RCS9651備自投裝置異常動作問題探討

精品文檔-下載后可編輯RCS9651備自投裝置異常動作問題探討【摘要】供電網(wǎng)絡為了保證供電可靠性，在變電站內通常會配置備用電源自動投入裝置，簡稱備自投裝置。當系統(tǒng)電源因為故障失電后，能快速自動將備用電源投入使用，保證供電的連續(xù)可靠性。備自投裝置主要用于110kV及以下的中、低壓配電系統(tǒng)中，在純負荷變電站的220kV供電網(wǎng)絡中也有配置。當變電站低壓側帶有電源時，備自投的邏輯將受到影響，無法按照定值設定的時間動作，對供電穩(wěn)定性和可靠性帶來了一定的影響。本文結合某220kV負荷變電站備自投的實際動作情況，對這一問題進行了分析，并嘗試提出一些解決方案。

【關鍵詞】備自投;小電廠;聯(lián)切

1.引言

某220kV負荷變電站一次方式為兩個進線電源各帶一部分負荷，通過母聯(lián)斷路器互為備用，如圖一所示：高壓側兩個進線電源各接一段母線，通過高壓側母聯(lián)互為備用，每段220kV母線帶一個三卷主變，主變中低壓側各接到一段母線，中、低壓側母線直接帶負荷，同樣通過中低壓側母聯(lián)斷路器互為備用。本站特殊性在于#1變中壓側母線連接了一個地方小電廠，同時給系統(tǒng)供電。當電源2212因故障失電后，備自投需按設定時限及時動作，將2213電源投入使用，縮短#1變壓器所帶負荷停電時間，但本變電站因為中壓側電廠的原因，備自投裝置無法按要求時間動作，而且故障期間供電質量不滿足要求，對供電的安全可靠性造成一定影響。

圖一某220kV變電站主接線形式

2.自投動作實例分析

2.1備自投動作邏輯

以某變電站220kV側為例，備自投保護裝置為RCS9651，自投方式為分段（橋）開關自投，一次接線如圖二所示。正常運行方式下母聯(lián)2245開關分位，進線電源2212、2213開關均合位運行。

圖二自投邏輯分析圖

（1）備自投充電條件

1）2212、2213開關合位，2245開關分位;

2）#4母線、#5母線三個線電壓均大于有壓定值;

3）保護無閉鎖開入;

經(jīng)一定延時充電完成。

（2）備自投放電條件

1）2245開關在合位經(jīng)短延時;

2）各種閉鎖備自投開入瞬時;

3）#4、#5母線的三個線電壓均小于有壓定值，經(jīng)延時;

4）2212、2213、2245開關任何一個TWJ異常、使用本裝置操作回路時控制回路斷線、彈簧未儲能（合閘壓力異常）瞬時;

5）2212、2213開關拒跳瞬時;

6）整定控制字或軟壓板不允許#4、#5母線失壓分段自投。

2.2RCS9651動作實例

2022年3月該站2212線路發(fā)生永久故障三相跳閘，開關分開10秒后2245備自投裝置才動作，此時低壓側10kV部分出線已經(jīng)跳閘。經(jīng)檢查錄波報告發(fā)現(xiàn)，2212開關分開后220kV#4母線電壓并沒有直接消失，而是由正常電壓慢慢下降，8秒時下降至備自投定值啟動電壓，自投邏輯才啟動，延時2秒后出口。

2.3不正常動作原因分析

經(jīng)分析，2212開關斷開瞬間，#1變中壓側的電廠電源116線在2212分開后給110kV#4母線充電，帶110kV#4母線其他負荷，同時給#1主變充電，并通過#1主變給220kV#4母線和10kV#4母線充電，并對其上所有負荷送電。此時，220kV#4母線上仍為正常電壓，而備自投裝置啟動邏輯只判斷220kV#4母線4-9CVT采集的二次電壓和2212開關CT采集的二次電流，所以盡管2212開關已經(jīng)斷開，備自投邏輯也不能觸發(fā)。中壓側的電廠的發(fā)電機出力有限，只能在大電源系統(tǒng)中送出功率，無法獨自負擔#1變三側所有負荷，有功不足會導致頻率下降，無功不足會導致電壓下降，因為負荷中有功缺額較大，所以從2212開關斷開時刻起，電廠發(fā)電機頻率迅速下滑，電壓緩慢下降，當2212斷開后8秒時，220kV#4母線二次電壓降至30V，達到備自投保護低壓啟動定值，此時2212CT無電流，滿足自投啟動邏輯，于是裝置啟動，再經(jīng)2秒延時跳2212開關，合2245開關，用2213進線電源帶全站負荷。電廠開關116配置了低頻低壓解列裝置，低頻解列定值48.75HZ，滑差閉鎖定值5HZ/S，低壓解列定值0.7Un，低壓滑查閉鎖定值1HZ/S，因頻率下降速度達到了滑查閉鎖定值，所以解列裝置并未動作。

