500kV卓然变电所备自投装置的验收及其应用

1、500kV卓然变电所备自投装置的验收及其应用摘   要：本文通过对500kV卓然变电所备自投装置投产验收流程的介绍，探讨了备自投装置在现场实际应用中存在的一些问题，期望能够在变电所现场验收及应用备自投装置时，起到积极作用。 关键字：备自投 投产验收 380V低压系统 所用电1 引言电力系统对变电所所用电的供电可靠性要求很高，因为变电所所用电一旦供电中断，可能造成变电所无法正常运行，后果十分严重。因此变电所设置有备用所用电源和备自投保护装置。当工作电源因故障被断开以后，备自投保护装置能自动而迅速的将备用电源投入工作，保证变电所所用电源的连续供电。但是由于目

2、前各变电所备自投保护装置的厂家型号不尽相同，各所所用电系统运行方式不尽相同，及保护验收情况不尽理想，导致虽然均配置了备自投保护，却没有有效利用，有些变电所甚至将备自投保护装置停用搁置。下面我将就500kV卓然变电所所用备自投保护装置的投产验收作一简单介绍，并从中探讨备自投装置的工作原理及在不同所用电系统运行方式下的适应性问题。2 500kV卓然变电所所用电系统接线方式500kV卓然变电所所用电系统远期将装设三台变压器，其中#1、#2所用变分别由不同的500kV联变低压侧母线供电，作为所内正常所用电源；#0所用变由1条所外10kV配电线路供电，作为本所备用所用电源。正常运行方式为：380/220

3、V低压母线采用单母线分段接线方式，另设备用段；#1、#2所用变接380V、段母线分列运行，#0所用变接380V备用段母线充电运行，母联410、420开关热备用。接线方式如下图：图1 500kV卓然变380V所用电系统主接线图（远景）目前，所用电系统只装设两台变压器， #2所用变由500kV#3联变低压侧母线供电，作为本所的正常所用电源；#0所用变由所外10kV配电线路供电，作为本所第一备用所用电源；由所外另接一路380V电源（原施工用电源），作为本所第二备用所用电源。正常运行方式下的接线图如下：图2 500kV卓然变380V所用电系统主接线图（当前）由于2所用变和0所用变及另380V外来电源的

4、高压侧不属于同一个系统，因此规定低压侧不允许并列运行。若出现并列运行的情况，可能由于两路低压电源来自不同系统，电压相角差较大，照成并列点压差过大而损坏有关设备。3 备自投装置基本原理本所共配置两套北京四方继保自动化股份有限公司的CSC-246数字式备用电源自动投入装置（简称备自投），CPU版本号为2.02。3.1 装置提供 11路模拟量输入，8路开关量输入，6个电压定值，6个电流定值，8个时间定值，8付独立的输出触点。定值及所有输入量都可以成为控制备投动作的可编程元件。每个动作逻辑的控制条件可分为两类：一类为启动条件，另一类为闭锁条件。当启动条件都满足，闭锁条件都不满足时，备投动作出口。为防止

5、备投重复动作，在每个动作逻辑中设置一个“充电”计数器，充满电后开放出口逻辑。“充电”的条件为： a) 不是所有启动条件都满足； b) 无任何闭锁条件。 “充满电”的条件为： 以上两条件同时满足超过 10秒，即“充电”10秒后，动作充满电。 “放电”条件： a) 任一个闭锁条件满足； b) 备投动作出口后。“动作”条件： a) 充电满；b) 启动条件全部满足；c) 闭锁条件全不满足；d) 延时 T内 a、b、c条件均满足。图3 备自投装置单步动作逻辑图同时，该装置还固化了8组预置定值，分别对应于母联或桥开关备投、进线备投、自动识别母联自投和线路开关互投的备投方式、均衡负荷母联备投以及变压器备投等

6、多种备投方案。本所由于正常运行方式下，380V两段母线采用单母线分裂运行方式，故定值整定为第一组固化预置定值，即母联开关备投。控制字1定值整定为1A01，如图： 图4 备投装置控制字1定义及定值整定由图可知，本所备投除采用母联开关备投方式外，还设定为进线互投仅单方向，即以备自投2为例，远期运行方式下，402开关合闸，#2所用变主供运行，403开关分闸，#0所用变备用，失电时备投正常动作；反方向403开关分闸、402开关合闸、#0所用变运行时，失电时备投不动作。同时，本所备投还设定了检对侧有压功能，即在备投逻辑的启动条件中增加备用正常母线有压的判据。3.2 母联开关备投动作逻辑（以备自投2为例）

7、为防止 PT断线时备自投误动，取线路电流作为母线失压的闭锁判据。a) 动作逻辑 1：以380V段母线失压、402开关无流、备用段母线有压作为启动条件，402开关分闸位置、420开关合闸位置作为闭锁条件，以 T1延时跳开 402开关。b) 动作逻辑 2：以 402开关分闸位置、380V段母线失压、备用段母线有压作为启动条件，420开关合闸位置作为闭锁条件，以 T3延时合上 420开关。c) 动作逻辑 3：以备用段母线失压、403开关无流、380V段母线有压作为启动条件，403开关分闸位置、420开关合闸位置作为闭锁条件，以 T2延时跳开 403开关。d) 动作逻辑 4：以403开关分闸位置、备用

