電力系統備自投過負荷聯切邏輯探討

鮑英飛

摘 要：本文對某110kV變電站10kV備自投裝置過負荷聯切誤動作事故進行了分析，總結了該站10kV備自投裝置過負荷聯切功能存在的缺陷，在過負荷聯切動作邏輯上進行探討并提出改進措施。

關鍵詞：變電站 備自投 過負荷聯切 誤動 邏輯

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

1概況

某變電站進行#2主變保護裝置、測控裝置首檢工作，在對#2主變低后備保護進行試驗時，10kV備自投過負荷聯切出口動作，切除10kV兩段母線的10條饋線。10kV備投裝置除聯切出口動作外無其他動作報告，現場檢查#1主變保護無異常情況，10kV各饋線保護無動作報告，排除一次設備區內區外故障和擾動。 當時#2主變檢修狀態，188、18M開關冷備用狀態，110kV進線1帶#1主變供10kV兩段母線負荷，10kV負荷電流900A，變電站主接線及一次設備狀態如圖1所示。

圖1 110kV變電站典型接線

技術人員現場調查：1、檢查二次安全措施時發現，#2主變低后備保護A相電流與10kV備自投過負荷電流共用一組CT，安全措施中未將串接至10kV備自投裝置的電流回路有效隔離，所以在對#2主變低后備保護進行試驗時，A相試驗電流串入10kV備自投進線電流回路，導致10kV備自投裝置進線Ⅱ電流達到過負荷聯切定值；2.、檢查10kV備自投裝置，該裝置為北京四方CSC-246，版本號V2.05，該版本設兩輪過負荷聯切，且不經任何閉鎖和其他邏輯判據，只要進線電流達到過負荷定值就直接出口聯切。

2 分析探討

備自投是保證不間斷供電的一種自動裝置，可極大提高用戶供電的可靠性，在電力系統中運用廣泛，但是備自投在實際運用中應考慮負荷情況是否滿足系統穩定性要求，如果負荷過大超出備用電源的容量，備自投動作不但起不到積極的作用，反而會威脅系統以及電力設備正常運行，所以必須采取有效措施避免這類情況，目前常用的方法是在備自投裝置增加過負荷聯切功能。本文就針對前述事故，對備自投動作過程中，備自投過負荷聯切功能的邏輯進行剖析探討。

我們知道，備自投過負荷聯切功能是基于備用電源的容量不足考慮的， 110kV備自投的電源是兩條110kV進線，在變電站設計時已經考慮N-1供電的負荷情況，所以不存在過負荷。對于10kV備自投電源是兩臺主變，由于主變的容量限制，必須采取防止主變過載的措施。10kV備自投方式：1、進線互投方式，該方式主要考慮兩臺主變容量不同的時候，備自投動作后，負荷從容量小的主變切換到容量大的主變時是不會過載的，但是負荷從容量大的主變切換到容量小的主變時是有可能出現過載的，為安全起見應投過負荷聯切功能；2、母聯（或母分）互投方式，該方式下備自投動作前兩臺主變各帶一段母線負荷，備自投動作后由其中的一臺主變帶兩段母線負荷，極有可能造成這臺主變過載，所以應投過負荷聯切功能。

10kV備自投過負荷聯切電流定值一般整定為主變1.4倍的額定容量電流，過負荷電流判據的選取原則：1、兩卷變可取主變低壓側或高壓側CT二次電流，并且過負荷電流判據與進線無流判據可共用一組CT二次電流；2、三卷變或者主變低壓側雙分支情況時，過負荷電流判據一定要取高壓側CT二次電流，進線無流判據要取低壓側CT二次電流，不能混用。

10kV備自投過負荷聯切的邏輯配合上應遵守的原則：1、當備自投動作后，不管是進線互投還是分段互投，只要主變出現過載，且電流達到備自投過負荷聯切定值，此時過負荷聯切應可靠動作出口聯切饋線，降低主變負載；2、正常運行時，如果負荷增加造成主變過載，且電流達到備自投過負荷聯切定值，這時備自投過負荷聯切不應該動作，因為此時的主變過載由主變保護來實現，與備自投過負荷聯切無關。顯然，北京四方CSC-246備自投裝置的V2.05版本過負荷聯切邏輯不夠完善，這種邏輯下極有可能造成過負荷誤聯切。

