2 备自投装置运行中存在的问题
一些早期建设的110kV变电站,其备自投装置不具备分段开关合于故障加速跳闸的功能,另外在变电站现场工作中因分段开关保护易误动跳闸,故常退出分段开关保护功能。在此情况下,如果110kV母线分列运行时仍采用分段备自投方式,那么一旦母线发生故障就存在扩大事故的风险。在图1中,当110kV母线分列运行,I母出现短路接地故障时,由保护动作断开甲线1QF开关隔离故障。备自投装置检测到I母失压,分段备自投动作,在确认甲线1QF开关断开后,合上分段5QF开关。分段5QF开关合闸于母线接地故障,根据保护的选择性原则应立即断开,但是故障前退出了易误跳的分段开关保护功能,同时此类变电站无分段开关合于故障加速跳闸功能,使得分段开关5QF不具备跳闸隔离故障的能力,只能依靠II母上电源线路的后备保护动作跳闸隔离故障。这使得两条母线失压,进而造成全站失压。
综上所述,此类变电站在110kV母线分列运行方式下,现场往往退出备自投装置的分段自投功能,使该站既失去了进线备自投功能也失去了分段备自投功能。为保证此类变电站的安全、稳定、可靠运行,需考虑采用改进措施。
3 防范措施
3.1保护装置改造升级
(1)对备自投装置进行技改或更换,使之具备分段开关后加速跳闸功能。完成改造后,可根据一次设备的运行方式采用对应的备用电源自投方式,即母线并列运行时采用进线备自投方式,母线分列运行时采用分段备自投方式。
(2)若短时间内无法对备自投装置进行更换,则可联系厂家更改现有装置逻辑,即在两主两备接线方式下,若分段开关在分位,则每段母线上的备用电源线路分别对本母线进行自投。完成改造后,变电站仍为分列运行方式,但进线备自投能对失压母线进行恢复供电。
以图1为例,说明备自投装置充电条件(包含但不限于):
(1)I母、II母均三相有压;
(2)1QF和2QF在合位,5QF在分位;
(3)3QF不在检修为分位且丙线有压或4QF不在检修为分位且丁线有压;
(4)此备自投功能压板投入。
以图1为例,说明备自投装置动作逻辑(包含但不限于):充电条件满足后,备自投装置若检测到I母(或II母)单母线失压,甲线(或乙线)无电流,则延时跳开甲线1QF(或乙线2QF)开关,在确认1QF(或2QF)开关跳开后,检测到丙线3QF(或丁线4QF)有压且未在检修状态情况下,合上丙线3QF(或丁线4QF)开关,即可对I母(或II母)恢复供电。
3. 2改造保护外部回路
强制进线备自投功能是在进线备自投装置基础上设计的一种可强制改变分段开关接入位置的辅助功能。为了实现该功能,需在备自投装置接入110kV分段开关分合状态的二次回路上强制模拟一个信号量。强制进线备自投功能原理如图2所示。110kV备自投装置接入的是110kV分段开关5QF的分位。LP压板串接在此回路中,压板名为“TSP退出强制进线备自投功能”。投入该压板时,退出强制进线备自投,备自投装置能够接入分段开关的实际位置,与传统进线备自投原理相同;退出该压板时,投入强制进线备自投,无论分段开关为何种状态,备自投装置接入的都是分段开关在合位的信号,能够使进线备自投装置的充电条件不受分段开关位置的影响,在分段开关断开时正常充电。
以图1接线方式为例,采用强制进线备自投功能后,进线备自投装置在5QF断开时可正常充电。在两条110kV母线同时失压时,备自投装置若检测到I母、II母失压,甲线及乙线无电流,则延时跳开甲线1QF、乙线2QF开关,在确认1QF、2QF开关跳开后,将按1.2节中的动作条件动作投入备用电源。但是,在实际运行中,两条母线同时失压的概率极低,通常发生的是只有一条电源进线故障。以图1为例,甲、乙线供电,丙、丁线备用,假设甲线发生接地故障,故障由甲线开关1QF切除后,I母失压,II母有压,不满足两条母线同时失压条件,进线备自投不会动作,I母仍会失压,所以强制进线备自投功能在该运行方式下的作用十分有限。