摘要：为确保进线备自投装置能正确动作, 其二次电压、电流回路、开入开出回路、跳合闸回路必须设计及接法正确, 并且备自投的动作逻辑必须满足系统的运行方式。只有这样才能提高110kV备自投装置在电网中的正确动作率, 进而提高电力系统的供电可靠性。本文结合实际情况, 对110kV进线备自投装置在应用中涉及到的电压电流回路、开入开出量回路、跳合闸回路的设计与实现, 以及110kV进线备自投动作逻辑进行了研究分析, 指出110kV进线备自投装置在实际应用中存在的问题, 并针对实际问题, 提出了具体的、可行的解决方案及措施, 进一步提高了110kV备自投装置的正确动作率, 从而提高电力系统的供电可靠性。
关键词：110kV进线备自投；电压电流回路；跳合闸回路；开入开出回路；动作逻辑；安稳装置；合于故障加速
1 备投动作逻辑
从备投装置的具体分析来看 (见图1) , 其动作逻辑的控制条件一般分为两类:允许条件和闭锁条件。当设备运行满足允许条件的时候, 备投动作出口。为了在实践中对备投重复的情况做避免, 可以借鉴保护装置重合闸逻辑的做法在备投动作中进行充电计数器的逻辑设置, 其充电的条件为: (1) 满足所有的允许条件; (2) 时间要小于等于10s。满足这两个基本条件, 系统会呈现“充电满状态”, 该系统的放电条件为:满足一个闭锁条件即可, 备投动作出口。
图1 备投动作逻辑图
2 电压、电流回路
为了能正确反映一次设备的运行状况, 应根据一次设备的接线方式引入母线电压。在实际运行中, 参与备投的两条线路都接在同一段母线上, 所以引入该母线电压即可。但也存在单母带分段开关的接线方式, 在这种情况下就需要分别引入两段母线的电压。另外, 为了判断线路的运行状态, 判断热备用状态下的线路是否具备可备投的条件, 还需要引入线路电压。与此同时, 为了防止因为PT断线引起的备自投误动, 需要引入线路电流作为闭锁条件, 就是说, 当装置光是检测到母线无压, 线路有压的情况下是不允许动作的, 还需要判断线路没有电流后才能动作出口。
3 跳、合闸回路
3.1 跳闸回路
依据实际资料的总结可知, 一般要实现进线备自投回路, 可以利用三种方式, 分别是保护跳闸、手跳和永跳。 (1) 保护跳闸方式。要利用此种方式必须要将闭锁重合闸的问题考虑进行, 因为利用这种方式进行工作跳开启后保护装置会将认为系统发生了开关的偷跳, 所以重合闸会被启动。重合闸启动后原来已经被分开的开关又重新闭合, 会造成故障工作线路的无法隔离。由于备自投装置不能采集到运行开关跳位的开入, 因为其会终止下一个逻辑, 从而导致备自投装置无法正常工作。基于此, 在实际中需要对利用一副跳闸输出点实现对闭锁电路重合闸的保护。基于上述方法的分析, 在具体方法利用的时候需要要求工程技术人员在审图时对厂家多配一付跳闸出口接点做备注, 从而发挥此种利用方法的整体价值。 (2) 手跳方式。由于手动跳闸、遥控跳闸的操作回路对闭锁重合闸进行了充分的考虑, 所以此问题不需要再做考虑, 这种方式在利用的时候, 不能使用操作箱内的手跳接点来实现“手分闭锁备自投”的功能。针对这个问题, 有两个解决方案:第一, 对合后继电器接点接入备自投装置做取消, 如此能够实现备自投装置的正确动作;第二, 在实际应用中, 备自投的现场运行规程里要求在人工断开工作线路开关前将备自投退出, 这样做的目的主要是为了防止人为手分工作线路开关时备自投误投备用线路。 (3) 永跳方式。采用永跳方式就不存在使用保护跳和手跳方式的重合闸以及手跳闭锁备自投装置的问题。
3.2 合闸回路
从目前的实践分析来看, 进线备自投的合闸回路可以通过两种方式实现, 分别是手合方式和非手合方式, 所以要做具体的备自投合闸回路设计可以依据实际情况做方式选择。具体的设计如下: (1) 如果要利用保护装置的合后继电器对“手分闭锁备自投”的功能做实现, 此时的备自投合闸必须要采用手合回路。之所以要采用手合回路主要是因为保护装置的合后继电器只有在手合回路中才能做接入, 其具体的启动也是通过手合实现的。 (2) 早期的微机保护装置在设计的时候没有考虑合后继电器的利用, 因此备自投装置在微机保护的应用中无法实现“手分闭锁各自投”的功能, 面对这样的问题, 在设计的时候需要将备自投的合闸回路做两方面考虑, 即其接入手合与非手合均可。不过需要注意一点, 即需要利用电源实现备自投装置的合后继电器输入接点短接, 不然无法达到具体的应用要求。
