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主电源未失电情况下自投误动原因剖析
[ 通信界 | 刘亚玉 启东市供电公司 | www.cntxj.net | 2009/4/8 10:38:20 ]
 
引言
  随着电网的发展和用电户对供电可靠性、连续性和安全运行等要求的提高,备用电源自投装置(以下简称备自投)的应用已很普遍,其中进线备自投已成为保证110kV及以下变电所供电可靠的主要手段之一,确保备自投在该动作时正确动作,在该闭锁时正确闭锁,提高装置动作正确性一直被大家所关注。某地区110kV祁冬变曾发生一起在主电源未失电情况下110kV线路备自投误动作。就是因为装置二次电压熔丝接触不良、负荷电流偏小于临界值即有流定值时瞬时装置进入备自投动作状态,给电网正常运行、调度管理和地区并网小电厂带来严重威胁。
备自投误动作过程
  2006—07—13 因祁冬变#2主变702C相流变漏油停电消缺处理, #2主变将由35kV水冬线转供,调度发令合环调电操作,环路简图见图一,7时28分,合上220kV水滨变水冬327开关(合环),合环运行4分钟后,即7时32分8.94秒祁冬变110kV线路备自投闭锁,7时32分9.02秒主电源祁水712开关跳闸,跳主电源的同时,联切与地区电厂联络的联络线之一祁电389线,该联络线当时运行方式为空充线路,另一联络线冬电386线因开关跳闸线圈烧毁拒跳,未能实现联切,也因此避免了地区电厂与系统解列事故发生,电厂出力12MW,跳闸前备自投动作灯未亮,缺少备自投动作信息,7时32分9.88秒备用电源祁长716开关合闸。7时32分10.88秒备自投放电。查历史电流、电压曲线,动作前即7时30分水祁线电流为69.082A/0.57A,CT变比600/5,110kV正母线电压为115.5kV。

图1 环路简图
动作的备自投原理简要说明
  该备自投型号为WJBK-2C-53B,为双向线路式,祁水线、祁长线互为备用电源,备自投动作后,5.5S跳开失压回路的进线开关,同时联切35kV祁电、冬电线,0.5S后合上另一进线开关。软件版本已升级为V7.0,强化了投入功能,将“放电”与“闭锁”严格区分开。动作逻辑有三部分:充放电条件、起动(允许)条件(与)和闭锁条件(或)。充放电条件有开关的状态、控制字状态,充电时间定值5S。起动条件有线路无压、母线无压,本装置为母线无压,定值为25V,因主备电源进线均无线路电压互感器(以下简称PT),并且110kV母线接线方式为单(正)母线带旁母,电压取自110kV正母线,PT为三相式,装置采集UAB和UBC,有压定值70V,无压定值25V。闭锁条件有工作线路有流、过流闭锁、控制字退出等。本装置闭锁条件有工作线路有流,过流闭锁,有压闭锁,有流定值36A/0.3A(600/5)。当装置处于闭锁备自投条件时,说明该装置起动条件已满足,只不过闭锁条件解除均未满足。一旦其中满足一个或几个闭锁条件解除,装置已满足“充电”而直接进行备投动作。该备自投装置实现动作的简单逻辑框图见图2。

