣化，備自投裝置在各變電站的功能和使用上也不盡相同，甚至存在一套裝置可實(shí)現(xiàn)多種方式備自投的功能，這對(duì)備自投裝置的運(yùn)維工作提出了更高的要求。以下就110 kV某變電站的南京電研電力自動(dòng)化股份有限公司(南電研)NSA-3152A備自投裝置在配合運(yùn)行方式變化時(shí)，其備自投功能切換過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，對(duì)備自投裝置邏輯條件、閉鎖條件和動(dòng)作條件進(jìn)行分析，查找異常原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1 運(yùn)行方式和備自投的配置

目前，110 kV該變電站由2路外來(lái)電源供電，110 kV雷海線供電于1號(hào)主變，110 kV雷龍線供電于2號(hào)主變，1號(hào)主變帶10 kV 1M負(fù)荷，2號(hào)主變帶10 kV 2M負(fù)荷，10 kV 1M，2M分段812開(kāi)關(guān)在熱備用狀態(tài)。該站一次運(yùn)行方式如圖1所示。

圖1 變電站一次運(yùn)行方式

110 kV該變電站的南電研NSA-3152A備自投裝置配置10 kV分段開(kāi)關(guān)備自投和主變備自投2種功能。主變備自投的運(yùn)行方式為下述的方式1和方式2，10 kV分段開(kāi)關(guān)備自投的運(yùn)行方式為下述的方式3和方式4。

1.1 運(yùn)行方式1

2號(hào)主變備自投。1號(hào)主變運(yùn)行，2號(hào)主變備用，即1號(hào)變低801開(kāi)關(guān)、10 kV 1M，2M分段812開(kāi)關(guān)在合位，2號(hào)變高1163開(kāi)關(guān)、2號(hào)變低802開(kāi)關(guān)在分位。當(dāng)1號(hào)主變故障或110 kV雷海線失壓，2號(hào)主變應(yīng)能自動(dòng)投入，且只允許動(dòng)作1次。

1.2 運(yùn)行方式2

1號(hào)主變備自投。2號(hào)主變運(yùn)行，1號(hào)主變備用，即2號(hào)變低802開(kāi)關(guān)、10 kV 1M，2M分段812開(kāi)關(guān)在合位，1號(hào)變高1162開(kāi)關(guān)、1號(hào)變低801開(kāi)關(guān)在分位。當(dāng)2號(hào)主變故障或110 kV雷龍線失壓，1號(hào)主變應(yīng)能自動(dòng)投入，且只允許動(dòng)作1次。

1.3 運(yùn)行方式3及方式4

10 kV分段備自投。當(dāng)10 kV 2段母線分列運(yùn)行時(shí)，即10 kV 1M，2M分段812開(kāi)關(guān)在分位，一旦主變或線路失壓，10 kV分段812開(kāi)關(guān)應(yīng)能動(dòng)作合上，帶上另一段母線的負(fù)荷。此外，NSA-3152A備自投裝置根據(jù)功能配置的不同，在保護(hù)屏內(nèi)設(shè)置了備自投閉鎖方式1壓板1LP11、備自投閉鎖方式2壓板1LP12、備自投閉鎖方式3，4壓板1LP13，可以根據(jù)運(yùn)行方式的需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)備自投功能的投退。

2 備自投裝置異?，F(xiàn)象

2014-03-24，主網(wǎng)調(diào)度通知運(yùn)行人員，110 kV該變電站調(diào)整運(yùn)行方式，合上10 kV 1M，2M分段812開(kāi)關(guān)，退出10 kV分段備自投，并且將1號(hào)主變由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)行人員全部操作完畢后，根據(jù)調(diào)度命令檢查主變備自投裝置，發(fā)現(xiàn)在裝置投入運(yùn)行時(shí)，2號(hào)變低802開(kāi)關(guān)、10 kV 1M，2M分段812開(kāi)關(guān)在合位，1號(hào)變高1162開(kāi)關(guān)、1號(hào)變低801開(kāi)關(guān)在分位，且110 kV雷海線線路有電壓，滿(mǎn)足充電條件;但是備自投裝置面板充電顯示CD=0，無(wú)法正常充電。當(dāng)時(shí)運(yùn)行人員懷疑備自投裝置有故障，在做好相關(guān)安全措施后，向當(dāng)值調(diào)度人員申請(qǐng)重啟裝置；但重啟后備自投裝置仍然無(wú)法正常充電。此后，考慮備自投裝置邏輯功能的影響,再次向調(diào)度人員申請(qǐng)退出備自投閉鎖的全部壓板，然后重啟備自投裝置，發(fā)現(xiàn)裝置充電正常，具體原因不明；考慮運(yùn)行方式和重要負(fù)荷需要，運(yùn)行人員立即將備自投裝置的情況匯報(bào)繼保人員及相關(guān)專(zhuān)責(zé)，并做好備自投裝置故障的預(yù)案。