3.解決方案

由以上分析我們知道，備自投不能按定值時間動作，原因主要在于它的啟動邏輯只判別母線電壓及進線電流，當進線電源失電但主變中、低壓側有電源的時候，這個電源會對主變反充電，主變此時做升壓變壓器使用，導致自投的電壓判據(jù)無法滿足。通常地方小電廠并網(wǎng)處均設有低頻解列裝置，以便在大系統(tǒng)產(chǎn)生小擾動時盡快切除小電廠以免故障擴大，但當大系統(tǒng)中負載過重，導致失電時小電廠頻率崩潰時，有可能因頻率下降過快閉鎖解列裝置，導致本文中討論的備自投不正常動作情況出現(xiàn)。針對這種情況，我們提出了三種解決方案。

3.1進線永跳聯(lián)切

將2212線路保護操作箱的三相跳閘常開觸點串聯(lián)，通過2212控制屏上的聯(lián)切壓板并聯(lián)接入116電廠開關的永跳回路，如圖三所示。當2212開關因故障永跳時，將電廠開關116同時切斷，此時#1主變三側沒有任何電源，220kV#4母線無電壓，2245備自投邏輯可以正常啟動，將2213進線電源投入，最短時間內對用戶恢復供電，避免了發(fā)電機和用電設備因電壓和頻率崩潰帶來的損害，三相跳閘觸點串聯(lián)避免了當單相故障時誤切116?？紤]到2212開關停電檢修，其余設備不停電的情況，此時的運行方式為2245合位運行，2213進線電源帶全站負荷，備自投功能自動退出，不需要聯(lián)切回路，調試2212線路保護時要避免誤分116開關，所以在2212屏上設聯(lián)切壓板，通過此壓板投入或取消這個回路。

圖三聯(lián)切回路圖

3.2開關偷跳聯(lián)切

當2212開關因機構原因偷跳并無法重合時，2212線路保護不會動作，對此我們提出第二個解決方案：將三相分位常開觸點并聯(lián)接入一個重動延時繼電器，經(jīng)重動后的常開觸點并聯(lián)到永跳聯(lián)切的常開觸點上，如圖三所示。圖中ZJ為延時重動繼電器，延時按躲開關重合成功時間整定，防止瞬間故障誤切電廠開關，TWJA、TWJB、TWJC為三相斷路器分位繼電器敞開觸點，斷路器分位時閉合，之所以采用并聯(lián)接線，是考慮當一相偷跳且拒合的時候，斷路器非全相保護會動作，經(jīng)過2秒延時跳開三相開關，即是說如果采用串聯(lián)接線，聯(lián)切回路將延遲兩秒才動作。本功能同樣通過聯(lián)切壓板控制，防止2212開關停電檢修時誤切116開關。

3.3升級保護版本

圖四備自投啟動邏輯升級補丁

以上兩種方法在保證自投正常動作的同時，不可避免的造成了將電廠從系統(tǒng)中切除的情況，如果需要將電廠重新接入系統(tǒng)，則需手動操作。因此我們提出了第二種解決方案：升級保護版本。升級后增加的備自投啟動邏輯如圖四所示。圖中的短延時T1是為了防止聯(lián)切開入觸點抖動備自投誤動作。讓廠家對裝置邏輯進行升級，增加備自投啟動開入觸點，在滿足進線開關無流的情況下，只要觸點開入即可強行啟動備自投邏輯，此時將聯(lián)切回路接到備自投啟動開入內，即用聯(lián)切回路啟動備自投邏輯，備自投啟動后的動作行為和常規(guī)一致，但是不需要延時2秒動作。若2212保護永跳但開關拒跳，因為故障沒有切除，進線開關有電流，備自投不會動作，不會將故障元件投入到運行系統(tǒng)中。用這種方法強行啟動備自投，可以避免切除電廠開關，最快速無損失的恢復供電，但保護邏輯的更改需要反復的論證和實際檢驗，并不是立即可行的解決方案。

4.總結

在變電站低壓側帶有電源