8、段母线失压、380V段母线有压作为启动条件，420合闸位置作为闭锁条件，以 T3延时合上 420开关。 4 验收过程4.1 验收的目的4.1.1 检查接线是否正确，定值整定是否正确，压板、切换开关投退是否正确，装置有无异常信号等。4.1.2 检查备自投装置动作的可靠性：a) 假设正常情况下，备自投装置能正确动作。b) 假设反逻辑情况下，备自投装置能正确不动作。c) 假设特殊情况下，备自投装置的动作情况是否可靠。4.1.3 检查不同运行方式下，备自投的动作情况。4.2 验收的步骤a、远期全接线方式1、全部压板正常投入位置，试验启动条件试验一：将311开关遥控断开, 此时由于脱扣回路作用，402开

9、关跟跳，380V段母线失压，402开关无流，备用段母线有压，420开关在分位，满足备投动作逻辑2的条件，备自投装置动作，以 0.5s延时合上420开关，恢复380V段母线供电。动作前后运行方式如下图：试验二：将#3联变低压侧开关断开, 此时由于上级35kV母线失压，#2所用变失电，引起380V段母线失压，402开关在合位，但进线无流，420开关在分位，备用段母线有压，满足备投动作逻辑1的条件，备自投装置以 0.5s延时断开402开关，再经0.5s延时合上420开关，恢复380V段母线供电。动作前后运行方式如下图：2、全部压板正常投入位置，试验闭锁条件试验三：将10kV小卓线断电，或将671开关

10、遥控分闸，使403开关自动脱扣分闸，或将403开关遥控分闸，此时备用段母线失压，但由于备自投装置定值设定为“进线互投仅单方向”，所以备自投装置可靠不动作。试验四：将402开关手动遥控分闸后，380V段母线失压，402开关进线无流，备用段母线有压，420开关在分位，此条件满足备投动作逻辑2，但由于装置引入“遥跳402开关闭锁备自投”功能，此时备自投装置可靠不动作。试验五：将402开关现场开关柜上的远方就地切换把手切换在“就地”位置，或将备自投装置压板“备自投总闭锁”投入，重做试验一、试验二，此时备自投装置可靠不动作。3、全部压板正常投入位置，所用变保护动作试验试验六：短接开关跳闸回路中#2所用变

11、保护动作跳开关回路，模拟#2所用变故障或380V段母线接地短路情况下所用变过流保护动作，跳开#2所用变高低侧311和402开关，此时备自投保护没有闭锁，满足备投动作逻辑2的条件，备自投装置动作，以 0.5s延时合上420开关，恢复380V段母线供电。动作前后运行方式如下图：b、目前接线方式，全部压板正常投入位置试验七：将311开关遥控断开, 此时由于脱扣回路作用，402开关跟跳，380V、段母线失压，402开关无流，备用段母线失压，410、420开关在合位，不满足备投动作逻辑条件，备自投装置不动作。4.3 验收的结果通过各种方式对备自投装置进行试验，检测备自投装置在正常情况下能够正确动作，恢复

12、所用电源连续供电，且在一些特殊情况下，能够满足可靠闭锁的要求。5 探讨5.1 在所用变保护动作跳闸时，备自投保护该不该动作？如果是402（401）开关往所用变侧以上的位置发生接地短路故障，导致的所用变过流保护动作，则此时备自投保护动作，可有效保证所用电源的连续供电；但若是380V母线或下级馈线发生接地短路而相应上级开关（空开）未及时跳开隔离故障，导致的所用变过流保护动作，则此时备自投保护再动作，将使事故扩大，引起另一台备用所用变保护动作，导致所用负荷受到再一次的冲击，损坏所用负载设备。建议将所用变保护动作列为备自投闭锁条件之一，以避免此种情况的发生。将所用变保护动作触点引入备自投闭锁逻辑回路中

13、，则所用变过流保护动作时，备自投保护自动闭锁。5.2 目前运行方式下，如何有效利用备自投装置？由于现场为控制生产成本，在当前运行方式下，采用两路外来电明备用，只由本所一路所用变为所用380V、段母线供电。这种情况下，若工作所用变跳闸，则380V、段母线同时失压，此时备自投保护却无法动作使所用负荷恢复供电。从备自投保护的动作逻辑中我们可以发现，此时备自投保护不动作的原因在于它是通过判别所用变低压侧母线的电压来动作的，只有在工作母线上级开关断开且判别无压，备用母线有压的情况下，备自投保护才会动作；而当前运行方式下，工作所用变一失压，两段低压母线同时失压，显然备自投保护判断动作条件不满足，所以不动作

14、。建议在备自投保护逻辑中加入所用变高压侧母线电压判据，以实现当前运行方式下，备自投装置的有效利用。在目前运行下，不需改变软件动作逻辑程序，临时将引入保护装置的两段低压母线电压量替换为所用变高压侧母线电压量，同时判别失压定值进行相应修改，再将装置动作合联络开关回路改接至合备用所用变低压侧开关。则当出现以下情况时，保护的动作情况为：工作所用变高压侧母线失压，工作所用变高低侧开关在合位，备用所用变高压侧母线有压，备用所用变高压侧开关在合位，低压侧开关在分位，满足动作逻辑：以母失压、线路无流、母有压作为启动条件，1DL分闸位置、2DL合闸位置作为闭锁条件，以 T1延时跳开 1DL开关；以 1DL开关分闸位置、母失压、母有压作为启动条件，2DL合闸位置作为闭锁条件，以 T3延时合上 2DL开关。动作前后如图：或者在备自投保护工作方式中增设一种适应本所所用电系统运行接线的方式，即更改保护动作逻辑，在本所目前的运行接线下，判断工作的和备用的所用变低压侧母线同时失压，即动作断开工作所用变低压侧开关，合上备用所用变低压侧开关，实现所用电源连续供电。不过，这种情况下，没有考虑备用所用变是否有压，可能造成备自投动作后低压母线仍然失电的情况。5.3