论在地方电源丰富的地区提高保护重合闸和备投装置动作成功率的方法与举措

摘 要：随着经济社会的快速发展，人们对电力供应的要求也越来越高，本文将结合我局在处理阳春地区地方电源影响主网保护设备重合闸和备投装置动作成功率问题上的一点经验，来分析在地方电源丰富的地区提高保护重合闸和备投装置动作成功率的方法与举措。

关键词：地方电源、重合闸、备投装置、保护联切

前言：

阳春地区水电资源丰富，保守估计全市水能蕴藏量为60.2万kW。截止2011年初，共有并网水电站405座，总装机容量302兆瓦，其中110kV并网水电站4座，总装机容量69.6兆瓦，最大可调出力61兆瓦。阳春电网由于历史原因造成设备残旧、网架结构设置不合理，单电源多级串供的问题比较普遍；同时小水电上网线路与用户负荷线路相互混杂、区分不清，造成雷雨季节时往往由于地方电源无法快速切除而影响了主网保护重合闸和备投装置动作的成功率，从而造成大面积停电的事件时有发生。因此研究采取措施来提高主网保护设备重合闸和备投装置的动作成功率、坚决杜绝大面积停电事件的发生成为了我们研究的主题。

一、问题辨析：

过去在处理地方电源的问题有过几种做法：（1）要求上网小机组装设低周、低压（或高周）切机保护；（2）在受端的馈线上，对于有小机组上网的负荷混合线路应装设低周、低压（或高周）保护（或由主变中性点零序电流、电压保护）切除该线路；（3）条件允许时，可采用解列重合闸方式，即受端保护动作后不切本线开关而是联切地区电源（或地区电源并网线路）开关，之后由主网侧重合闸检无压重合恢复供电。但是在处理阳春地区的实际问题上如何进行选择和匹配，成为了我们研究的焦点。

我们组织阳春局调度、变电等部门的有关人员从09年初就“小水电负荷线路的残压影响主网设备的重合闸和备自投动作成功率”的问题展开研讨，并前往清远、云浮等兄弟单位学习经验，确定了通过“增加保护动作联切小水电负荷出线的二次回路、修改主网负荷侧保护重合闸方式为解列重合闸方式、合理配置备投装置动作逻辑”的方法来解决“小水电负荷线路的残压影响主网设备的重合闸和备自投动作成功率”的问题。

二、设定目标：

我们确定的目标是到2010年底要使阳春片网的110kV保护重合闸成功率由62.74%提高至75%以上、备投装置动作成功率达到100%。

三、工程实施：

在现场实施过程中，我们又相继克服了一些技术问题：

（一）“如何保证动作联切与保护动作同时刻动作”的问题。

明确“在110kV保护装置动作跳闸的同时用‘保护动作跳闸’的备用出口接点瞬时去联切10kV～110kV小水电上网线路开关”；同时考虑现场运行设备的实际状况，要求被联切的110kV线路间隔的联切二次回路接入保护装置的“保护跳”的回路（即考虑线路开关被联切动作以后允许重合闸一次），被联切的10kV～35kV间隔的联切二次回路接入保护装置的“手跳”的回路（即不考虑相关间隔开关被联切动作以后的重合闸问题，由运行或调度人员手动同期合闸恢复供电）。

（二）“联切出口设置数量不足”的问题。

我们与保护设备厂家在充分讨论与协商的前提下，提出了“通过加装中间重动继电器、借用保护屏的备用压板的方式，来将联切回路并接入保护跳闸回路”的解决办法（具体回路设置参看附录中的“联切保护原理图）。

1、在主网电源线路保护屏上设置一个“联切总出口”压板，将其与中间重动继电器、“保护动作跳闸”的备用出口接点相互串接形成动作联切的逻辑回路。这样做的好处在于只有在保护动作的情况下联切动作回路才会发挥作用。中间重动继电器的每副接点均串接一块压板、与被联切间隔提供的正电源形成动作联切的执行回路，以方便运行人员根据现场实际情况来投退相关的保护动作联切执行回路。