3.3 开入开出回路
从实际应用的具体分析来看, 当弹簧未储能的时候, TWJ受接点的影响会导致备自投装置对工作电源调位信号监测的失联, 在没有信号监测的情况下, 备自投的过程会出现中断。为了避免发生此类的情况, 从而有效地发挥备自投装置的功能, 可以将110kV线路中备自投所取断路器的位置进行改变, 具体的改变方式为由TWJ接点改为由断路器辅助接点反映。在做这样的改变后, 断路器的分和位置可以在第一时间正确反映, 自投正确动作的有效性得到保持。
4 动作逻辑的进一步完善
根据实践总结来看, 虽然备自投装置的原理比较地简单, 但是在实际应用的过程中其受到较多因素的影响, 所以其成功率和可靠性均会受到影响。基于此, 完善备自投的动作逻辑有助于提高成功率和可靠性, 以下是对一些情况的讨论。
(1) 当在同一母线上取主供电源和备用电源的时候, 主供电线路发生故障会导致备供电线路的电压下降, 当其比备用线路无压闭锁整定值低的时候, 备自投会发生瞬时放电, 由此引发备自投的拒动问题。此种问题的解决方法有两种:第一, 基于系统情况对备用线路无压
闭锁定值进行整定;第二, 做逻辑的修改, 从而提升备自投的可靠性。
(2) 总结实践发现对安全稳定系统可切换线路对侧的110kV备自投装置, 进行升级后其能够对工作电源失电的具体原因做智能化分析, 从而实现针对具体情况的远切失电。在具体的设计中, 备自投装置需要增加因不平衡电压启动或者是重合闸过程的启动进线自投和备用电源低频抵押闭锁自投的动作逻辑, 备自投装置应满足以下逻辑中的一个才能启动: (1) 装置检测到主供单元的开关位置与KKJ合后位置信号不对应; (2) 任一非检修母线电压满足重合闸波形。波形判别条件如下:母线电压应满足“有压→无压→有压”的过程, 即母线三相电压均低于无压值超过20ms后, 在装置启动延时Tq内, 满足任一母线的任一相电压高于0.5Un超过40ms; (3) 至少40ms内满足任一非检修母线的负序电压大于“故障下母线负序电压门槛值U2 (TV断线的母线不得参与判别) ; (4) 至少40ms内满足任一非检修母线的零序电压大于“故障下母线零序电压门槛值3U0 (TV断线的母线不得参与判别) 。
(3) 在当前的使用中, 110kV母线一般不会进行母差保护的配置, 所以为了应对110kV母线故障造成的事故扩大问题, 其侧备自投必须要做“自投于故障后加速切”功能的配置。对该功能做具体的分析, 其要求如下:当发出合备投元件命令后, 若在判备投成功等待延时时间内同时满足以下条件, 则装置应启动自投于故障后加速切功能, 一直满足条件达到自投于故障后加速切延时时间后发出备投元件的跳闸开出信号, 并报备自投失败: (1) “自投于故障后加速切”功能投入; (2) 任一备投元件任一相电流≥加速电流;注:对于母联备自投方式, 取备投侧线路 (主变) 的电流进行判别。 (3) 满足以下任一母线复合电压开放条件:非发生TV断线异常的任一非检修母线任一相电压低于元件判有压定值;非发生TV断线异常的任一非检修母线零序电压大于固化定值3U0;非发生TV断线异常的任一非检修母线负序电压大于固化定值U2。
5 结束语
综上所述, 备自投装置的电压电流回路、开入开出回路以及跳合闸回路的正确设计和接入以及备自投动作逻辑的不断完善, 是提高110kV备自投装置在电网中的动作成功率和可靠性的基石, 希望通过此文能让更多继电保护从业者对备自投装置有更深入的认识, 对今后的备自投装置的设计、安装、调试和运行提供一些参考。
参考文献:
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论文作者:谭怡婷,罗时慧,李慧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：母线论文; 回路论文; 装置论文; 电压论文; 动作论文; 方式论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第33期论文;