10 kV遠(yuǎn)方備自投誤動(dòng)作分析與處理

薛麗麗

(雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 成都 610000)

0 引言

備自投裝置主要功能是在主電源跳閘后自動(dòng)切換至備用電源，以保證用戶供電的可靠性，減少運(yùn)行人員操作及降低人為誤操作的概率。備自投裝置投入運(yùn)行后，其能否準(zhǔn)確動(dòng)作對(duì)于系統(tǒng)的可靠運(yùn)行至關(guān)重要。為減少現(xiàn)場(chǎng)接線以及考慮后期維護(hù)的便捷性，錦屏二級(jí)電站10 kV備自投通過(guò)監(jiān)控LCU實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方備自投功能。

1 系統(tǒng)運(yùn)行方式

該電站遠(yuǎn)方備自投投運(yùn)后很長(zhǎng)一段時(shí)間未動(dòng)作過(guò)，在10 kV負(fù)荷增加廠外開(kāi)關(guān)站后，系統(tǒng)連續(xù)發(fā)生2次備自投誤動(dòng)作事件。誤動(dòng)作發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行方式均為廠用電1號(hào)母線與2號(hào)母線分段運(yùn)行，971開(kāi)關(guān)與977開(kāi)關(guān)閉合帶廠外開(kāi)關(guān)站負(fù)荷運(yùn)行，備自投正常投入。遠(yuǎn)方備自投所涉及的10 kV開(kāi)關(guān)及母線相關(guān)接線方式如圖1所示。

圖1 10 kV開(kāi)關(guān)及母線接線示意

備自投邏輯為電站廠用電正常投運(yùn)情況下，LCU在線，10 kV分段開(kāi)關(guān)(編號(hào)90107，90701)斷開(kāi)，1號(hào)母線(901M)、2號(hào)母線(907M)備自投功能投入，當(dāng)901M或907M低電壓動(dòng)作(相電壓小于等于30 V)且延時(shí)條件(100 ms)滿足，備自投動(dòng)作流程自啟動(dòng)。

2 事件簡(jiǎn)介

事件1：廠外1號(hào)開(kāi)關(guān)站上負(fù)荷開(kāi)關(guān)911開(kāi)關(guān)觸頭損壞導(dǎo)致AB兩相相間短路進(jìn)而造成三相短路，進(jìn)線開(kāi)關(guān)908開(kāi)關(guān)過(guò)流I段保護(hù)動(dòng)作跳閘，同時(shí)開(kāi)關(guān)站供電電源側(cè)電站10 kV廠用電901M備自投動(dòng)作。其他開(kāi)關(guān)保護(hù)未動(dòng)作。

事件2：廠外1號(hào)開(kāi)關(guān)站負(fù)荷開(kāi)關(guān)912高壓計(jì)量裝置(室外安裝)內(nèi)進(jìn)入小動(dòng)物導(dǎo)致AB兩相相間短路進(jìn)而造成三相短路，912開(kāi)關(guān)過(guò)流I段保護(hù)動(dòng)作跳閘，同時(shí)開(kāi)關(guān)站供電電源側(cè)電站10 kV廠用電901M備自投動(dòng)作。其他開(kāi)關(guān)保護(hù)未動(dòng)作。

3 事件分析

廠外1號(hào)開(kāi)關(guān)站發(fā)生故障時(shí)，1號(hào)母線電壓下降，921開(kāi)關(guān)電流增大。高壓廠用變壓器低壓側(cè)電壓和電流(1號(hào)母線電壓和921開(kāi)關(guān)處的電流)相關(guān)保護(hù)定值見(jiàn)表1。

表1 高壓廠用變壓器低壓側(cè)電壓和電流相關(guān)保護(hù)定值

3.1 事件1保護(hù)及備自投動(dòng)作情況分析

根據(jù)事件1發(fā)生時(shí)的故障錄波情況分析可知。

(1) 921開(kāi)關(guān)保護(hù)未動(dòng)作情況分析：921開(kāi)關(guān)故障起始電流為5.016 A，大于921開(kāi)關(guān)過(guò)流I段保護(hù)定值4.54 A，但是故障持續(xù)時(shí)間287 ms小于過(guò)流I段延時(shí)1.0 s，故保護(hù)未動(dòng)作。

(2) 971開(kāi)關(guān)保護(hù)未動(dòng)作情況分析：971開(kāi)關(guān)電流未接入故障錄波，但查看信息子站971開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置啟動(dòng)時(shí)刻的波形，971開(kāi)關(guān)一次電流約為4.05 A，小于971開(kāi)關(guān)保護(hù)定值4.66 A，故保護(hù)未動(dòng)作。

