谈电力系统备自投过负荷联切逻辑

1概况

某变电站进行#2主变保护装置、测控装置首检工作,在对#2主变低后备保护进行试验时,10kV备自投过负荷联切出口动作,切除10kV两段母线的10条馈线。10kV备投装置除联切出口动作外无其他动作报告,现场检查#1主变保护无异常情况,10kV各馈线保护无动作报告,排除一次设备区内区外故障和扰动。当时#2主变检修状态,188、18M开关冷备用状态,110kV进线1带#1主变供10kV两段母线负荷,10kV负荷电流900A,变电站主接线及一次设备状态如图1所示。技术人员现场调查:

(1)检查二次安全措施时发现,#2主变低后备保护A相电流与10kV备自投过负荷电流共用一组CT,安全措施中未将串接至10kV备自投装置的电流回路有效隔离,所以在对#2主变低后备保护进行试验时,A相试验电流串入10kV备自投进线电流回路,导致10kV备自投装置进线Ⅱ电流达到过负荷联切定值;

(2)检查10kV备自投装置,该装置为北京四方CSC-246,版本号V2.05,该版本设两轮过负荷联切,且不经任何闭锁和其他逻辑判据,只要进线电流达到过负荷定值就直接出口联切。

2分析探讨

备自投是保证不间断供电的一种自动装置,可极大提高用户供电的可靠性,在电力系统中运用广泛,但是备自投在实际运用中应考虑负荷情况是否满足系统稳定性要求,如果负荷过大超出备用电源的容量,备自投动作不但起不到积极的作用,反而会威胁系统以及电力设备正常运行,所以必须采取有效措施避免这类情况,目前常用的方法是在备自投装置增加过负荷联切功能。该研究针对前述事故,对备自投动作过程中,备自投过负荷联切功能的逻辑进行剖析探讨。

我们知道,备自投过负荷联切功能是基于备用电源的容量不足考虑的,110kV备自投的电源是两条110kV进线,在变电站设计时已经考虑N-1供电的负荷情况,所以不存在过负荷。对于10kV备自投电源是两台主变,由于主变的容量限制,必须采取防止主变过载的措施。10kV备自投方式:

(1)进线互投方式,该方式主要考虑两台主变容量不同的时候,备自投动作后,负荷从容量小的主变切换到容量大的主变时是不会过载的,但是负荷从容量大的主变切换到容量小的主变时是有可能出现过载的,为安全起见应投过负荷联切功能;

(2)母联(或母分)互投方式,该方式下备自投动作前两台主变各带一段母线负荷,备自投动作后由其中的一台主变带两段母线负荷,极有可能造成这台主变过载,所以应投过负荷联切功能。10kV备自投过负荷联切电流定值一般整定为主变1.4倍的额定容量电流,过负荷电流判据的选取原则:

(1)两卷变可取主变低压侧或高压侧CT二次电流,并且过负荷电流判据与进线无流判据可共用一组CT二次电流;

(2)三卷变或者主变低压侧双分支情况时,过负荷电流判据一定要取高压侧CT二次电流,进线无流判据要取低压侧CT二次电流,不能混用。10kV备自投过负荷联切的逻辑配合上应遵守的原则:

(1)当备自投动作后,不管是进线互投还是分段互投,只要主变出现过载,且电流达到备自投过负荷联切定值,此时过负荷联切应可靠动作出口联切馈线,降低主变负载;

(2)正常运行时,如果负荷增加造成主变过载,且电流达到备自投过负荷联切定值,这时备自投过负荷联切不应该动作,因为此时的主变过载由主变保护来实现,与备自投过负荷联切无关。显然,北京四方CSC-246备自投装置的V2.05版本过负荷联切逻辑不够完善,这种逻辑下极有可能造成过负荷误联切。

3改进措施

对北京四方CSC-246备自投装置的V2.05版本进行更换至V1.22版本,其逻辑说明如下:

(1)Ⅰ线电流(IL1)大于电流定值Id3或Ⅱ线电流(IL2)大于电流定值Id4,经延时T4,第一轮联切出口(出口6);

(2)Ⅰ线电流(IL1)大于电流定值Id5,或Ⅱ线电流(IL2)大于电流定值Id6,经延时T5,第二轮联切出口(出口8);

(3)过负荷联切功能用联切压板投退;

(4)过负荷联切动作出口经备自投动作出口开放。逻辑图如图2所示。

我们以图1主接线10kV分段互投方式Ｉ段母线失压为例对V1.22版本逻辑关系进行说明,备自投装置检测Ⅰ段母线失压、进线Ⅰ无流、Ⅱ段母线有压,满足条件装置启动,延时T1出口跳开68A开关,检测68A开关分位,条件满足延时T3出口合68M开关,检测过负荷联切压板,投入时开放过负荷联切功能,如果#2主变过载,即进线Ⅱ电流IL2>Id4,延时T4第一轮联切出口跳相应馈线开关,进线Ⅱ电流IL2>Id6,延时T5第二轮联切出口跳相应馈线开关。当第一轮联切出口后如果进线Ⅱ电流IL2<Id6,第二轮联切不出口。

4结语

版本更换后对备自投进行试验,除常规试验外着重对过负荷联切功能的逻辑进行整组校验,试验结果正常,过负荷联切功能的逻辑试验报告如表1所示。经过版本更换后备自投装置的逻辑更加合理,防止主变本身重载或者人为因素导致备自投误联切馈线,提高电网运行的可靠性。

作者：鲍英飞    单位：国网福建福清市供电有限公司