一起110 kV变电站备自投装置误动的事故分析

刘纪堂

摘 要：备用电源自投装置在电网中的使用，是保证电网安全、稳定、可靠运行的有力技术手段。但由于受电网运行要求的约束，备自投装置在电网的实际应用中经常会出现问题。对一起110 kV变电站备自投装置误动的事故原因进行了分析，并提出了改进措施，期望在遇到和处理此类情况时能够起到积极的启发作用。

关键词：110 kV变电站；备自投装置；误动事故；母联备自投方式

中图分类号：TM762.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.146

随着电力事业的突飞猛进，为了确保变电站能够正常运转，备自投装置的运行状况将对用电系统的正常运转起到关键作用。备自投装置是供电网络系统自动装置与继电保护装置相结合，是一种对供电网络提供不间断供电的经济而又有效的技术措施。当工作电源因故障或其他原因消失后，备自投能够将备用电源或其他正常工作电源自动、迅速地投入工作，并断开工作电源。它保证了电网正常、可靠地运行，在电力系统中得到了广泛应用。

1 变配电站备自投的供电方式

目前，电网应用的变配电站备用电源自动投入装置（备自投）一般有2种基本的供电方式。第一种如图1所示，母联分段供电方式，母联开关断开，2个工作电源分别供电，2个电源互为备用。此方式称为母联备自投方式。第二种如图2所示，双进线向单母线供电方式，即由一个工作电源供电，另一个电源为备用。此方式称为线路备自投方式。

2 母联备自投工作原理

如图3所示，正常运行时，2段母线电压正常，2主供电断路器闭合，母联断路器断开。

备自投动作条件如下：①只有工作电源确实被断开后，备自投才能启动；②主变后备保护动作时，均应闭锁相应电压等级的备自投装置；③人工手动断开工作电源开关时，备自投不应工作；④备自投整定延时应大于最大外部故障切除时间和重合闸时间。

如图3所示，TV装在母线侧时（TV1和TV2），装置正向运行，一段母线失压，另一段母线电压正常，无外部闭锁开关量输入。当满足条件后，先跳开失压线路开关QF1（或QF2），经延时后合上分段开关QF3。

3 某变电站备自投误动作

变电站一次系统如图4所示。

事件经过如下：2011-05-13T17：12左右，监控系统报警，显示某110 kV变电站的10 kV侧500分段备自投装置动作。经运行人员检查发现，10 kVI段母线已失压，Ⅱ段母线电压正常，500，502开关均在合位，501已跳开，无保护动作报文，但发现TV1空气开关已跳开。因此，初步判断为500分段备自投装置可能因失压引起误动。

随后，工作人员对备自投装置进行检查。调阅500分段备自投定值发现，110 kV变电站的10 kV侧开关CT变比为8 000/1，备自投电流闭锁值为0.2 A；调阅该开关日负荷电流曲线得知，该开关CT在备自投动作时段最大一次负荷电流为346 A，转换为二次电流值为0.043 A。

4 备自投误动作原因分析

依据备自投的工作原理逻辑图分析，得出备自投装置误动的几点原因：①当电压回路断线时，因负荷电流太小，电流闭锁回路不能将备自投装置闭锁。例如在深夜雷雨天气时，受雷击影响，电压互感器一次保险烧断，使二次回路失压（图5中1#进线无压条件满足），但由于此时负荷电流（二次值）小于备自投闭锁电流（0.2 A）（图5中1#进线无流条件满足），造成装置可能误动作。②工作人员在备自投二次回路上工作时，由于误碰或误接二次接线，造成备自投装置误动作。例如工作人员误短接备自投跳闸电源回路，引起装置误动。③定值配合不当，引起备自投装置误动。

根据以上备自投误动作的原因分析可知，本案例备自投误动应为第一种原因引起，即由于TV1空气开关跳开，造成备自投误判10 kVI母无压。由于负荷电流二次电流值为0.043 A，小于备自投电流闭锁值0.2 A，因此装置判断主变低压侧无流。此时，10 kVⅡ母电压正常，满足装置动作条件，因此500分段备自投动作，经延时跳开501开关，再合500开关。

5 解决方案

综合以上几点原因分析，为了防止由于TV失压引起备自投误动，提出了以下几种解决方案：①在电流回路增设放大器。此方案需要在电流回路中增加附加回路，增大了电流回路开路的风险，降低了回路的可靠性，也增大了投资，因此认为不是最佳方案。②将备自投装置的电压空气开关换成容量较大的开关，以防跳开。考虑到保护的级差配合，如果本侧发生短路，本侧的空开将不能保证优先跳开，可能导致对侧TV空开跳开，而对其他运行回路造成影响，因此也不是最佳方案。③使用带脱扣节点的电压空气开关，并将空开常闭接点并入备自投回路，作为闭锁备自投的条件之一。此方案为最终采用方案。改进后的备自投功能图如图5所示。

当TV二次空开正常投入时，新增常闭触点断开，只要满足备自投动作条件，备自投就动作。此时，备自投不会被闭锁。而当TV二次空开跳开后，常闭触点闭合，将备自投闭锁，备自投不会误动作。

6 结论

变电站继电保护和自动装置等二次设备是保障电力一次系统安全、稳定运行的重要组成部分。为了减少停电，提高供电可靠性，应制订各种措施，防止备自投装置的误动和拒动。主要措施有：①备自投验收时，应做好各个功能和回路的校验，以保证闭锁和跳闸回路的正确性；新投入的备自投装置应进行带负荷试验，以确保装置正确动作。②制作每个变电站的负荷曲线，对于负荷较小的线路，尽量将电流闭锁定值整定得小一些，以确保PT断线时能闭锁备自投。③提高整定计算人员和运行人员的专业素质，尽量避免由于误整定和误碰、误接线引起的装置不正确动作。④对装置进行局部技改，比如本案例从动作逻辑上保证装置的正确动作。

7 结束语

综上所述，在变电站10 kV母线上装设备自投装置是提高电网工作可靠性的重要措施之一。本文对一起备自投装置误动作行为进行了分析，并对备自投装置动作逻辑提出了改进措施，对预防此类事故的发生有一定的积极作用，在变电运行专业及相关设备改造过程中应该注意的点上起一个警示作用。总之，在设备改造过程中，应认真思考，防微杜渐，以确保电网正常运行。

参考文献

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[2]刁小玲.220 kV备自投动作失败原因分析及改进措施[J].电工技术，2010（08）.

[3]董少江.变电站110 kV线路备自投异常动作分析——以某变电站为例[J].企业技术开发，2015（36）.

〔编辑：刘晓芳〕