備自投裝置外部閉鎖回路分析及其改進(jìn)技術(shù)的探討

1 引言

由于電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，為保證電力系統(tǒng)供電可靠性，系統(tǒng)中一般多采用環(huán)形電網(wǎng)供電。而對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)，通常采用備用電源自動(dòng)投入(以下簡(jiǎn)稱備自投)裝置來(lái)提高系統(tǒng)的供電可靠性[1]。因此，在電網(wǎng)發(fā)展越來(lái)越快的情況下，備自投裝置所起的作用越來(lái)越重要，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別在地區(qū)電網(wǎng)和配電網(wǎng)中尤為突出，比如在陽(yáng)江電網(wǎng)里，全網(wǎng)18座110kV變電站中有16座變電站裝設(shè)備自投裝置。由于備自投裝置的大量使用，使供電可靠性得到很好的保證。然而，備自投裝置能正確動(dòng)作的關(guān)鍵除了選用合理的備自投方式、高質(zhì)量的裝置等因素外，外部閉鎖回路也起著舉足輕重的作用。

2 備自投使用方式

目前，備自投裝置普遍使用的方式主要有三大類，分別是母聯(lián)備自投、變壓器備自投、線路開(kāi)關(guān)備自投。而外部閉鎖回路一般包括母線保護(hù)動(dòng)作閉鎖、主變保護(hù)動(dòng)作閉鎖和開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作閉鎖[2]，本文僅以線路開(kāi)關(guān)備自投為例來(lái)探討一下外部閉鎖回路的情況。

3 外部閉鎖回路分析及存在問(wèn)題

陽(yáng)江電網(wǎng)中110kV白沙變電站裝設(shè)一套線路開(kāi)關(guān)備自投裝置，其一次接線圖如圖一。

正常運(yùn)行方式下，該裝置使用的邏輯是110kV漠白線1QF開(kāi)關(guān)和110kV陽(yáng)白線2QF開(kāi)關(guān)互為備自投，即1QF運(yùn)行，2QF熱備用，當(dāng)110kV漠白線故障且1QF開(kāi)關(guān)重合閘不成功時(shí)，2QF開(kāi)關(guān)馬上自動(dòng)投入;同樣，當(dāng)2QF運(yùn)行，1QF熱備用，110kV陽(yáng)白線故障且2QF開(kāi)關(guān)重合閘不成功時(shí)，1QF開(kāi)關(guān)馬上自動(dòng)投入，這兩種方式下都能夠保證110kV母線連續(xù)供電。

然而，由于該站為無(wú)人值守站，若需要全站停電，當(dāng)遠(yuǎn)方遙控?cái)嚅_(kāi)110kV漠白線1QF開(kāi)關(guān)時(shí)，剛好符合備自投邏輯，備自投裝置動(dòng)作，隨即使2QF開(kāi)關(guān)馬上自動(dòng)投入，110kV母線依然帶電運(yùn)行。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?通過(guò)對(duì)備自投外部閉鎖回路進(jìn)行分析和檢查后，發(fā)現(xiàn)手動(dòng)或遙控?cái)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，均沒(méi)有給備自投發(fā)送閉鎖信號(hào)的回路，備自投裝置無(wú)法識(shí)別是人工斷開(kāi)開(kāi)關(guān)還是線路故障跳開(kāi)開(kāi)關(guān)，容易造成備自投誤動(dòng)作，如圖二。

4 改造實(shí)施方案分析

原因找到了，接下來(lái)需要采取改造的措施。因?yàn)閭渥酝堆b置有一對(duì)開(kāi)入閉鎖接點(diǎn)，所以我們只需在開(kāi)關(guān)控制回路里增加一對(duì)手分或遙分開(kāi)關(guān)的動(dòng)作接點(diǎn)連接到備自投裝置的閉鎖接點(diǎn)就可以了。

分析開(kāi)關(guān)控制回路圖，擬出兩個(gè)方案。

方案一：利用開(kāi)關(guān)操作箱內(nèi)的手跳繼電器接點(diǎn)。

方案二：在手分和遙分開(kāi)關(guān)出口處增加一個(gè)中間繼電器，利用中間繼電器的接點(diǎn)去閉鎖備自投裝置。

方案一的做法簡(jiǎn)單明了，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，只需增加一根電纜即可實(shí)現(xiàn);而方案二卻需要改變?cè)刂苹芈?，并且增加繼電器，接線相對(duì)復(fù)雜。相比之下，考慮使用方案一。但是，部分開(kāi)關(guān)保護(hù)操作箱里是沒(méi)有備用的手跳繼電器接點(diǎn)引出的，而且也難于在操作箱里改進(jìn)，本例就屬此類型，因此不得不放棄方案一。

