內橋接線的備自投裝置運行隱患分析及改進

高秋鋒，黃敏，張豐，郭碧媛

（國網福建省電力有限公司福州供電公司，福建　福州　350009）

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內橋接線的備自投裝置運行隱患分析及改進

高秋鋒，黃敏，張豐，郭碧媛

（國網福建省電力有限公司福州供電公司，福建福州350009）

〔摘 要〕闡述了內橋接線的4種備自投方式，分析當一臺主變停運且主變差動保護退出時，備自投裝置存在誤合于故障點導致故障范圍擴大的隱患，提出了引入主變高壓側刀閘常開輔助接點作為備自投裝置放電條件的改進措施，并取得了很好的成效。

〔關鍵詞〕內橋接線；備自投裝置；輔助接點；放電條件

0　引言

備用電源自動投入裝置是當工作電源因故障或其他原因被斷開之后，能自動迅速斷開主電源投入備用電源，以保證可靠供電的一種自動裝置，簡稱備自投裝置。備自投裝置可用于單母線分段、內橋、擴大內橋等接線方式。目前，多數廠家的備自投裝置均具備自適應功能，即備自投裝置依據一次運行方式自動投入對應的備自投方式。但是這種自適應功能仍無法滿足一些特殊的運行方式。用于內橋接線的備自投裝置，當1臺主變停運且主變差動保護退出時，備自投裝置存在誤合于故障點導致故障范圍擴大的隱患，威脅電網和設備安全。下面對此作了分析并提出針對此隱患的改進措施。

1　隱患分析

1.1備自投方式

內橋接線如圖1所示。一般內橋接線有4種備自投方式。

（1）進線L1斷路器DL1在合位，橋斷路器DL3在合位，進線L2斷路器DL2在分位，即進線L2斷路器為備投斷路器，當110kVⅠ/Ⅱ段母線失壓時，跳開DL1，合上DL2；

（2）進線L2斷路器DL2在合位，橋斷路器DL3在合位，進線L1斷路器DL1在分位，即進線L1斷路器為備投斷路器，當110kVⅠ/Ⅱ段母線失壓時，跳開DL2，合上DL1；

（3）進線L1斷路器DL1在合位，進線L2斷路器DL2在合位，橋斷路器DL3在分位，即橋斷路器DL3為備投斷路器，當110kVⅠ段母線失壓時，跳開DL1，合上DL3；

（4）進線L1斷路器DL1在合位，進線L2斷路器DL2在合位，橋斷路器DL3在分位，即橋斷路器DL3為備投斷路器，當110kVⅡ段母線失壓時，跳開DL2，合上DL3。

圖1　內橋接線方式

1.2隱患分析

內橋接線中，主變的差動保護范圍包含其所接的110kV母線相關設備及進線開關和橋開關間隔，故一般未配置專門的母線保護。如圖1所示，當2臺主變均正常運行時，某段母線故障，例如：采用方式3運行時，110kVⅠ段母線故障，其所接的1號主變差動保護動作，同時閉鎖橋備自投裝置，防止備自投裝置誤合于故障點。但是，當1號主變轉檢修且差動保護因工作退出時，2號主變正常運行；同時為確保供電可靠性，110kV系統仍保持雙電源運行，即DL1，DL2開關運行，DL3開關熱備用，1號主變高壓側刀閘1G斷開，備自投裝置保持正常運行。此時，若110kVⅠ段母線發生故障，主變差動保護不會動作，進線L1對側的線路保護動作隔離故障，110kVⅠ段母線失壓。由于主變差動保護退出不閉鎖備自投裝置，110kV備自投裝置動作跳開DL1，然后合上DL3，合于故障點。故障點不在2號主變差動保護范圍內，2號主變差動保護不會動作，DL2線路對側保護動作切除故障點，造成全站失壓，故障范圍擴大。在其他方式下運行時同樣存在上述隱患。

2　改進措施

2.1橋備自投方式下的改進措施

對橋備自投方式，即方式3和方式4，備自投裝置放電（即裝置退出）條件為：

（1）DL3合位；

（2）備自投裝置保護動作；

（3）有其他閉鎖信號。

橋備自投動作邏輯如圖2所示。

圖2　橋備自投動作邏輯

為消除上述隱患，在動作邏輯中引入主變高壓側刀閘常開接點作為判別主變是否退出運行的判據。當判斷主變退出運行，發生這一臂母線失壓時，則閉鎖橋備自投裝置，修改后的橋備自投動作邏輯如圖3所示。

