一起具备快速合解环功能的备自投装置动作异常原因分析及对策

何晓明

摘要：具备快速合解环功能的备自投装置能模拟传统手工合环操作，采用先合后分方法，自动快速完成变电所内的合解环操作，缩短系统合环时间，躲过继电保护动作时间，防止由于电网分区运行后，合环潮流大引起的继电保护动作。在实际运行中，具备快速合解环功能的备自投装置遇到了一起由于断路器位置开入引起的动作异常情况，本文对应用中存在的问题展开了分析，并提出了具体的解决方案。

关键词：快速合解环 备自投 断路器位置

中图分类号：TM561文献标识码： A

0引言

某35kV单母线变电所利用具备快速合解环功能的备自投装置进行快速合解环操作（非跨区操作），操作方式为合进线311断路器（合环），拉开312断路器（解环）。在操作过程中，运行人员发现变电站短时全所失电，在装置反向切换操作结束后，变电站311断路器、312断路器均在合闸位置，形成了合环运行，最终由运行人员人工操作将312断路器拉开。

1、操作前系统运行方式

图1：系统接线方式

35kV变电站为单母线接线方式，当时运行方式为进线312断路器为运行，进线311断路器为热备用，1号主变及2号主变正常运行。

2、装置动作原理分析

具备快速合解环功能的备自投装置采集两路进线断路器的位置，通过事先编制的合解环逻辑对断路器进行合、分闸的程序化操作来完成快速合解环。装置逻辑在合解环过程中通过对相关断路器位置、电流、电压的变化来判别操作是否成功，当操作过程中出现失电的情况，装置都将根据逻辑判断自动进行反向切换，恢复至合环前状态，其中操作过程都遵循“先合后分”原则，确保整个操作过程中不失电。

本次操作的逻辑框图如下所示：

图2：装置逻辑框图

正常情况下，操作前，311断路器在分位，312断路器在合位。当35kV母线电压正常、312断路器在合位、311断路器在分位且无流的情况下可进行合环操作。

当开始操作合环后，合环允许开入由0变1，311断路器合闸。在判定311断路器、312断路器均在合位且母线电压正常的情况下，经整定延时T2跳开312断路器。当发出312断路器跳闸命令0.5S后进行如下判断：

⑴如断路器在合位且1s后仍有流，判断312断路器拒跳，告警并跳开311断路器防止长期合环运行；

⑵当312在合位，经1s延时后无流，则判定312断路器位置异常；

⑶当312断路器在变成跳位后，若母线无压且311断路器无流，经1s延时合312断路器、跳311断路器进行反向切换，确保不失电。

3、装置动作异常原因分析及改进

通过对变电站备自投装置及当地后台报文的检查，分析原因如下：该变电站经改造后采用了具备快速合解环功能的备自投装置，由于断路器辅助接点不够，备自投装置断路器位置开入量未采集实际的断路器位置，而是采用了操作箱跳闸位置继电器（以下简称TWJ）接点。在本地区习惯上将TWJ串入断路器合闸回路，起到对回路的监视作用（详见图3）。

图3：二次操作回路图

当合环允许开入由0变1后，备自投装置发出合闸命令，图3中自投合闸接点闭合，同时合闸保持继电器（以下简称HBJ）动作，在断路器辅助接点未断开前HBJ持续自保持，此期间TWJ被短接。而311断路器为早期LW18-35型SF6断路器，在收到合闸命令后，断路器未能及时合闸。当TWJ被短接，TWJ接点返回，备自投装置收到TWJ开入量变化即判定311断路器已合闸，装置判定满足解环条件经解环延时后跳开312断路器，导致变电站全所失电。

全所失电后装置满足了反向切换逻辑，经1S后，备自投装置发出312断路器合闸命令及311断路器分闸命令后结束操作。随即312断路器正常合闸，由于此时311断路器尚未合上，虽然发出了跳闸命令，但实际跳闸二次回路还未形成通路，无法使311断路器分闸。装置合解环逻辑至此已结束，311断路器随后合闸到位，即形成了两路进线断路器均在合闸位置，导致系统合环运行的情况。最终通过运行人员手工操作将312断路器拉开，完成了本次合解环操作。

根据以上分析，本次具备快速合解环功能的备自投装置动作异常主要原因是该装置采集的断路器位置开入量采用了断路器操作箱TWJ接点而未采用断路器辅助接点，在断路器机构存在问题不能及时合闸的情况下，无法真实反应断路器的实际状态，导致装置动作异常。

为此考虑了以下应对措施：

⑴明确设计要求并加强二次施工设计图纸的审查，对于采用操作箱TWJ接点的备自投装置回路进行整改，一律采用断路器机构箱辅助接点作为备自投装置的断路器位置开入。

⑵可增加检进线断路器有流作为辅助判据，对断路器实际状态进行再次判断。

⑶进行装置逻辑试验时，必须严格测试各个动作及闭锁逻辑，同时还应验证在一次设备发生拒合、拒分等异常情况下的装置动作行为是否正确。

4、结论

随着地区电网规模的不断扩大，短路故障电流不断增大，威胁着电网的稳定，必须采取电网分区运行的方式来减小系统短路电流。具备快速合解环功能的备自投装置，在分区运行的电网中进行快速合解环的作用非常重要，同时应用也越来越多，及时发现并解决运行中存在的问题，才能保证装置的正确动作，确保电网的安全可靠运行。

参考文献：

[1] 江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术[M].北京:中国电力出版社，2006.

[2] 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）[M].北京:中国电力出版社，1997.

[3] 许正亚.电力系统自动装置（第三版）[M].北京:中国电力出版社,1990.

作者简介：

何晓明（1974-），男，本科，从事大二次管理工作.