回過(guò)頭來(lái)再看方案二，也就是在圖二中增加一個(gè)中間繼電器，如圖三。

雖然在這種方案下可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或遙控?cái)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，給備自投發(fā)送了閉鎖信號(hào)，能可靠地閉鎖備自投裝置，但是，要注意到，備自投動(dòng)作時(shí)跳110kV漠白線1QF開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)也恰好接在手跳出口的位置，也就是說(shuō)，當(dāng)1QF運(yùn)行，2QF熱備用，而110kV漠白線故障或1QF開(kāi)關(guān)重合閘不成功時(shí)，備自投裝置會(huì)再發(fā)一次跳開(kāi)1QF開(kāi)關(guān)的命令，此命令同時(shí)也閉鎖了備自投裝置的進(jìn)一步動(dòng)作，2QF開(kāi)關(guān)不能自動(dòng)投入，備自投邏輯沒(méi)能執(zhí)行完整，備自投不成功，相當(dāng)于直接將備自投裝置退出運(yùn)行。嚴(yán)重影響了備自投裝置的正常使用，不能直接采用該方案。

此時(shí)，可以考慮利用開(kāi)關(guān)控制把手KK的備用接點(diǎn)，并使用中間繼電器的另一對(duì)接點(diǎn)來(lái)解決這個(gè)矛盾。改進(jìn)后的方案二見(jiàn)圖四。

由圖四可以看出，不論是手動(dòng)操作KK把手還是遠(yuǎn)方遙分操作，均可使中間繼電器Z帶電，從而使得中間繼電器的兩對(duì)接點(diǎn)閉合，一對(duì)仍然作用于出口，保證原回路功能的完整實(shí)現(xiàn);另一對(duì)接點(diǎn)則接至備自投裝置以閉鎖備自投動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了閉鎖要求。因此，改進(jìn)后的方案二才是解決該問(wèn)題的最佳選擇。

經(jīng)核查后發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)江電網(wǎng)內(nèi)共有5套備自投裝置存在類似的缺陷，均可采用改進(jìn)后的方案二進(jìn)行技術(shù)改造。通過(guò)改造，及時(shí)地避免了備自投誤動(dòng)作的事故發(fā)生。

當(dāng)然，如果現(xiàn)場(chǎng)暫時(shí)不具備改造的條件，也可采取臨時(shí)措施，如通過(guò)修改運(yùn)行規(guī)程規(guī)范操作步驟，即當(dāng)需要全站停電時(shí)，先將備自投裝置退出運(yùn)行，再進(jìn)行開(kāi)關(guān)的操作。

5 幾點(diǎn)建議

1) 如果在設(shè)計(jì)外部閉鎖回路(包括低頻低壓減載或穩(wěn)控裝置等)時(shí)，能夠考慮到手分或遙分開(kāi)關(guān)要閉鎖備自投的話，只需保留一對(duì)手跳繼電器備用接點(diǎn)就可使用方案一輕松實(shí)現(xiàn)。

2) 在進(jìn)行備自投邏輯試驗(yàn)時(shí)，必須嚴(yán)格按照備自投邏輯進(jìn)行逐一檢驗(yàn)，尤其應(yīng)注意對(duì)備自投閉鎖邏輯的試驗(yàn)，同時(shí)要把備自投裝置完全獨(dú)立出來(lái)，避免備自投回路與其他回路混雜而影響結(jié)果。

3) 模擬試驗(yàn)只能用來(lái)檢驗(yàn)備自投裝置的一般邏輯功能，因此，投產(chǎn)驗(yàn)收時(shí)，必須進(jìn)行備自投裝置的實(shí)際帶開(kāi)關(guān)跳、合閘試驗(yàn)，以檢驗(yàn)整個(gè)回路的正確性。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，使用備自投裝置已經(jīng)成為保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段之一，運(yùn)行實(shí)踐證明，備自投裝置的廣泛使用，有效地保證了系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，有效地提高系統(tǒng)供電可靠性，因此開(kāi)展備自投的分析研究，對(duì)于系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，如何進(jìn)一步完善備自投裝置的功能實(shí)現(xiàn)、如何更好地做好運(yùn)行維護(hù)工作，更是我們電力工作者責(zé)無(wú)旁貸的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王維儉 電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].中國(guó)電力出版社.1996

[2]岑堯彬 變電站備用電源自動(dòng)投切裝置的原理及應(yīng)用[J].科技信息(科學(xué)教研) .2007. (8)

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