备自投闭锁的讨论

1、备自投闭锁的讨论 第 PAGE 4 页 共 NUMPAGES 4 页备自投闭锁的讨论黄华 汤向华（海门供电公司，江苏省 海门市 226100）摘要：本文介绍了备用电源自动投入装置对提高供电可靠性的重要性，通过分析海门电网发生的一起主变保护误动作事故，讨论在保护动作闭锁备自投装置该采取何种方案，并提出改进备自投方法，尽量减少故障对变电所停电的影响，并建议保护动作闭锁备自投合闸采用合理的闭锁方案。关键词：备自投；保护动作；过流；闭锁0 引言电力系统提高供电可靠性的方法大致有以下几种：一是采用环网供电，此种方式使得供电可靠性大大提高，但多级环网造成系统故障时短路电流过大，稳定不利同时也使得设备选型困

2、难，在中低压电网中较少采用；另一种提高供电可靠性的方式是采用双电源供电，此举将带来继电保护配合困难等问题。故此，在中低压电网中较为广泛地选择单路供电，当电源出现故障不能正常供电时自动切换至另一路备用电源供电的方式，这种装置简称备自投装置。备自投装置主要用于110KV及以下的中低压配电系统中，是保证电力系统连续可靠供电的重要设备之一。备自投应满足一般的要求：(1)工作母线电压消失时应动作；(2)备用电源应在工作电源确已断开后投入；(3)备用电源只能自投一次(4)备用电源确有电压时才自投；(5)备用电源投入的时间应尽可能短； (6)电压互感器二次回路断线时，备用电源自投装置不应误动作。 备自投置在

3、海门电网应用十分广泛，它不仅运用在电网系统内的变电所，而且运用在重要用户变电所内，投资少、可靠性程度高：从安全的角度来看，增加了供电的可靠性；从经济的角度来看，减少了对用户的停电，其效益十分明显。 虽然备自投装置可增加供电的可靠性，但如果在设备故障时自投装置动作，将自投在故障设备上反而造成事故扩大，这是我们都不希望看到的。为此，现在电网运行的备自投装置都设有保护动作闭锁回路，当设备发生故障，保护启动跳开断路器的同时闭锁备自投装置，不让备自投装置启动合闸，从而避免了事故的扩大。本文通过一起主变误动作事故探讨如何在备自投装置上设置保护动作闭锁回路的方法。海门电网系统35 kV 、110 kV变电所

4、一次主接线大部分为内桥接线。均采用保护动作闭锁所有备自投合闸的方案（即1号、2号主变差动、高后备动作均闭锁所有备自投的合闸）。在一条线路带2台主变运行、另一条线路作备用电源时，当主供线路这一侧主变发生故障时，由于该主变动作跳开相应开关的同时闭锁了备自投的合闸，而造成该变电所全所停电的事故教训，从而揭示了该方案的不合理性以及存在的缺点和弊端。图1、系统供110 KV 变的一次主接线1. 事故概况及保护动作情况2010年6月7日06时13分，110 KV变内桥接线，如图1为系统供110 KV 变的一次主接线，系统供电方式为线路I供变电所全部负荷，线路II作为变电所的备供电源，变电所的一次方式为：1

5、QF、3QF开关运行（1号、2号主变由线路I供电），2QF开关热备用，110 kV备自投启用，投2QF开关。1#主变保护的后备保护先发了A/D电源降低，接着发间隙保护I时限，间隙保护II时限动作，跳开了主变四侧，备自投没有动作使全所失电。 当继报人员到现场后发现1#主变保护还一直在发间隙保护I,II时限动作，于是把1#主变跳闸出口压板退掉，分开1QF开关及其两侧刀闸，3QF开关及其两侧刀闸，1#主变高压侧刀闸，通过2QF开关送2#主变，恢复变电所供电。当时我们分析是主变后备保护装置有问题，询问了厂家了以后也是得到同样的答复，厂家当天就派人过来处理，对后备保护装置高后备CPU1进行更换，换过以后

6、做试验一切都正常。 2. 事故分析 此次1#主变动作是保护装置故障引起的误动作， 110 kV备自投在这次1#主变动作过程中未动作，原因为采用闭锁备自投方案为采用主变保护动作闭锁所有备自投合闸方案，即1号主变高后备保护动作闭锁备自投合闸，从而使完好的2号主变未能通过备自投装置动作自投到备用电源110kV线路II供电，造成了全所失电。因此用主变保护动作闭锁全部备自投方案不完善且不合理。3.主变保护动作闭锁备自投的各种情况分析图2 进线备自投逻辑框图 3.1 采用进线备自投时，如图1，线路I通过内桥3QF开关送1#、2#主变，当2#主变保护动作时，跳掉内桥3QF开关，线路I开关1QF送1#主变正常