2、在被联切间隔的保护屏上设置一个“联切出口”压板，将来自不同电源间隔的动作联切的执行回路并联接入中间重动继电器，用本间隔的正电源与中间重动继电器动作接点、“联切出口”压板串联后接入本间隔的“保护跳”（或“手跳”）回路，来形成各间隔动作联切的具体执行回路。

（三）主网110kV备自投装置逻辑设置配合的问题。

由于现场实际情况各有不同，这里以两个110kV变电站为例来说明我们110kV备自投装置动作逻辑的设置思路：

1、马水站110kV备自投配合逻辑

方式1：春马线运行随马线热备用方式

如春马线故障，当春城站侧春马线开关跳闸而马水站侧春马线开关不动作时，若春城站侧春马线开关重合不成功，由马水站110kV备自投在110kV母线失压后动作切开马水站侧春马线开关（跳闸时间躲春马线重合闸时间，选3秒）并合随马线开关（合闸时间1秒）。

如春马线故障，当春城站侧春马线开关跳闸和马水站侧春马线开关跳闸（同时联切小水电线路）时，若春城站侧春马线开关重合不成功，由马水站110kV备自投在110kV母线失压后动作切开马水站侧春马线开关（跳闸时间躲春马线重合闸时间，选3秒）并合随马线开关（合闸时间1秒）。

方式2：随马线运行春马线热备用方式

逻辑设置同上，配合关系见下图：

2、崆峒站110kV备自投配合逻辑

方式1：莲崆线运行马崆线热备用方式

如莲崆线故障，当莲塘站侧莲崆线开关跳闸而崆峒站侧莲崆线开关不动作时，若莲塘站侧莲崆线开关重合不成功，由崆峒站110kV备自投在110kV母线失压后动作切开崆峒站侧莲崆线开关（跳闸时间躲莲崆线重合闸时间，选4秒）并合马崆线开关（合闸时间1秒）。

如莲崆线故障，当莲塘站侧莲崆线开关跳闸和崆峒站侧莲崆线开关跳闸（同时联切小水电线路）时，若莲塘站侧莲崆线开关重合不成功，由崆峒站110kV备自投在110kV母线失压后动作切开崆峒站侧莲崆线开关（跳闸时间躲莲崆线重合闸时间，选4秒）并合马崆线开关（合闸时间1秒）。

方式2：马崆线运行莲崆线热备用方式

逻辑设置同上，配合关系见下图：

从上述分析可以看出，我们从三个方面来考虑重合闸和备自投装置的配合问题：

1、适当放宽负荷侧的保护重合闸条件，在故障时刻优先在负荷侧执行重合，尽量缩小停电范围；

2、对站内确定的小电源间隔开关均做无选择的动作联切，以确保母线满足无压条件；然后被联切间隔的开关通过自身的重合闸方式选择重合或通过人员手动同期合闸来恢复送电；

3、重合闸与备自投装置的时间配合关系上以重合闸为先、备投装置后动作，重合闸时限短、备投动作时限长。

四、结语：

在采取了上述技术措施以后，阳春片网的重合闸动作成功率水平得到了较大幅度的提高（由改造前的63.75%提高到现在的77.78%）、备投动作成功率更是达到了100%，完全达到了我们之前设想的目标。

但是我们也要看到该措施的局限性：不能使多级串供小电源的重合闸问题全部解决，尤其是已完善联切功能的非终端线路保护联切地区电源（或地区电源并网线路）开关后，在地区电源的作用下，地区电源并网线路主网侧存在重合闸不成功风险；要提高110kV线路的重合闸成功率，最根本的措施是改善电网结构，尽量减少多级110kV线路串供的方式。对于带有地方小电源多级110kV站串供的电网，无论采用何种措施的重合闸方式，都无法保证电网供电的可靠性。

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