CSB21A
CSB21A备自投装置误动作分析与改进
作者：苏明江
来源：《科技创新导报》2012年第07期
摘要:从一次事故中找出了变电站主变压器备用电源自动投入装置发生误动作的原因;一是10kV母线无压判据取单相电压不合理;二是自投装置对电流的识别精度低。
关键词:备用自投装置误动作单相接地
中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)03(a)-0025-03
在现代电力系统中,有些情况下为了节省设备投资、简化电力网的接线及其继电保护装置的配置方式,在较低电压等级的电力网(如10～35kV的电网)中或在较高电压等级的电网(如
110kV电网)中的非主干线,以及在大多数用户的供电系统中,常常采用所谓放射型的供电方式。在这些系统接线方式中,为提高对用户供电的可靠性,可采用备用电源自动投入装置,简称BZT装置,使系统自动装置与继电保护装置相结合。这是一种提高对用户不间断供电的经济而又有效的重要技术措施之一。
110kVxx变10kV备自投装置采用北京四方继保自动化有限公司生产的CSB-21A型数字式备用电源自动投入装置。它以第三代微机保护通用硬件为基础,采用可编程逻辑的设计思想,可以实现灵活设置各种运行方式,适用于380V-110kV各种电压等级的备用电源自动投入的装置。同时,作为CSC-2000综合自动化系统的配套装置,CSB-21A可以通过网络报送丰富的信息,诸如每个出口的准确时间顺序记录、各开关量变化的准确时间顺序记录等,充分体现了装置的优越性。
目前,xx供电公司所属110kVxx变电站,担负着xx钢铁公司的供电任务,一类负荷多,对供电可靠性要求高,因此,为满足xx钢铁厂对供电可靠性的要求,在xx变电站的110kV进线装设备自投装置,10kV四段母线中,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ、Ⅳ母线分别装设了一套备自投装置(如图1)。
该变电站10kV线路发生单相接地故障,几秒钟后,在#1主变压器供电正常的情况下,主变压器备用自投装置动作,将运行中的#1主变压器的低压801断路器跳开,#2主变投入运行。表面看在站内供电正常的情况下,10kV母线有电压,而且变压器低压侧断路器有电流,备用自投装置动作的条件都不满足,为什么备用自投装置会动作呢？
该站的主变压器备用自投装置采用的是CSB21A型数字式备用电源自动投入保护装置。它提供:8路模拟量的输入(4路电流量和4路电压量),可以任意接入所需的母线电压(相电压或线电压)、线路电压、主变压器低压侧电流;9路通用的开关量输入,可以接入主变压器两侧的断路器与母联断路器的位置继电器的辅助触点。
在定值中,可以利用这些资源,灵活定义装置在各种条件下的动作行为,从而完成整个的备用电源自动投入过程。可实现手动跳闸闭锁、备用电源过负荷联切线路等功能,还可以引入如母线保护动作、主变压器保护动作等信息作为闭锁的条件。在CSB21A装置中,共可以定义8个独立的动作,其相互之间没有任何联系,可以分别整定它们的动作条件。同时,在该装置中还固化了8组预置定值,分别对应母联或桥断路器备用自投、线路备投、变压器备用自投,以及均衡负荷母联备用自投等多种方案。
如前图所示的运行方式,变电站10kV母线采用单母线分段的主接线方式。在正常情况下,采用110kV线路供110kVⅠ、Ⅱ号母线带#1主变压器运行,#1主变压器供10VⅠ、Ⅱ号母线,#2主变压器在热备用状态的方式。因此,该装置采用了预置定值中的00定值区,在该定值区中,检无压的门坎值为17.3V(取10kV母线81TV或82TV的A相电压),检有流的门坎值为0.4A。
如当一台主变压器运行,另一台主变压器热备用,且10kV母联断路器处于合闸时,主变压器备用自投投入运行。其备用自投的逻辑为:当10kV母线无压(电压
当时后台发出10kV母线接地信号。同一时间,主变压器备用自投动作,跳开#1主变压器低压侧断路器,合上#2主变压器两侧断路器。
经过检查,发现该站的主变压器备用自投装置,所采用的电压为10kV母线的A相电压,其整定值为17.3V。根据保护所发出的信号,当时10kV线路单相金属性接地时的接地相恰为A相,其接地电压为零,小于装置的整定值,从而装置判定10kVⅠ号母线失压。这时备用自投装置应该检测到运行主变压器低压侧有电流,而启动其闭锁判据来闭锁装置,使其不动作。
查看备用自投装置定值中的闭锁电流定值为0.4A,该站#1、#2主变压器低压侧的TA变比为3000/5,所以其闭锁电流为600×0.4=240A。而该站当日有几条10kV重载线路停电改造,使当天主变压器的负荷比较轻,约只有1.4MVA,10kV侧的负荷电流230A
通过以上分析, 发现当线路发生某相接地故障,系统负荷较小时,CSB-21A会误动作。
10kV母线无压判据取单相电压来实现不合理。10kV母线无压判据采用单相电压,在10kV 线路发生金属性接地时,接地相的电压为零。这时接地相刚好是备用自投装置采用的电压相,使得装置误判断为主变压器低压侧无压,符合启动的条件,从而使自投装置误启动。
我们选了两套方案来改进检无压判据(如图2)。
这是CSB-21A的原理接线,选取单相电压做检无压判据,线路发生单相故障时,如果故障相恰为判断相,备自投检无压就会启动。
方案一(如图3):