一起直流系统异常引起的保护拒动分析和思考

朱坤华

摘 要：通过一起直流系统异常引起的保护拒动事件的分析，认识变电站直流系统、备自投装置，及他们在这起事件中的关联性，思考如何提高变电运行工作质量和安全管理，对变电运行工作的开展提供借鉴。

关键词：直流系统；备自投；保护拒动；变电运行；安全管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.178

近期，笔者班组所管辖的一座110kV变电站在用110kV备自投装置倒电过程中发生一起装置拒动事件，在对这起事件的原因查找分析过程中，发现与直流系统日常运行状况有关系，结合变电运行岗位工作，带来一些直流系统、备自投装置知识及变电运行工作上的思考。

1 110kV变电站备自投装置的功能

110kV变电站备自投装置作为进线电源主备运行方式下，主供电源出故障时，备自投装置经过对主供电源、备用电源运行情况识别判断，满足预定逻辑条件时则装置动作出口，将主供电源自动切换到备供电源线路上，以满足变电站进线电源可靠持续供电运行，防止全站失电事故，避免停电损失。

2 110kV变电站直流系统运行异常与备自投装置拒动事件

某110kV变电站，站内主变检修工作前倒换110kV进线运行方式。倒换前运行方式，110kV进线1运行，进线2热备用，内桥断路器运行，进线1供1号主变压器运行，内桥断路器供2号主变压器运行，110kV备自投装置运行，直流系统浮充电运行。当日，运行人员到达现场，检查110kV设备、备自投装置，检查情况汇报值班调度，具备倒电操作条件。值班调度预令准备安排主供电源线路对侧变电站操作断路器断电，通过110kV变电站备自投动作来倒换进线电源运行方式，让现场做好设备检查和配合工作，随后，值班调度下令主供电源线路对侧变电站操作断路器断电。在主供电源线路对侧变电站操作断路器断电后，本侧110kV变电站备自投动作不成功，全站失压停电。

现场运行人员随即启动事故处置预案，对110kV设备、备自投装置、后台监控系统进行检查，发现后台监控系统失电，其余设备未见异常。检查情况汇报值班调度后，调控端远方断开主供电源进线断路器，合上备供电源进线断路器，现场运行人员配合断路位置、设备操作后检查，恢复了该110kV变电站供电。

经过检查，现场保护压板投入正确，调控端倒电后站内一次设备、二次设备运行正常。进入110kV备自投装置查看运行动作信息，备自投装置上一次退出、投入操作后充电运行正常，与操作指令记录一一对应。

110kV备自投装置上一次退出操作中，投入闭锁110kV备自功能，装置信息“自投总闭锁 0→1”、“自投方式2充电 1→0”，显示备自投功能退出。

110kV备自投装置上一次投入操作中，退出闭锁110kV备自功能，装置信息“自投总闭锁 1→0”、“自投方式2充电 0→1”，显示备自投功能投入。

110kV备自投装置自上次投入运行至当天倒电操作，期间没有投退操作，装置无异常信息，表明110kV备自投装置运行正常。

110kV备自投装置倒电当时动作信息：

10：34：25：267 整组启动 0→1

10：34：25：295 KKJ2 1→0

10：34：25：306 自投方式2充电 1→0

综合上述信息，倒电时110kV备自投装置功能启动，紧接着一个KKJ2信号变位，110kV备自投装置放电，未能正确动作出口，导致现场备自投倒电失败，造成拒动事件。

在查询110kV备自投装置技术说明书得知，KKJ2为装置的一个输入信号，可能为装置异常导致备自投装置放电，而未完成动作出口。询问现场运行人员，在调度通知即将调控端倒电后，站内保护装置发生黑屏又启动现象，后台监控失电不能启动（在检查中发现是逆变器供后台监控电源空开跳闸），逆变器曾经发生过缺陷，切换试验中失电不能启动，维修继续使用。再进一步查询直流系统设备状况，遗留两只蓄电池运行中单只电压低，时有告警、自动恢复缺陷。初步判断是直流系统运行不稳定，倒电过程中出现直流电源“闪断”而造成110kV备自投装置拒动、倒电失败。在继电保护人员检查110kV备自投装置，分析 KKJ2信号变位原因，模拟实验证实了我们的判断，装置启动时失电会出现KKJ2信号变位、110kV备自投装置放电，可能原因为本装置失电或外部输入信号的装置失电，如与之相连的主变保护装置。在对直流系统进一步核对性放电试验发现，蓄电池组整体核对性放电试验中电压降较快，多只电池损耗较快，模拟实验中存在交直流电源切换瞬间掉电现象。

至此，110kV备自投装置拒动、倒电失败原因基本查清，直流系统蓄电池组运行不稳定，在倒电中出现直流系统瞬间失电，导致站内保护装置、110kV备自投装置出现瞬间掉电，从而影响110kV备自投装置正确动作出口。后续使用临时蓄电池组替换，在恢复110kV设备运行方式时，使用110kV备自投装置倒换110kV进线电源时正确动作出口，设备运行正常。站内工作完毕后已将蓄电池组更换列入工作计划，彻底解决直流系统问题。

3 这起事件的变电运行工作思考

（1）变电运行操作前应做好风险预控，涉及运行方式改变时要考虑停电风险，通过班前会学习风险预控措施和应急处理预案，必要时进行预演，以提高现场应急处理能力。

（2）变电设备操作前应做好现场堪查，操作设备及相关的保护装置、压板投切、后台信号要仔细检查，确保现场设备状况良好，满足设备操作条件。

（3）日常运行维护工作中应细心谨慎、见微知著，对设备运行状况保持敏感性，以风险辨识的专业眼光去巡视维护设备，掌握设备异常、缺陷的趋势发展和风险后果，管理好现场设备。

（4）日常运行维护中发现的设备隐患、异常和缺陷，应及时开展设备风险辨识和风险数据库管理，为后续运行维护、运行操作提供风险预控数据，综合提高变电运行工作质量和安全管理。

（5）变电运行工作案例、设备典型缺陷梳理建立数据库，既可以完善培训内容，有利于变电运行人员技能水平的快速提高，又可以给后续的工作提供参照，全面提升现场工作效能。

4 小结

通过这起直流系统异常引起的保护拒动事件的分析，认识变电站直流系统、备自投装置，及他们在这起事件中的关联性，思考如何提高变电运行工作質量和安全管理，对变电运行工作的开展提供借鉴。