內(nèi)橋接線的備自投裝置運(yùn)行隱患分析及改進(jìn)

高秋鋒，黃敏，張豐，郭碧媛

（國網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福建　福州　350009）

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內(nèi)橋接線的備自投裝置運(yùn)行隱患分析及改進(jìn)

高秋鋒，黃敏，張豐，郭碧媛

（國網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福建福州350009）

〔摘 要〕闡述了內(nèi)橋接線的4種備自投方式，分析當(dāng)一臺主變停運(yùn)且主變差動保護(hù)退出時(shí)，備自投裝置存在誤合于故障點(diǎn)導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大的隱患，提出了引入主變高壓側(cè)刀閘常開輔助接點(diǎn)作為備自投裝置放電條件的改進(jìn)措施，并取得了很好的成效。

〔關(guān)鍵詞〕內(nèi)橋接線；備自投裝置；輔助接點(diǎn)；放電條件

0　引言

備用電源自動投入裝置是當(dāng)工作電源因故障或其他原因被斷開之后，能自動迅速斷開主電源投入備用電源，以保證可靠供電的一種自動裝置，簡稱備自投裝置。備自投裝置可用于單母線分段、內(nèi)橋、擴(kuò)大內(nèi)橋等接線方式。目前，多數(shù)廠家的備自投裝置均具備自適應(yīng)功能，即備自投裝置依據(jù)一次運(yùn)行方式自動投入對應(yīng)的備自投方式。但是這種自適應(yīng)功能仍無法滿足一些特殊的運(yùn)行方式。用于內(nèi)橋接線的備自投裝置，當(dāng)1臺主變停運(yùn)且主變差動保護(hù)退出時(shí)，備自投裝置存在誤合于故障點(diǎn)導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大的隱患，威脅電網(wǎng)和設(shè)備安全。下面對此作了分析并提出針對此隱患的改進(jìn)措施。

1　隱患分析

1.1備自投方式

內(nèi)橋接線如圖1所示。一般內(nèi)橋接線有4種備自投方式。

（1）進(jìn)線L1斷路器DL1在合位，橋斷路器DL3在合位，進(jìn)線L2斷路器DL2在分位，即進(jìn)線L2斷路器為備投斷路器，當(dāng)110kVⅠ/Ⅱ段母線失壓時(shí)，跳開DL1，合上DL2；

（2）進(jìn)線L2斷路器DL2在合位，橋斷路器DL3在合位，進(jìn)線L1斷路器DL1在分位，即進(jìn)線L1斷路器為備投斷路器，當(dāng)110kVⅠ/Ⅱ段母線失壓時(shí)，跳開DL2，合上DL1；

（3）進(jìn)線L1斷路器DL1在合位，進(jìn)線L2斷路器DL2在合位，橋斷路器DL3在分位，即橋斷路器DL3為備投斷路器，當(dāng)110kVⅠ段母線失壓時(shí)，跳開DL1，合上DL3；

（4）進(jìn)線L1斷路器DL1在合位，進(jìn)線L2斷路器DL2在合位，橋斷路器DL3在分位，即橋斷路器DL3為備投斷路器，當(dāng)110kVⅡ段母線失壓時(shí)，跳開DL2，合上DL3。

