备自投装置典型异常分析

谢昊天

(国网江苏省电力有限公司检修分公司，江苏 南京 211102)

0 引言

随着电网的不断发展，用户对供电可靠性的要求越来越高，但由于电磁环网开环的需要，具备双电源或多电源的系统通常只有一条回路供电[1]，备自投装置就是一种基于主备用模式的一类自动装置，在110 kV及以下变电站被广泛应用。目前，运行值班人员对于备自投装置的重要性已经有了很深刻的认识，但是对于其原理及常见异常处理还不够清晰，针对上述情况，就两种常见的备自投方式探讨备自投装置的动作原理，并给出三个典型备自投相关故障案例。

1 备自投装置的工作原理及要求

1.1 备自投装置的原理

备投装置的动作原理由三部分组成：允许条件、闭锁条件、充放电逻辑。其中允许条件和闭锁条件构成动作逻辑，启动条件都满足，闭锁条件都不满足[2]则备自投出口。充放电逻辑借鉴重合闸装置中的“充电”计数器思想，目的是避免备自投装置重复动作，合闸在故障上造成开关跳跃和扩大事故。充放电逻辑可以概括为符合装置设定的工作状态时充电，否则不充电；一旦动作，计数器置0，重新等待条件满足“充电”。由此可以看出动作逻辑本身和充放电逻辑有重叠，不过这是两个互相独立的模块，不应混淆。

1.2 系统对备自投装置的要求

为保证备自投装置可靠、快速地动作，备自投装置需要具备以下几点要求。

(1) 应保证工作电源和设备断开后，才投入备用电源。这一要求的目的是防止将备用电源或备用设备投入到故障元件上，造成备自投装置动作失败，甚至扩大故障。

(2) 工作设备的电压消失时备自投应启动(不包括手动分闸、保护动作闭锁等外部闭锁情况)。工作电源故障、变压器故障、母线故障、断路器误跳等原因导致工作母线失压时，备自投装置均应动作，但当备用电源无压时备投不应动作。

(3) 备自投装置只能动作一次，防止备自投重复动作于故障。

(4) 工作电源和备用电源均失去时，装置不应动作。

(5) 备自投投入运行前，应校验备用电源投入时过负荷的影响。

(6) 强调时间配合备自投装置动作以使负荷停电时间尽可能短为原则。备自投动作时间越短，用户停电时间就越短，但备自投动作还应考虑躲过高电压大电动机引起的工作母线残压，避免损坏设备。

2 备自投典型事故案例分析

2.1 开关位置判别错误

某年7月，某变电站110 kV电源进线失电，站内110 kV系统采用进线备自投方式，高压侧自投装置未动作。运维人员现场检查，备自投装置充电灯未亮。经二次人员查线，发现该备自投装置采开关位置用的是操作箱的TWJ接点，但由于运行人员疏忽，该开关现场的远方就地切换把手误打在了就地位置，所以TWJ未动作，以至于不满足充电条件，引起该次事故。

建议措施：根据DL/T 526—2013《备用电源自动投入装置技术条件》有关规定，备自投装置判断开关位置应直接采用开关辅助接点，不应取保护装置操作箱接点或重动接点。如取保护装置操作箱的TWJ继电器接点，当开关控制回路断线或直流电源消失时，TWJ接点就无法正确反应开关状态，将导致备自投装置的拒动。目前该情况已通过技术改造整顿完毕。

2.2 备自投与低压总开关失压脱扣配置不合理

某年3月，330 kV某变电站110 kV线路发生接地故障造成站内电压波动，站用电相电压(二次值)跌至184 V， 满足站用电低压总开关低压脱扣装置动作定值，但达不到备自投装置动作定值，导致站用交流电源系统总开关失压脱扣装置动作跳闸，但备用站用变压器备自投装置未动作，站用交流电源系统失电。

建议措施：针对上述问题，应及时调整备自投动作电压或者失压脱扣的启动电压，使其配合上有重叠。

2.3 备自投和低压脱扣时间配合不合理

110 kV某变电站安装2台主变，配置两台接地变兼站用变，分别接于该站10 kVⅠ，Ⅱ母线上；110 kV进线两条，采用进线备自投方式。某年11月，该变电站主供电源110 kV马乔Ⅰ线发生短路故障，变电站短时全站失电，同时失去站用电。110 kV备自投将备用110 kV线投入成功后，因此时站用变低压侧开关失压脱扣已经动作，400 V备自投设计时仅考虑单路电源失去备自投功能，未考虑双路电源短时失去时备自投功能，造成所用电未能自动投入，全站所用电电源失去。

建议措施：应调整低压脱扣动作时间略长于上一级备自投动作时间，若时间配合不易调整，可在400 V备自投中增加双电源短时失电后自动恢复的的功能。

3 结束语

备自投装置已广泛应用于110 kV及以下变电站中，备自投动作逻辑的复杂程度，与地区负荷特性、 一次系统图、保护装置等密切相关，其可靠性直接影响整个变电站乃至整个电网系统的安全稳定运行[3]，因此运行值班人员要切实掌握备自投装置的维护和常见问题解决方法。