7、运行，I母线没有失压，不满足备自投动作条件，备自投不动作，故2#主变保护在此种运行方式下不需闭锁备自投。当1#主变保护动作时，跳掉1QF和3QF开关，线路II和2#主变完好，母线失压，满足备自投条件，备自投应动作，故1#主变保护在此种运行方式下也不需闭锁备自投。线路II通过内桥3QF送1#、2#主变的情况和上面的分析是一致的。图3 分段备自投逻辑框图3.2 采用分段备自投时，线路I和线路II分别供1#和2#主变，此时任何一台主变故障保护动作，跳掉进线开关，如果备自投动作合上内桥开关，将合于故障，使设备和系统再次遭受冲击，并造成扩大事故、损坏设备等严重的后果。所以当采用分段备自投时，主变保护动作

8、一定要闭锁备自投。目前各个厂家的备自投包括南自642、深南瑞358G、南瑞继保9651C、南瑞科技641R等都有单独的闭锁分段备自投的开入量。4 中德公司NSP40B备自投装置和江苏南通通明公司生产的WJBK-2C-53D备自投装置在进线备自投方式下，有判内桥3QF偷跳的逻辑，可通过控制字投退，当控制字投入时，内桥3QF跳，备自投动作，合上备用进线。在这种方式下，1#、2#主变保护动作需要闭锁备自投，因为通过内桥3QF开关送的主变保护动作时跳掉内桥，备自投分不清到底是偷跳还是主变保护动作跳闸，故必须闭锁防止主变保护动作时备自投动作于故障。个人认为，主变动作要比开关偷跳的情况可能性来的大的多，主

9、变在正常的情况下因为故障等原因动作的情况就比较多，还有很多情况是因为主变误动作引起，因为影响主变误动作的因素有很多，比如保护装置硬件和软件的性能，CT的特性，人为的接线错误、整定错误、误操作等。个人觉得在进线备自投方式时采用主变保护动作不闭锁备自投为好，毕竟内桥开关偷跳的几率比较小，况且就算内桥开关偷跳，还有一台主变在运行，可以保住一部分负荷。但主变保护动作闭锁备自投的话就有可能发生全所失电的可能。目前大多数备自投厂家生产的备自投装置在内桥接线方式下，对于进线备自投方式，对内桥开关偷跳的情况备自投都不动作，在备自投的动作逻辑中也没有考虑这种情况。对于这种情况，备自投也可以取进线开关CT处电流，

10、增加一个过流闭锁定值，在进线备自投方式下增加内桥开关偷跳逻辑，当内桥跳位TWJ=1、合后位KKJ=1、一段母线失压时，同时没有超过过流闭锁定值则判为内桥开关偷跳。这样主变保护动作时可以不用闭锁进线备自投。内桥开关带的这台主变保护动作时，电流超过过流闭锁定值时则闭锁备自投。当内桥开关偷跳时，进线开关CT不会流过大电流，不闭锁备自投。现在很多备自投装置都只是采一相进线电流作为备自投是否动作的判据，在这种情况下进线CT电流必须采用三相，因为如果只采用A相电流，当母线B或C相发生接地故障，或者BC相间发生故障，则A相不会流过大电流，也就不会闭锁备自投。图4 单母分段备自投一次接线图5 对于单母分段接线

11、形式。主变保护（差动和高后备）电流取自高压侧断路器或主变套管CT，母线不在差动和高后备保护范围内，如果高压侧母线发生故障，一般本侧进线保护退出运行，由进线对侧线路保护切除故障，此时相当于进线故障，母线失压，满足备自投条件，备自投动作使备用电源合于故障，扩大事故范围。对于这种情况，（1）如果有进线保护，可以启用进线保护，不跳相应开关，只去闭锁备自投，当线路故障时进线保护不动作，备自投应动作合上备用电源；母线故障时，进线保护动作，必须闭锁备自投，防止备自投动作。（2）备自投也可以取进线开关CT处电流，增加一个过流闭锁定值，母线失压时，电流超过过流闭锁定值时则闭锁备自投。当线路故障时，进线开关CT不

12、会流过大电流，不闭锁备自投。母线故障时，进线开关CT 流过大电流，此时应闭锁备自投。此进线CT电流必须采用三相，6 建议和结束语对于内桥接线进线备自投，由于进线备自投不可能投于故障变压器，故主变保护动作不应闭锁进线备自投。对于分段备自投，主变保护动作要闭锁备自投，防止自投到故障变压器上。进线备自投时具有判内桥偷跳功能的，当偷跳投入时，主变保护动作应闭锁备自投。建议内桥偷跳功能可以不用投入，以增加供电可靠性。对于新上的备自投装置，建议厂家加入内桥偷跳功能，并采用三相进线CT，以完善保护装置功能。对于单母分段接线形式可以根据变电所的实际情况，采取合理的方式来闭锁备自投，以防止母线故障时备自投动作于故障母线。参考文献：1 国家电力调度通信中心，电力系统继电保护实用技术问答（第二版）S. 1999. 2 国家电力调度通信中心，国家电网公司继电保护培训教材（下册）. 20093 深圳南瑞科技有限公司，ISA-358G备用电源自动投入装置技术使用说明书 （V3.11版） 20074 南京南瑞继保电气有限公司，RCS-9000系列C型保护测控装置备用电源自投部分技术使用说明书 2008