圖1　內(nèi)橋接線方式

1.2隱患分析

內(nèi)橋接線中，主變的差動保護(hù)范圍包含其所接的110kV母線相關(guān)設(shè)備及進(jìn)線開關(guān)和橋開關(guān)間隔，故一般未配置專門的母線保護(hù)。如圖1所示，當(dāng)2臺主變均正常運(yùn)行時(shí)，某段母線故障，例如：采用方式3運(yùn)行時(shí)，110kVⅠ段母線故障，其所接的1號主變差動保護(hù)動作，同時(shí)閉鎖橋備自投裝置，防止備自投裝置誤合于故障點(diǎn)。但是，當(dāng)1號主變轉(zhuǎn)檢修且差動保護(hù)因工作退出時(shí)，2號主變正常運(yùn)行；同時(shí)為確保供電可靠性，110kV系統(tǒng)仍保持雙電源運(yùn)行，即DL1，DL2開關(guān)運(yùn)行，DL3開關(guān)熱備用，1號主變高壓側(cè)刀閘1G斷開，備自投裝置保持正常運(yùn)行。此時(shí)，若110kVⅠ段母線發(fā)生故障，主變差動保護(hù)不會動作，進(jìn)線L1對側(cè)的線路保護(hù)動作隔離故障，110kVⅠ段母線失壓。由于主變差動保護(hù)退出不閉鎖備自投裝置，110kV備自投裝置動作跳開DL1，然后合上DL3，合于故障點(diǎn)。故障點(diǎn)不在2號主變差動保護(hù)范圍內(nèi)，2號主變差動保護(hù)不會動作，DL2線路對側(cè)保護(hù)動作切除故障點(diǎn)，造成全站失壓，故障范圍擴(kuò)大。在其他方式下運(yùn)行時(shí)同樣存在上述隱患。

2　改進(jìn)措施

2.1橋備自投方式下的改進(jìn)措施

對橋備自投方式，即方式3和方式4，備自投裝置放電（即裝置退出）條件為：

（1）DL3合位；

（2）備自投裝置保護(hù)動作；

（3）有其他閉鎖信號。

橋備自投動作邏輯如圖2所示。

圖2　橋備自投動作邏輯

為消除上述隱患，在動作邏輯中引入主變高壓側(cè)刀閘常開接點(diǎn)作為判別主變是否退出運(yùn)行的判據(jù)。當(dāng)判斷主變退出運(yùn)行，發(fā)生這一臂母線失壓時(shí)，則閉鎖橋備自投裝置，修改后的橋備自投動作邏輯如圖3所示。

圖3　改進(jìn)后橋備自投動作邏輯

2.2進(jìn)線備自投方式下的改進(jìn)措施

2.2.1改進(jìn)動作邏輯

（1）在方式1下，當(dāng)1號主變退出運(yùn)行，高壓側(cè)刀閘斷開，主變保護(hù)退出時(shí)，高壓側(cè)DL1，DL3開關(guān)運(yùn)行，DL2開關(guān)處于熱備用狀態(tài)。為了消除隱患，同樣引入主變高壓側(cè)刀閘常開接點(diǎn)作為判別主變是否退出運(yùn)行的判據(jù)，當(dāng)判斷主變退出運(yùn)行，發(fā)生這一臂母線失壓時(shí)，除跳開DL1開關(guān)外，還要跳開DL3開關(guān)，然后才能合上DL2開關(guān)。

（2）在方式2下，當(dāng)2號主變退出運(yùn)行，高壓側(cè)刀閘斷開，主變保護(hù)退出時(shí)，高壓側(cè)DL2，DL3開關(guān)運(yùn)行，DL1開關(guān)處于熱備用狀態(tài)。為了消除隱患，同樣引入主變高壓側(cè)刀閘常開接點(diǎn)作為判別主變是否退出運(yùn)行的判據(jù)，當(dāng)判斷主變退出運(yùn)行，發(fā)生這一臂母線失壓時(shí)，除跳開DL2開關(guān)外，還要跳開DL3開關(guān)，然后才能合上DL1開關(guān)。

2.2.2采用合理的運(yùn)行方式

為此，針對上述問題對進(jìn)線備自投裝置動作邏輯進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的進(jìn)線備自投裝置動作邏輯如圖4所示。

