备自投装置外部闭锁回路分析及其改进技术的探讨

1 引言

由于电网规模的不断扩大，电力系统网络结构日益复杂，为保证电力系统供电可靠性，系统中一般多采用环形电网供电。而对于110kV及以下电压等级的供电系统，通常采用备用电源自动投入(以下简称备自投)装置来提高系统的供电可靠性[1]。因此，在电网发展越来越快的情况下，备自投装置所起的作用越来越重要，应用越来越广泛，特别在地区电网和配电网中尤为突出，比如在阳江电网里，全网18座110kV变电站中有16座变电站装设备自投装置。由于备自投装置的大量使用，使供电可靠性得到很好的保证。然而，备自投装置能正确动作的关键除了选用合理的备自投方式、高质量的装置等因素外，外部闭锁回路也起着举足轻重的作用。

2 备自投使用方式

目前，备自投装置普遍使用的方式主要有三大类，分别是母联备自投、变压器备自投、线路开关备自投。而外部闭锁回路一般包括母线保护动作闭锁、主变保护动作闭锁和开关保护动作闭锁[2]，本文仅以线路开关备自投为例来探讨一下外部闭锁回路的情况。

3 外部闭锁回路分析及存在问题

阳江电网中110kV白沙变电站装设一套线路开关备自投装置，其一次接线图如图一。

正常运行方式下，该装置使用的逻辑是110kV漠白线1QF开关和110kV阳白线2QF开关互为备自投，即1QF运行，2QF热备用，当110kV漠白线故障且1QF开关重合闸不成功时，2QF开关马上自动投入;同样，当2QF运行，1QF热备用，110kV阳白线故障且2QF开关重合闸不成功时，1QF开关马上自动投入，这两种方式下都能够保证110kV母线连续供电。

然而，由于该站为无人值守站，若需要全站停电，当远方遥控断开110kV漠白线1QF开关时，刚好符合备自投逻辑，备自投装置动作，随即使2QF开关马上自动投入，110kV母线依然带电运行。为什么会出现这种情况呢?通过对备自投外部闭锁回路进行分析和检查后，发现手动或遥控断开开关时，均没有给备自投发送闭锁信号的回路，备自投装置无法识别是人工断开开关还是线路故障跳开开关，容易造成备自投误动作，如图二。

4 改造实施方案分析

原因找到了，接下来需要采取改造的措施。因为备自投装置有一对开入闭锁接点，所以我们只需在开关控制回路里增加一对手分或遥分开关的动作接点连接到备自投装置的闭锁接点就可以了。

分析开关控制回路图，拟出两个方案。

方案一：利用开关操作箱内的手跳继电器接点。

方案二：在手分和遥分开关出口处增加一个中间继电器，利用中间继电器的接点去闭锁备自投装置。

方案一的做法简单明了，经济实用，只需增加一根电缆即可实现;而方案二却需要改变原控制回路，并且增加继电器，接线相对复杂。相比之下，考虑使用方案一。但是，部分开关保护操作箱里是没有备用的手跳继电器接点引出的，而且也难于在操作箱里改进，本例就属此类型，因此不得不放弃方案一。

回过头来再看方案二，也就是在图二中增加一个中间继电器，如图三。

虽然在这种方案下可以实现手动或遥控断开开关时，给备自投发送了闭锁信号，能可靠地闭锁备自投装置，但是，要注意到，备自投动作时跳110kV漠白线1QF开关的接点也恰好接在手跳出口的位置，也就是说，当1QF运行，2QF热备用，而110kV漠白线故障或1QF开关重合闸不成功时，备自投装置会再发一次跳开1QF开关的命令，此命令同时也闭锁了备自投装置的进一步动作，2QF开关不能自动投入，备自投逻辑没能执行完整，备自投不成功，相当于直接将备自投装置退出运行。严重影响了备自投装置的正常使用，不能直接采用该方案。

此时，可以考虑利用开关控制把手KK的备用接点，并使用中间继电器的另一对接点来解决这个矛盾。改进后的方案二见图四。

由图四可以看出，不论是手动操作KK把手还是远方遥分操作，均可使中间继电器Z带电，从而使得中间继电器的两对接点闭合，一对仍然作用于出口，保证原回路功能的完整实现;另一对接点则接至备自投装置以闭锁备自投动作，实现了闭锁要求。因此，改进后的方案二才是解决该问题的最佳选择。

经核查后发现，阳江电网内共有5套备自投装置存在类似的缺陷，均可采用改进后的方案二进行技术改造。通过改造，及时地避免了备自投误动作的事故发生。

当然，如果现场暂时不具备改造的条件，也可采取临时措施，如通过修改运行规程规范操作步骤，即当需要全站停电时，先将备自投装置退出运行，再进行开关的操作。

5 几点建议

1) 如果在设计外部闭锁回路(包括低频低压减载或稳控装置等)时，能够考虑到手分或遥分开关要闭锁备自投的话，只需保留一对手跳继电器备用接点就可使用方案一轻松实现。

2) 在进行备自投逻辑试验时，必须严格按照备自投逻辑进行逐一检验，尤其应注意对备自投闭锁逻辑的试验，同时要把备自投装置完全独立出来，避免备自投回路与其他回路混杂而影响结果。

3) 模拟试验只能用来检验备自投装置的一般逻辑功能，因此，投产验收时，必须进行备自投装置的实际带开关跳、合闸试验，以检验整个回路的正确性。

6 结束语

目前，使用备自投装置已经成为保证电网稳定运行的重要手段之一，运行实践证明，备自投装置的广泛使用，有效地保证了系统的安全、稳定运行，有效地提高系统供电可靠性，因此开展备自投的分析研究，对于系统安全、稳定、可靠、经济的运行具有重要的现实意义，如何进一步完善备自投装置的功能实现、如何更好地做好运行维护工作，更是我们电力工作者责无旁贷的任务。

参考文献

[1]王维俭 电气主设备继电保护原理与应用[M].中国电力出版社.1996

[2]岑尧彬 变电站备用电源自动投切装置的原理及应用[J].科技信息(科学教研) .2007. (8)

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