备自投装置带模拟断路器调试方法浅析

2022-03-15周东旭郭海龙

机械研究与应用 2022年1期

周东旭，郭海龙，陈敏

(国网兰州供电公司，甘肃兰州 730000)

0 引言

随着用户对供电可靠性要求的提高，已经具备双回线不同源接入的变电站需安装备自投装置实现双回线的自动切换，保证在单回线故障时另一回线自动接入对用户持续供电。备自投装置的接入方式分为明备用和暗备用两种，明备用是指在正常情况下由一条线路带变电站负荷运行，另外一条线路作为专用备用线路待用；暗备用是在正常情况下没有明显断开的备用电源或备用设备，而分段母线间利用分段断路器取得相互备用。

笔者对备自投装置带模拟断路器的调试方法进行分析，用模拟断路器代替实际断路器进行开关的分合闸试验，并通过具体案例验证该方法能够保证备自投装置投运后安全正常动作的目标。

1 备自投配置原则及要求

根据GB/T 14285—2016《继电保护和安全自动装置技术规程》要求，装设备自投的基本条件是在除环形网络之外的供电网中，有2个或2个以上的电源供电，工作方式为一个为主供电源，另一个为备用电源；或2个电源各自运行，互为备用。常见有4种备自投方式如表1所列。

表1 备自投方式

备自投装置的动作过程有以下几点要求。

(1) 故障系统确与正常系统分离后，方可投入备用电源。

(2) 备自投动作应确保备用电源电压正常，方可将备用电源投入。

(3) 主电源无论断路器偷跳或者故障跳闸导致失压，备自投均应可靠动作投入备用电源。

(4) 若备用电源发生故障，备自投逻辑应能可靠不继续动作。

(5) 备自投动作时间应与主电源线路保护跳闸及重合闸时间相配合，需躲过线路保护动作时间。

(6) 运行人员人工拉合主电源，备自投装置应可靠闭锁。

(7) 为防止备自投反复动作而造成事故范围扩大，要求备自投装置只能动作1次。

2 备自投装置调试项目及要求

2.1 装置单体调试

开始调试前应对保护屏及装置进行检查，保护装置外观良好，面板清晰操作流畅插件齐全，端子排及压板无松动。在使用兆欧表对直流电源回路、交流电压、电流回路进行对地绝缘测试时，必须断开保护装置直流电源，拔出所有逻辑插件。合上直流电源对装置进行上电检查，核对程序版本符合现场要求，定值能正确整定。然后进行零漂、采样值检查，按照打印定值单进行装置单体功能校验。

2.2 装置开入量验证

进入“装置状态”→“开入状态”菜单检查如图1所示各个开入量状态，投退各个功能压板并用正电“点进”开入量，装置能正确显示当前状态，同时有详细的变位报告。

图1 开入量检查项

2.3 装置开出量验证

装置开出接点包括进线开关及小电源线开关跳闸、合闸，分段开关跳闸。信号输出接点包括预告信号和事故信号接点等。

3 备自投带模拟断路器调试

3.1 模拟断路器的功能

跳合闸回路(其实就是合闸线圈HQ和跳闸线圈TQ，这两个线圈拥有下面的几个灯作为HQ或者TQ动作后的位置指示)、断路器位置模拟(就是常开和常闭，主要看保护需要取断路器的位置是合位还是分位)、手分手合回路(这个回路可以实现断路器的模拟分合闸，其对应的辅助接点也会发生对应变化)。

模拟断路器主要就是用来模拟断路器位置，模拟断路器有一组断路器合闸线圈，两组断路器跳闸线圈，模拟断路器外形如图2所示。

图2 模拟断路器外形

图3 兰州新区某110 kV变电站主接线简化图

图3所示为兰州新区某110 kV变电站主接线简化图：1113作为进线1，1116作为进线2，1100为分段开关，1115为外接小电源线，文中以此为例进行解释说明。

3.2 模拟断路器的接线

由于工作现场条件限制，1113开关、1116开关、1115开关均为运行状态，无法带开关传动，故使用模拟断路器代替实际开关进行装置的试验。现场实际端子排图如图4所示。

图4 备自投装置端子排图

3.2.1 跳闸回路的接线

接线的时候，需要把负电(负电可以取自装置端子排空开下桩头处)引入到进线1、进线2的公共端(就是负电02)，需要把R33接到TQ，把03接到HQ，装置动作的时候，正电经过保护装置内部常开接点(这个接点是保护跳闸或者合闸接点)，再经过压板的下端，从压板的上端到端子排的R33或者03，导通的时候，正电会通到R33或者03，然后TQ或者HQ带电，从而实现分合闸。图5所示为跳闸回路原理图。

图5 备自投装置跳闸回路原理图

3.2.2 关于位置的接线

进线1、进线2这两条线路取的都是常开的位置，即HWJ，合位作为一个充电条件，只有合位进装置(为1，即正电进装置)才满足这个充电条件；但是小电源开关的位置，就要取常闭，当备自投保护动作时，要跳小电源开关，跳闸后，小电源开关的TWJ进装置，就是正电进装置，备自投才会进行下一步动作。如果取HWJ作为小电源开关的位置，其实内部程序也可以写成当正电消失后(本来小电源开关是合位，HWJ是正电)，备自投动作，但是这种消失的逻辑，可能会导致备自投误动，因为假如HWJ接线都没有(或者HWJ回路因为故障断开)，实际小电源开关没有跳开，但是因为没有接线，电位为0，装置认为已经跳开，备自投就会带小电源合闸，所以动作的逻辑不光是备自投，其他保护要动作的逻辑也是取TWJ，更加可靠。实际接线图示意图如图6所示。

图6 进线开关位置接线示意图

进线1和进线2和分段的合后位置短死，其中分段的位置一直处于短死状态，就是合后位置一直置1，这也是一个充电条件，这个装置就是判的合闸后位置来充电的。

3.3 模拟断路器的替代方案

假如用短接线和万用表，也可以做成这个试验，但是很麻烦，没有模拟断路器直观，要看进线1和进线2的位置，用灯就可以看清楚，通过辅助接点，只要接好了线，就自动把正电送进装置了，如果用短接线，要把位置短死，合位才能进装置，备自投动作后，跳进线1、小电源开关，得用万用表去量正电位能否来到压板的下端，还容易点错，之后还要马上把小电源开关的跳位点进去，才能让备自投再动作。

4 备自投运行中的注意事项

运行中的注意事项如下：①在变电站新投运时，必须做备自投装置的实际带开关跳、合闸整组试验，不能用简单的模拟试验来代替，模拟试验只能用来检测备自投装置的一般逻辑功能而不能验证全部控制回路的功能；②备自投装置和保护装置不能合二为一，两者相互独立动作，互不干扰。现场进行备自投装置带开关传动时，应制定完备的现场安全措施，将与运用中相关二次回路完全隔离，防止造成断路器误跳闸；③备自投逻辑试验时，应严格按照备自投逻辑进行逐一验证，尤其注意闭锁逻辑，防止丢项漏项；④在投入备自投装置时，现场人员应注意观察备自投充电指示灯是否正常，若有异常，应及时向上级汇报；⑤需要停用备自投装置时，应先退出装置出口压板、功能压板，再断开装置直流电源，最后断开装置交流电源；装置投运时，操作顺序与此相反；⑥备自投闭锁逻辑分为手跳闭锁及其他保护动作闭锁(如母差、主变后备)，当闭锁有开入正电时，备自投装置应可靠不动作。