110 kV变电站备自投保护闭锁回路改进

2021-05-29赵亚鑫刘丽媛宋海涛

内蒙古电力技术 2021年2期

赵亚鑫，刘丽媛，宋海涛

（1.内蒙古电力（集团）有限责任公司，呼和浩特 010010；2.包头供电局，内蒙古包头 014000）

0 引言

备自投保护装置应用的目的在于提高电力系统供电可靠性。在工作主电源失电时通过备自投保护装置自动投入备用电源，以保证母线不失压。备自投保护装置准确动作可以及时恢复供电，在各电压等级电网中被广泛应用[1-2]。为了提高电力系统的供电可靠性，目前大多数110 kV变电站配有备自投保护装置，大多数备自投保护装置采用低压侧分段（桥）开关备投方式。本文针对现场工作中手跳或遥跳主变压器低压侧断路器时无法闭锁低压侧备自投保护的问题进行分析，并提出相应的解决措施，以提高当前备自投保护设备的运行水平。

1 存在的问题及原因分析

1.1 存在的问题

包头供电局110 kV东河变电站停电操作过程中，遥控拉开1号主变压器低压侧951断路器时，Ⅰ段母线仍带电。通过对后台监控系统和保护装置检查，确认Ⅰ段母线带电原因为备自投保护动作合上了910分段断路器。在确认操作程序步骤无误后，重复以上操作，仍出现备自投保护动作合910分段断路器的现象。

1.2 备自投保护工作原理

东河变电站一次系统示意图如图1所示。备自投保护装置在满足动作条件的情况下，1DL断路器或2DL断路器跳闸，备自投保护动作合上3DL断路器，为失电母线继续供电。为了避免备自投保护装置在特殊情况下误投入，备自投保护装置采用与断路器重合闸保护相似的充放电逻辑，当满足以下条件之一时，对备自投保护装置进行放电，达到闭锁备自投保护的目的。

（1）3DL断路器在合位；

（2）Ⅰ母、Ⅱ母均无压；

（3）有外部闭锁信号；

（4）手（遥）跳1DL断路器或2DL断路器；

（5）控制回路断线。

图1 变电站一次系统示意图

1.3 原因分析

经现场检查试验后发现，在遥控断开主变压器低压侧951断路器时，备自投保护装置未有效放电，导致备自投保护将910分段断路器合上，重新给Ⅰ段母线送电。

包头供电局110 kV东河变电站10 kV分段910备自投保护装置型号为PSP-641U，主变压器保护操作箱集成在iPACS-5744变压器非电量保护装置中，操作箱中无手跳继电器。进行主变压器停电操作时，遥控拉开1号主变压器低压侧951断路器，手跳或遥跳接点反向启动合后位置继电器KKJ，KKJ仅提供反向启动常开接点（如图2所示），而手跳闭锁回路需要KKJ正向启动的常开接点开入，因此，主变压器保护装置和10 kV备自投保护装置间无法满足手（遥）跳闭锁备自投的配合要求，此时无法正确开入至分段910备自投装置对其放电。基于此，当手（遥）跳变压器低压侧951断路器时，备自投装置就会自动投入910分段断路器，使停电母线重新带电，不仅给工作人员及设备安全造成了安全隐患[3-6]，还降低了操作人员的工作效率。

图2 改造前主变断路器操作箱回路

2 改进方案

2.1 改进依据及目标

对备自投保护回路进行改进，在不影响原有功能的前提下，实现手（遥）跳主变压器低压侧断路器时有效闭锁备自投保护，使回路功能完善，消除设备安全隐患。

本次改进依据《内蒙古电力（集团）有限责任公司十八项电网重大反事故措施》[7]，改进后，进行停电操作遥控拉开变压器低压侧断路器时，回路能够自动实现手（遥）跳和备自投保护装置之间的连接，将操作行为传递给备自投保护，对备自投保护进行有效闭锁，从而避免910分段断路器误合。

2.2 改进方案

（1）改进前主变压器断路器操作箱回路和分段910备自投保护装置回路原理见图2和图3。图2中的STJ和YTJ会使KKJ反向启动，而KKJ仅提供常开接点，断路器合闸后KKJ启动，常开接点闭合，手动（遥控）跳闸后常开接点打开。图3中分段910备自投保护装置手跳闭锁回路开入需要常开接点，主变压器保护装置和10 kV备自投保护装置间无法满足手跳（遥跳）闭锁备自投保护的要求，因此，考虑通过新增中间继电器ZJ给KKJ进行接点转换和扩容，实施方法如图4所示。

图3 改造前910备自投装置回路

图4 改造后主变断路器操作箱回路

（2）由手（遥）跳接点启动中间继电器ZJ，继电器的常开接点一对用来启动KKJ，一对用来闭锁备自投保护装置，如图4、图5所示。将STJ和YTJ改接至中间继电器ZJ处，ZJ的其中两对接点分别串接在KKJ反向启动回路和闭锁备自投开入回路中。当进行手（遥）跳主变压器低压侧断路器操作时，STJ和YTJ接点闭合，启动中间继电器ZJ，ZJ的两对接点分别启动KKJ和开入手跳闭锁备自投回路。在保证原有功能的基础上，实现闭锁备自投保护功能。