图2 简单逻辑框图
备自投误动作原因剖析
   3.1 从整个过程来分析,该备自投确是发生了动作,跳主电源开关1DL,联切联络线,合备用电源开关2DL。这个过程合乎备自投动作逻辑,装置无故障,上级主电源未失电,而且合环后的环路运行过程中,潮流分布正常,运行时负荷电流相近,也不是合环操作瞬间,主电源未失电有流,110kV正母线一次电压始终未失电,备自投动作属不正常,定性为备自投误动作。
  3.2 我们查询了后台SOE信息表, 7时32分8.94秒备自投发闭锁信号,说明装置处在检测主电源无压状态,即110kV正母线无压,满足起动条件。此时因有条件闭锁而未能实现备自投,该闭锁条件应属主电源有流。根据祁冬变实际运行状况分析,一些负荷较重的线路已逐渐移至其余变电所供,祁冬变负荷较轻,地区电厂并网负荷12MW,尤其在低谷时段,祁冬变的网供负荷即祁水712线负荷很低仅为8MW,CT变比很大为600/5,折算后的二次侧电流仅为0.65A,电流值很小。从历史曲线上看到的电流为0.57A,这是7:30采样到的数据,备自投动作是7:32,若此时电流波动处于临界状态,当负荷电流再稍下降,加上装置采集电流误差,满足了无流条件,至无流定值0.3A以下,闭锁条件解除,装置就进入备自投,备自投就会动作。
  3.3 在该过程中出现了较强的电磁干扰,计算机在处理干扰过程中,丢了备自投动作信息,动作灯未亮,干扰装置采集数据的正确性。受强电磁干扰引起备自投动作的可能性也存在,由于电磁干扰的不确定性,这种可能性在试验中无法得到验证。
  3.4 主电源没有失电(一二次均未失电),即系统无故障,备自投动作时,水滨变、祁冬变保护无任何异常动作信号,电压、电流显示正常,在方式恢复后,水祁线等设备运行也正常,因此,可排除由于系统故障引起备自投动作的可能。那怎么会出现无压满足起动条件呢?我们查询该装置工作原理接线图,该装置采集两段母线电压和两个进线电压,因实际一次接线为110kV单母线,两段母线电压合并为正母线电压,母线电压虽然为三相电压,但实际只采集UAB和UBC。我们分析出当时装置端子排上任意两相熔丝端子出现接触不良,电压悬浮,A相和C相电压均失去正确参考点,则UAB和UBC均为0,这时,再加上因采集到的负荷电流稍低于临界状态值,一触即发,就满足了备自投动作的条件,从而备自投动作。在事后试验中,失去二相电压装置发出闭锁信号。为此可确定因PT二次熔丝二相接触不良导致这次备自投误动的原因之一。
  3.5 设置闭锁条件主要考虑PT断线、手分、遥分以及正母线、主变故障等确保备自投不误动作。由于因外部开入量闭锁的设置,备自投在手分、遥分、开关偷跳都不会动作,故误动开关的可能不存在。由于操作中未涉及到熔丝、空气开关等操作,即使电压失电,但由于有电流闭锁,备自投也不会动作,因此,误操作电压二次回路致使失压的可能性也可排除。
防范措施和几点建议
  4.1 将电压熔丝更换为空气开关,确保装置二次电压回路接触可靠。交列入反措,将其余变电所备自投二次电压熔丝一并更换。
  4.2 将冬电386开关、祁电389开关的常闭辅助接点接入110kV线路备自投合祁长716开关回路,优点:防止因上级失电或非环路中该备自投误动作,因冬电386开关、祁电389开关拒分未能实现联切,当合上备用电源祁长716开关时将会造成电厂非同期并列,保护了电厂发电机受非同期并列时的合闸冲击。缺点是因祁长716开关未能正常合闸,造成祁冬变失电,减弱了备自投提高用电可靠性的作用。
  4.3 建议厂方将装置采集线电压数据应齐全,包括UAB、UBC、UAC,并采用逻辑“与”关系,保证在真正失压时起动备自投,保证无压起动条件满足的可信度、可靠度。
  4.4 建议厂方和上级调度继保整定部门:不断增强装置的灵敏度、精确度,增强采集有流数据的精确度,尽可能降低误差,提高抗强电磁干扰性能,合理设置闭锁定值,将有流闭锁定值适当降低,由0.3A减小到0.2A甚至更低,增强闭锁功能,确保真正实现未失电有流闭锁。缺点是如上级失电,有流闭锁应解除,因装置采集时出现正误差,电流值仍可能大于0.2A,出现装置拒动,无法起到电网第一道防线的作用,造成大面积停电事故。
  4.5 确保时间正确,固定周期对时,针对变电所现场后台机的SOE信息显示,动作过程信息显示时间等与调度台工作站信息显示间的差异和不一致性等,应采取将对时列入常规工作,对告警事故信息应尽可能的与后台机一致,尽可能的一一显示,减少或避免随机丢信息
  4.6 建议生技部将主备电源线路CT变比通过改一二次线圈档位接线,调整为300/5,提高二次侧电流,避免电流过小闭锁条件解除。
  4.7 合理调整运行方式,尽量减少避免35kV联络线与35kV电源并供祁冬变的小方式出现,合环中潮流重新分布较小,闭锁条件解除。

 

1作者:刘亚玉 启东市供电公司 来源:中国电力通信网 编辑:顾北

 

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