圖4　改進(jìn)后進(jìn)線備自投裝置動作邏輯

（1）在方式1下，當(dāng)2號主變退出運(yùn)行，高壓側(cè)刀閘斷開，主變保護(hù)退出時(shí)，高壓側(cè)DL1，DL3開關(guān)運(yùn)行，DL2開關(guān)處于熱備用狀態(tài)。此時(shí)，若110kVⅡ段母線故障，L1線路對側(cè)保護(hù)動作隔離故障點(diǎn)，110kV備自投裝置動作跳開DL1開關(guān)，合上DL2開關(guān)，合于故障點(diǎn)，L2線路對側(cè)保護(hù)動作切除故障，最終造成全站失壓。但是在這種運(yùn)行方式下，引入2號主變高壓側(cè)刀閘常開輔助接點(diǎn)閉鎖進(jìn)線備自投裝置并不合適，因?yàn)楫?dāng)L1線路故障造成110kVⅠ段母線失壓時(shí)，備自投裝置應(yīng)要求正確動作，若引入2號主變高壓側(cè)刀閘常開輔助接點(diǎn)，會導(dǎo)致備自投裝置拒動而擴(kuò)大事故范圍。

（2）在方式2下，1號主變和保護(hù)退出運(yùn)行情況與上述相同。

因此，可考慮在主變和保護(hù)退出運(yùn)行時(shí)，避免安排這樣的運(yùn)行方式，采取其他方式供電，如1號主變和保護(hù)退出運(yùn)行時(shí)采用方式2的運(yùn)行方式，2號主變和保護(hù)退出運(yùn)行時(shí)采用方式1的運(yùn)行方式。

3　注意事項(xiàng)

在備自投裝置改進(jìn)前，現(xiàn)場應(yīng)該采取相應(yīng)的措施消除上述隱患，避免擴(kuò)大事故范圍。

（1）當(dāng)1號主變轉(zhuǎn)冷備用或檢修時(shí)，應(yīng)保留其功能壓板以及相應(yīng)保護(hù)閉鎖備自投裝置的壓板，防止母線故障擴(kuò)大事故范圍。

（2）當(dāng)1號主變轉(zhuǎn)冷備用或檢修后，因二次部分有工作，需要將主變保護(hù)全部退出時(shí)，應(yīng)采取措施避免母線故障擴(kuò)大事故范圍。運(yùn)行于橋備自投方式下，當(dāng)I段母線無保護(hù)時(shí)，可采取如下措施。

① 解除備自投裝置跳DL1開關(guān)的出口壓板。

② 斷開DL1開關(guān)的操作電源。這樣，當(dāng)I段母線故障時(shí)，進(jìn)線L1對側(cè)保護(hù)動作跳閘后，本站備自投裝置按照方式3動作邏輯執(zhí)行：先跳DL1，再合DL3。由于DL1無法跳開，備自投裝置中斷后續(xù)行為，不合DL3開關(guān)，實(shí)現(xiàn)閉鎖備自投方式3，避免事故擴(kuò)大。這些措施不會導(dǎo)致方式4的備自投功能被閉鎖。

4　總結(jié)

考慮到內(nèi)橋接線的備自投裝置在1臺主變停運(yùn)且主變差動保護(hù)退出時(shí)，備自投裝置存在誤合于故障點(diǎn)導(dǎo)致事故擴(kuò)大，威脅電網(wǎng)和設(shè)備安全的隱患，提出將1，2號主變高壓側(cè)的刀閘1G，2G的輔助接點(diǎn)作為開入量引入備自投裝置，進(jìn)行邏輯判斷。針對不同的運(yùn)行方式采取選擇性閉鎖橋備自投裝置和改變線路互投動作邏輯的方法實(shí)現(xiàn)備自投裝置的智能判別；同時(shí)提出在備自投裝置改進(jìn)前，現(xiàn)場應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

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收稿日期：2015-12-17。

作者簡介：

高秋鋒（1982-），女，工程師，主要從事變電運(yùn)行管理工作，email：biyuan_guo@126.com。

黃敏（1981-），男，工程師，主要從事變電運(yùn)行管理工作。

張豐（1971-），男，高級工程師，主要從事變電運(yùn)行管理等工作。

郭碧媛（1979-），女，高級工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度工作。