3 發(fā)生異常的原因分析

3.1 主變備自投邏輯條件分析

在備自投裝置異常發(fā)生后，運(yùn)行人員查閱了裝置和后臺(tái)機(jī)的報(bào)文，并找出NSA-3152A備自投裝置的廠家說(shuō)明書(shū)，分析主變備自投的邏輯條件。

3.1.1 1號(hào)主變備自投充電條件

(1) 10 kV 1M，2M三相均有壓，1號(hào)變高110 kV側(cè)，即110 kV雷海線線路有壓。

(2) 2號(hào)變高1163、變低802，10 kV分段812開(kāi)關(guān)合位，1號(hào)變高1162、變低801開(kāi)關(guān)分位，經(jīng)15 s充電完成。

3.1.2 1號(hào)主變備自投放電條件

(1) 1號(hào)變高110 kV側(cè)，即110 kV雷海線線路無(wú)壓。

(2) 1號(hào)變高1162、變低801開(kāi)關(guān)合位。

(3) 手動(dòng)斷開(kāi)2號(hào)變高1163、變低802或10 kV分段812開(kāi)關(guān)。

(4) 其他外部閉鎖信號(hào)。

(5) 整定值的控制字未設(shè)定。

動(dòng)作原理：當(dāng)備自投裝置充電正常后，10 kV 1M，2M三相均無(wú)壓，110 kV雷海線線路有壓，主變開(kāi)關(guān)無(wú)電流，延時(shí)跳開(kāi)變低802開(kāi)關(guān)，合上1號(hào)主變兩側(cè)開(kāi)關(guān)。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)檢查分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查和確認(rèn)，當(dāng)時(shí)的運(yùn)行方式滿(mǎn)足備自投裝置的所有充電條件，其中1號(hào)主變備自投放電條件的(1)，(2)和(3)點(diǎn)是不滿(mǎn)足的。核查了備自投裝置的保護(hù)定值和裝置內(nèi)部控制字后，放電條件(5)也是不滿(mǎn)足的。核查了備自投裝置的開(kāi)入量和后臺(tái)的SOE報(bào)文也無(wú)異常，放電條件(4)也應(yīng)該是不滿(mǎn)足的。但是遇到了奇怪的現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)是先退出了10 kV分段備自投(投入了備自投閉鎖方式3，4壓板1LP13)，然后再投入主變備自投，主變備自投無(wú)法充電。但恢復(fù)了10 kV分段備自投(退出備自投閉鎖方式3，4壓板1LP13)后，主變備自投卻充電正常。初步懷疑10 kV分段備自投具有閉鎖主變備自投投入的可能。

3.3 綜合判斷

在全面查閱了備自投裝置的安裝接線圖和廠家說(shuō)明書(shū)后，發(fā)現(xiàn)備自投二次回路接線存在問(wèn)題。即，現(xiàn)場(chǎng)備自投裝置中備自投閉鎖方式1壓板1LP11、備自投閉鎖方式2壓板1LP12、備自投閉鎖方式3，4壓板1LP13的3個(gè)壓板開(kāi)入裝置端的1D39，1D40，1D41存在短接跳線，安裝竣工圖上也存在同樣的短接跳線，但廠家說(shuō)明書(shū)上卻無(wú)此接線。因此，當(dāng)備自投任意一閉鎖壓板投入后，就立刻將主變備自投和分段備自投功能都退出。經(jīng)過(guò)繼保人員和保護(hù)廠家的證實(shí)，NSA-3152A備自投裝置具備主變備自投和分段備自投2套功能，而現(xiàn)場(chǎng)的備自投裝置的竣工圖設(shè)計(jì)和施工安裝上卻是僅按照分段備自投功能投入使用的，存在著設(shè)計(jì)安裝與裝置功能使用不符的問(wèn)題。

