关于提高110kV变电站备自投动作成功率的探讨

刘振海 刘成举 胡章勇

（鄄城县供电公司 山东 鄄城 274600）

0 引言

备自投装置是电力系统为了提高供电可靠性而装设的安全自动装置,当工作电源因故障消失后,并且在备自投装置整定时间(备自投装置跳进线开关时间)范围内重合闸未成功,备自投装置将工作电源断开,将备用电源投入工作。 随着电网规模不断扩大,为了保证供电的可靠性,进线备自投在110kV 电网中得到广泛的应用。

1 备自投动作基本原理

如图1 所示，1# 进线为主线路，2# 进线为备线路。正常运行方式为主线路1# 进线带下面的母线； 当主线路1# 进线发生故障，1DL 跳闸时，备自投装置将备线路2#进线通过2DL 投入运行，以保证正常供电。

图1 备自投动作基本原理图

2 备自投动作时间与线路重合闸的配合

在《3kV－110kV 电网继电保护装置运行整定规程》中指出:备自投装置启动后延时跳开工作电源,动作时间应大于本级线路电源侧后备保护动作时间,需要考虑重合闸时,应大于本级线路电源侧后备保护动作时间与线路重合闸时间之和。

在整定方案中优先考虑工作电源线路重合成功恢复供电,如果重合闸不成功备自投再动作。因此备自投装置动作跳工作电源的时间整定值tzd 为：

tzd = tII+ tch1+tch2+Δt

其中: tII——本级线路电源侧有灵敏度段保护动作时间;

tch1——电源侧重合闸时间;

tch2——负荷侧重合闸时间;

Δt——裕度。

如果备自投装置动作跳工作电源的时间较短,不能躲过线路重合成功的时间,将导致环网运行,可能会对一次设备带来冲击。 此外,可以合理选择线路重合闸的方式来避免线路重合闸和备自投装置同时动作。 电源侧开关的重合闸方式为检母线有压线路无压,负荷侧的重合闸方式为检线路有压母线无压。 这样如果备自投先于重合闸动作,母线有压,重合闸条件不满足,线路重合闸不出口,避免了线路重合闸和备自投装置同时动作，从而提高了正确动作可靠性。

3 备自投装置开关信号选取

大部分备自投装置只需使用开关位置的一个常闭节点就可实现对该开关的监控。在以往的设计中，因线路、母联保护装置与备自投装置都集中在继保室， 为方便施工和控制成本， 常取保护装置操作箱TWJ 继电器接点，实现对开关机构箱的开关常闭接点的监控，这一方法较取安装在开关场所的开关机构箱大大降低了施工量。 此外，众多备自投装置厂家图纸在开关量输入端都标注该开关量取自开关的TWJ 接点，这也是误导设计人员取TWJ 接点的原因之一。

但是，当开关停电检修，取下直流操作保险或直流电源失压时，其原本励磁的TWJ 重动继电器会失磁返回， 备自投装置检测不到开关的真实位置，将引起备自投装置的误动或拒动。 另外，开关操作箱的TWJ 继电器的动作回路往往串联储能接点， 当储能机构储能充足时，储能接点才能接通TWJ 继电器。 在开关机构储能的时间内，备自投装置检测不到开关的分位信号，而闭锁投备用开关信号会使事故扩大。 某供电局就发生类似事故：当时110kV 故障线路保护动作跳开两侧开关，一侧变电站的保护重合闸重合不成功， 另一侧变电站保护重合闸重合成功，其110kV 线路备自投装置动作，再次跳开该线路，但未能投上另一条110kV 备用电源线路，造成多个110kV 失压。 所以备自投装置开关位置的接入应取开关机构箱的辅助接点， 这样才能够及时正确地反映开关的合分位状态，从而保证备自投装置的正确动作。

4 备自投装置故障动作成功率低的要因及改进方法

4.1 备自投装置故障的要因

经过对备自投装置故障的认真统计和分析后，总结造成备自投装置故障的主要因素有以下三点：

4.1.1 利用备自投装置停用的机会，对各变电站备自投模拟各种故障进行试验分析后发现：①在进线开关偷跳时，备自投会失败，造成全站停电。②装置无电流闭锁，当PT 保险熔断时，备自投装置会误动。以上均是备自投装置逻辑程序不完善所造成的，严重威胁备自投的正常运行，直接影响备自投动作成功率，所以逻辑程序缺陷是造成备自投装置动作成功率低的主要因素。

4.1.2 在调试备自投装置和处理缺陷异常时发现，部分调试人员对备自投的工作原理了解得不够深入、细致，只能处理一些简单问题，导致出现故障或异常后不能恢复正常运行的概率增加。应通过加强专业技能培训来提高人员维护备自投装置的水平，工作人员专业技能培训力度不够是造成备自投装置动作成功率低的主要因素。

4.1.3 现场工作人员遇有装置方面的问题时，需要厂家提供准确合理地解释，并及时提供备品备件。但是实际工作中往往协调配合不够，致使备自投装置故障，是造成备自投装置动作成功率低的主要因素。

4.2 改进方法

4.2.1 根据各变电站的运行方式和实际情况，同厂家协商设计出合理完善的备自投逻辑图，并相应地对逻辑程序进行修改，利用备自投停用的机会进行实施。

4.2.2 组织专业技能培训，将基本理论和现场操作相结合，同时聘请专家进行现场专题讲座。

4.2.3 与厂家建立长期合作机制，组织赴厂家实地进行学习调研。 平时增强与厂家的联系，提前准备了备品备件，缩短了事故处理周期。

5 结束语

随着电力系统的不断完善和复杂，电网自动化和坚强程度要求日益提高，使得原来不太明显的问题逐步显现出来，需要我们在设计、施工、验收、使用的各个环节更进一步全面化和精细化，要充分地考虑电网运行的实际要求，加强对备自投的分析研究，保证备自投装置的可靠动作和电网的安全稳定运行。 变电站备自投动作成功率的提高，保证了电源不问断供电，防止事故的扩大和升级，同时大大提高了对用户的供电可靠性，由此带来的直接和间接经济效益、社会效益是不可估量的。