(3) 908開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作情況分析：因971開(kāi)關(guān)與908開(kāi)關(guān)串聯(lián)，故根據(jù)971開(kāi)關(guān)電流知908開(kāi)關(guān)的電流約2.025 A，結(jié)合908開(kāi)關(guān)動(dòng)作報(bào)文二次值(2 A，137 ms)大于908開(kāi)關(guān)過(guò)流I段保護(hù)定值(1.94 A，100 ms)，故保護(hù)動(dòng)作跳閘。

(4) 911開(kāi)關(guān)保護(hù)未動(dòng)作情況分析：因911開(kāi)關(guān)觸頭損壞，不在911開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)的保護(hù)范圍。

(5) 備自投動(dòng)作分析：通過(guò)故障錄波數(shù)據(jù)可知，故障時(shí)三相電壓值25 V且持續(xù)時(shí)間約280 ms，滿足備自投動(dòng)作條件；備自投設(shè)定延時(shí)為100 ms，但是考慮到遠(yuǎn)方備自投的動(dòng)作時(shí)間受其數(shù)據(jù)掃描周期的影響，動(dòng)作時(shí)間會(huì)超出延時(shí)定值，因此，動(dòng)作時(shí)間大于定值。

3.2 事件2保護(hù)及備自投動(dòng)作情況分析

(1) 921開(kāi)關(guān)保護(hù)未動(dòng)作分析：921開(kāi)關(guān)故障電流為4.72 A，大于921開(kāi)關(guān)保護(hù)定值4.54 A，但故障持續(xù)時(shí)間135 ms小于過(guò)流I段延時(shí)1.0 s，故保護(hù)未動(dòng)作。

(2) 971開(kāi)關(guān)保護(hù)未動(dòng)作情況分析：971開(kāi)關(guān)電流未接入故障錄波，但查看信息子站971開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置啟動(dòng)時(shí)刻的波形，971開(kāi)關(guān)的二次電流約為1.6 A，小于971開(kāi)關(guān)保護(hù)定值4.66 A，也小于908開(kāi)關(guān)的保護(hù)定值，故保護(hù)未動(dòng)作。

(3) 912開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作分析：912開(kāi)關(guān)電流未接入錄波，但從故障前后的電流大小及保護(hù)裝置報(bào)文來(lái)判斷，912開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)的電流為0.725 A，134 ms，保護(hù)動(dòng)作正確。

(3) 備自投動(dòng)作分析：通過(guò)故障錄波數(shù)據(jù)可知，故障時(shí)B相電壓值25 V且持續(xù)時(shí)間約138 ms，滿足備自投動(dòng)作條件，動(dòng)作正確。

針對(duì)事件進(jìn)行深入分析，暴露以下問(wèn)題。

(1) 備自投判斷邏輯簡(jiǎn)單，無(wú)法避開(kāi)負(fù)荷側(cè)短路及接地故障情況。

(2) 備自投動(dòng)作時(shí)間與相關(guān)開(kāi)關(guān)保護(hù)時(shí)間未實(shí)現(xiàn)有效配合。

(3) 廠外開(kāi)關(guān)站環(huán)境復(fù)雜，存在誤入、設(shè)備隱患無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)等多種隱患。

4 解決措施

(1) 調(diào)整備自投動(dòng)作延時(shí)及相關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，以0.1 s為階梯設(shè)置，做到保護(hù)先動(dòng)，備自投后動(dòng)，保護(hù)與備自投配合一致。

(2) 完善備自投判據(jù)，將備自投采用的相電壓改為線電壓，同時(shí)參考廠內(nèi)同類定值將低電壓定值改為20 V，增加電流判據(jù)，在電壓和電流均滿足條件時(shí)備自投動(dòng)作，以保證在各類故障時(shí)備自投不誤動(dòng)。

(3) 全面排查廠外線路隱患，對(duì)可能誤入的地方做好封堵，各類導(dǎo)線均更換為絕緣導(dǎo)線；同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的巡檢與維護(hù)，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)消除，提高其安全運(yùn)行水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

在母線或負(fù)荷發(fā)生故障的情況下，如果備自投誤動(dòng)作可能會(huì)造成再次沖擊及故障的擴(kuò)大化，危及人員與設(shè)備的安全，因此，在10 kV備自投啟用時(shí)應(yīng)進(jìn)行充分論證，復(fù)核備自投與保護(hù)之間的配合關(guān)系，避免出現(xiàn)誤動(dòng)作。