4 改進(jìn)及防范措施

4.1 二次回路的改進(jìn)

根據(jù)110 kV該變電站的運(yùn)行方式，主變備自投和分段備自投的2套功能必須投入使用，因此拆除備自投裝置端子排后的3個(gè)壓板開(kāi)入裝置端的1D39，1D40，1D41之間的短接線，使備自投閉鎖方式1壓板1LP11、備自投閉鎖方式2壓板1LP12、備自投閉鎖方式3，4壓板1LP13的3個(gè)壓板作為獨(dú)立的閉鎖開(kāi)入裝置，實(shí)現(xiàn)主變備自投和分段備自投均可獨(dú)立運(yùn)行，并由繼保人員對(duì)備自投相應(yīng)閉鎖方式開(kāi)入，試驗(yàn)動(dòng)作出口、邏輯條件，確保主變備自投與分段備自投閉鎖和動(dòng)作條件完好。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)增加調(diào)閱指引

目前110 kV變電站中備自投裝置的生產(chǎn)廠家和種類(lèi)多樣，其具體的功能和原理要結(jié)合各站的運(yùn)行方式確定，因此運(yùn)行人員有必要將站內(nèi)備自投裝置使用說(shuō)明張貼到保護(hù)裝置上，對(duì)不同的運(yùn)行方式和重要的壓板必須進(jìn)行有效的區(qū)分，裝置面板指示燈和液晶面板的指示必須有明確的標(biāo)識(shí)，從而進(jìn)一步降低備自投異常和誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，備自投裝置的面板指示燈、充電顯示和裝置開(kāi)入變位，有必要列入日常的操作票檢查項(xiàng)目，作為備自投運(yùn)行方式變化和功能投入的重要依據(jù)。

4.3 加強(qiáng)圖紙審查和設(shè)備驗(yàn)收

對(duì)于新建或改造的變電站，必須加強(qiáng)對(duì)其備自投二次回路設(shè)計(jì)圖和竣工圖的核查，做好廠家資料與安裝資料的對(duì)接，認(rèn)真結(jié)合本站運(yùn)行方式特點(diǎn)，理清變電站備自投裝置的具體動(dòng)作原理、邏輯條件和閉鎖條件，特別是備自投裝置的電壓、電流及開(kāi)關(guān)量判據(jù)。在備自投裝置投入運(yùn)行時(shí)，有必要對(duì)所有的邏輯條件和閉鎖條件進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，有必要通過(guò)改變運(yùn)行方式或開(kāi)關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)來(lái)確保備自投裝置的正確動(dòng)作，從而進(jìn)一步提高備自投裝置動(dòng)作的可靠性。

4.4 加強(qiáng)備自投功能及原理的培訓(xùn)

根據(jù)不同變電站備自投的運(yùn)行方式，結(jié)合備自投裝置的原理功能，對(duì)運(yùn)行人員做好相關(guān)培訓(xùn)，舉一反三；尤其是在備自投裝置具備多種功能時(shí)，更要加強(qiáng)培訓(xùn)。多功能備自投裝置在適應(yīng)運(yùn)行方式的過(guò)程，在進(jìn)行邏輯判斷的動(dòng)作條件和功能轉(zhuǎn)換的過(guò)程存在極大差異性，因此應(yīng)深入了解其原理和動(dòng)作條件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)備自投裝置運(yùn)行中的異常和故障，降低電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，提升其供電的效率和可靠性是迫切而必要的。為了使得供電能夠連續(xù)、穩(wěn)定、安全地進(jìn)行，在變電站自動(dòng)保護(hù)裝置中，備用電源的設(shè)置變得尤為重要。結(jié)合本次發(fā)生的裝置異常事件，對(duì)備自投功能、動(dòng)作原理和邏輯條件進(jìn)行分析，提出了備自投裝置二次回路、安裝設(shè)計(jì)以及運(yùn)行方面需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，并采取改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)備自投裝置的可靠運(yùn)行。這對(duì)變電站備自投裝置的異常分析、邏輯判斷及技術(shù)改造具有借鑒意義。