圖3　改進后橋備自投動作邏輯

2.2進線備自投方式下的改進措施

2.2.1改進動作邏輯

（1）在方式1下，當1號主變退出運行，高壓側刀閘斷開，主變保護退出時，高壓側DL1，DL3開關運行，DL2開關處于熱備用狀態。為了消除隱患，同樣引入主變高壓側刀閘常開接點作為判別主變是否退出運行的判據，當判斷主變退出運行，發生這一臂母線失壓時，除跳開DL1開關外，還要跳開DL3開關，然后才能合上DL2開關。

（2）在方式2下，當2號主變退出運行，高壓側刀閘斷開，主變保護退出時，高壓側DL2，DL3開關運行，DL1開關處于熱備用狀態。為了消除隱患，同樣引入主變高壓側刀閘常開接點作為判別主變是否退出運行的判據，當判斷主變退出運行，發生這一臂母線失壓時，除跳開DL2開關外，還要跳開DL3開關，然后才能合上DL1開關。

2.2.2采用合理的運行方式

為此，針對上述問題對進線備自投裝置動作邏輯進行了改進，改進后的進線備自投裝置動作邏輯如圖4所示。

圖4　改進后進線備自投裝置動作邏輯

（1）在方式1下，當2號主變退出運行，高壓側刀閘斷開，主變保護退出時，高壓側DL1，DL3開關運行，DL2開關處于熱備用狀態。此時，若110kVⅡ段母線故障，L1線路對側保護動作隔離故障點，110kV備自投裝置動作跳開DL1開關，合上DL2開關，合于故障點，L2線路對側保護動作切除故障，最終造成全站失壓。但是在這種運行方式下，引入2號主變高壓側刀閘常開輔助接點閉鎖進線備自投裝置并不合適，因為當L1線路故障造成110kVⅠ段母線失壓時，備自投裝置應要求正確動作，若引入2號主變高壓側刀閘常開輔助接點，會導致備自投裝置拒動而擴大事故范圍。

（2）在方式2下，1號主變和保護退出運行情況與上述相同。

因此，可考慮在主變和保護退出運行時，避免安排這樣的運行方式，采取其他方式供電，如1號主變和保護退出運行時采用方式2的運行方式，2號主變和保護退出運行時采用方式1的運行方式。

3　注意事項

在備自投裝置改進前，現場應該采取相應的措施消除上述隱患，避免擴大事故范圍。

（1）當1號主變轉冷備用或檢修時，應保留其功能壓板以及相應保護閉鎖備自投裝置的壓板，防止母線故障擴大事故范圍。

（2）當1號主變轉冷備用或檢修后，因二次部分有工作，需要將主變保護全部退出時，應采取措施避免母線故障擴大事故范圍。運行于橋備自投方式下，當I段母線無保護時，可采取如下措施。

① 解除備自投裝置跳DL1開關的出口壓板。

② 斷開DL1開關的操作電源。這樣，當I段母線故障時，進線L1對側保護動作跳閘后，本站備自投裝置按照方式3動作邏輯執行：先跳DL1，再合DL3。由于DL1無法跳開，備自投裝置中斷后續行為，不合DL3開關，實現閉鎖備自投方式3，避免事故擴大。這些措施不會導致方式4的備自投功能被閉鎖。

4　總結

考慮到內橋接線的備自投裝置在1臺主變停運且主變差動保護退出時，備自投裝置存在誤合于故障點導致事故擴大，威脅電網和設備安全的隱患，提出將1，2號主變高壓側的刀閘1G，2G的輔助接點作為開入量引入備自投裝置，進行邏輯判斷。針對不同的運行方式采取選擇性閉鎖橋備自投裝置和改變線路互投動作邏輯的方法實現備自投裝置的智能判別；同時提出在備自投裝置改進前，現場應采取相應的措施。

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收稿日期：2015-12-17。

作者簡介：

高秋鋒（1982-），女，工程師，主要從事變電運行管理工作，email：biyuan_guo@126.com。

黃敏（1981-），男，工程師，主要從事變電運行管理工作。

張豐（1971-），男，高級工程師，主要從事變電運行管理等工作。

郭碧媛（1979-），女，高級工程師，主要從事電網調度工作。