3 改進措施

對北京四方CSC-246備自投裝置的V2.05版本進行更換至V1.22版本，其邏輯說明如下：1、Ⅰ線電流（IL1）大于電流定值Id3或Ⅱ線電流（IL2）大于電流定值Id4，經延時T4，第一輪聯切出口（出口6） ； 2、Ⅰ線電流（IL1）大于電流定值Id5，或Ⅱ線電流（IL2）大于電流定值Id6，經延時T5，第二輪聯切出口（出口8）；3、過負荷聯切功能用聯切壓板投退；4、過負荷聯切動作出口經備自投動作出口開放。邏輯圖如圖2所示。我們以圖1主接線10kV分段互投方式I段母線失壓為例對V1.22版本邏輯關系進行說明，備自投裝置檢測Ⅰ段母線失壓、進線Ⅰ無流、Ⅱ段母線有壓，滿足條件裝置啟動，延時T1出口跳開68A開關，檢測68A開關分位，條件滿足延時T3出口合68M開關，檢測過負荷聯切壓板，投入時開放過負荷聯切功能，如果#2主變過載，即進線Ⅱ電流IL2> Id4，延時T4第一輪聯切出口跳相應饋線開關，進線Ⅱ電流IL2> Id6，延時T5第二輪聯切出口跳相應饋線開關。當第一輪聯切出口后如果進線Ⅱ電流IL2< Id6，第二輪聯切不出口。

圖2 V1.22版本邏輯圖

序號 故障模擬 動作前開關狀態 動作后開關狀態 綜自信號 檢查結果

1 分段備投未動作情況下，通入進線II電流，電流達到動作值使過負荷聯切保護動作經延時T4跳一輪線路611開關，延時T5跳二輪線路621開關 68A DL分（ ）

合（√）

68B DL分（ ）

合（√）

68M DL分（√）

合（ ）

611 DL分（ ）

合（√）

621 DL分（ ）

合（√） 68A DL分（ ）

合（√）

68B DL分（ ）

合（√）

68M DL分（√）

合（ ）

611 DL分（ ）

合（√）

621 DL分（ ）

合（√） 無 正確

2 分段備投邏輯動作合68M開關后100S內，通入進線II電流，電流達到動作值使過負荷聯切保護動作經延時T4跳一輪線路611開關，延時T5跳二輪線路621開關 68A DL分（ ）

合（√）

68B DL分（ ）

合（√）

68M DL分（√）

合（ ）

611 DL分（ ）

合（√）

621 DL分（ ）

合（√） 68A DL分（√）

合（ ）

68B DL分（ ）

合（√）

68M DL分（ ）

合（√）

611 DL分（√）

合（ ）

621 DL分（√）

合（ ） 過負荷聯切一輪出口、二輪出口動作 正確

條件 技術條件：投入相應功能壓板和出口壓板，試驗電流為1.2倍定值，母線電壓額定電壓。

過負荷聯切經延時聯切10kV所有饋線傳動時，抽取其中一輪、二輪各一條線路。

表1 過負荷聯切試驗報告

4 結語

版本更換后對備自投進行試驗，除常規試驗外著重對過負荷聯切功能的邏輯進行整組校驗，試驗結果正常，過負荷聯切功能的邏輯試驗報告如表1所示。經過版本更換后備自投裝置的邏輯更加合理，防止主變本身重載或者人為因素導致備自投誤聯切饋線，提高電網運行的可靠性。

參考文獻

[1] 張志強，等.CSC-200系列數字式保護測控裝置說明書[M].北京四方繼保自動化公司，2006.

[2] 于群.電力系統微機繼電保護[M].機械工業出版社，2008-2.