某变电站110 kV线路备自投异常动作原因分析与对策

李杰

摘要：随着变电站自动化建设日趋完善，110 kV电源备自投装置成为了电力自动化建设的标配。然而在实际应用中，备自投的逻辑会受低压侧电源的影响，出现异常动作的情况，无法按照定值设定的时间动作，影响供电稳定性。现以某变电站110 kV线路备自投异常动作为例进行分析，提出了相应对策，为电网稳定运行提供了保障。

关键词：110 kV线路;备自投;异常动作

1 事件概况

2019年5月某日，某变电站110 kV线路出现备自投动作异常的情况。110 kV 2M PT并列装置重动回路失压，23：12：11.364 110 kV线路备自投保护动作，切开110 kV芙冶线1216开关，然后备自投合上110 kV鹰冶线1286开关，23：12：11.585 110 kV鹰冶线合闸后距离加速保护动作，跳开1286开关。

2 110 kV线路备自投异常动作分析

2.1    保护动作过程

保护动作过程详细时序如表1所示。110 kV备自投保护在23：12：10开始启动，在1 s内完成了跳主供电源、合备供电源、鹰冶线距离加速保护动作、鹰冶线距离I段保护动作。

动作过程时序如图1所示。

2.2    保护动作行为分析

2.2.1    110 kV线路备自投保护装置动作分析

表2为110 kV线路备自投保护相关定值，据此我们做出如下分析：110 kV芙冶线与110 kV鹰冶线互为备自投，其中110 kV芙冶线为主供线路，110 kV鹰冶线为备供线路，两条线路同在110 kV 2M上，故备自投保护装置的母线电压只采集110 kV 2M PT三相电压。

在23：12：10.672，110 kV线路备自投保护装置启动，母线电压为0.18 V，满足无压定值要求（30 V），110 kV芙冶线三相电流均低于0.15 A（0.03IN=0.15 A），满足无流定值要求，在23：12：11.364，备自投正确动作，切开主供电源110 kV芙冶线1216开关，確认了110 kV芙冶开关分位后，在23：12：11.521备自投保护正确动作，合110 kV鹰冶线1286开关。

2.2.2    110 kV鹰冶线保护动作分析

表3为110 kV鹰冶线保护相关定值，在23：12：11.521，110 kV备自投合110 kV鹰冶线1286开关，鹰冶线保护装置采得交流电流0.59 A，交流电压 0 V（110 kV 2M PT重动回路异常造成交流失压），由相间距离公式ZZD=2×I×m和接地距离公式ZZD=I×（1+K）×m得，ZZD的计算值近乎为0，保护装置故障测距0.3 km，且持续时间超过30 ms，满足距离加速时间（25 ms）要求，23：12：11.585距离加速保护及距离I段保护动作，正确跳开三相开关。

2.3    二次故障点情况

经检查，由于110 kV 2M PT侧112PT刀闸位置辅助接点故障，导致110 kV 112 PT并列装置2M PT重动回路不通，110 kV线路备自投保护、110 kV鹰冶线保护等所有采集110 kV 2M二次PT电压的回路全部失压。

2019-05-19T23：12：10，110 kV 2M PT侧112PT刀闸位置辅助接点故障，导致110 kV PT并列装置2M PT重动回路不通，110 kV 2M二次电压回路失压，相关保护装置正确动作。

2.4    原因分析

备自投装置跳闸都是接保护跳或者永跳的，不接手跳回路;通常都是两路接点输出，一路接线路的保护跳闸回路，一路接线路保护的闭锁重合闸开入。本案例中的备自投会动作，是因为该备自投线路轻载，负荷电流小。其次，备自投逻辑存在缺陷，只根据母线电压消失就认为主供线路失压，保护动作。因此想要提高动作可靠性，可以选择加入线路电压判据，以母线电压和线路电压同时消失作为主供线路失压的判据。

3 解决对策及改进措施

3.1    简化线路断路器动作环节

通过对控制系统的逻辑进行分析可知，备自投装置回路一旦紊乱就会造成动作异常，所以需要优化线路的二次接线设计。首先，对备自投跳闸脉冲出口接入点的位置进行更改，连接保护跳闸回路与脉冲出口回路。其次，增加闭锁重合闸回路，在线路保护装置增加闭锁重合闸开入以达到闭锁主线的目的，以此提高备自投动作的可靠性。接着是改变继电器的接点，将TWJ接点改为DL接点，在断路器控制回路中，相较于TWJ接点的方式，通过DL接点方式反馈的信息会更加真实可靠。最后，退出终端保护装置，可以通过保护动作发生后重合闸或者直接靠备自投装置来复电，以应对线路运行管理时发生的线路故障问题。通过简化线路断路器动作环节，可以有效降低备自投出现动作异常的概率，提升线路运行的可靠性。

3.2    升级装置的逻辑程序

对于已投入运行的备自投装置间的计时逻辑问题，可以对装置进行逻辑程序升级，增加线路电压判据，使线路备自投装置同时满足进线无流、进线电压无压、母线电压无压条件时，备自投装置才会动作。另外，可以在规定时间允许范围内，适当加大低压侧备自投装置的动作时间。

3.3    增加电压继电器

对于常规的备自投装置，由于继电器接点数量、逻辑实现困难等，通常会造成回路辅助接点不到位、熔断等问题。当装置自身原因，无法对逻辑程序进行升级时，可以通过增加电压继电器来解决此类问题。当母线电压和线路电压不能同时满足有压条件时，开出闭锁开入给备自投装置，放电闭锁备自投。微机继电保护具有程序化设计、自检、记忆功能等优势，可以用来计算电力系统电量情况以及判断系统故障，从而发出跳闸信号。