一起110kV备自投保护动作事件分析与防范

聂胤 戴薇 占梦瑶

摘要：110kV某某智能变电站在对直流系统改造过程中，母线PT合智一体和运行线路合智一体装置失电引起110kV备自投保护动作，切除运行负荷。经查直接原因是临时电源接线松动引起，间接原因是早期的110kV备自投保护存在设计缺陷，对“通道异常告警”未作相关闭锁判据。对此，提出优化措施，包括直流系统电源改成辐射供电方式和110kV备自投保护升级，彻底解决直流系统和备自投保护运行的隐患，提高变电站供电的可靠性。

关键词：直流系统改造、临时电源、备自投保护、辐射供电

1、事件概述

故障前，110kVAA线114间隔挂110kVⅡ母运行，110kVBB线111间隔、110kVCC线113间隔挂110kVⅠ母运行，110kVDD线112间隔挂110kVⅡ母热备用。1331刀闸合位，110kVⅠ母、Ⅱ母并列运行。

故障当天12时21分，主站发全站事故告警，报某某变110kVCC线113开关、BB线111开关、AA线114开关，#1主变101开关事故跳闸。同时有110kVⅠ母PT合智一体装置、CC线113合智一体装置、BB线111

合智一体装置、AA线114合智一体装置，#1主变101合智一体装置失电告警，110kV备自投保护通道异常告警信号。

2、备自投保护动作情况

事故发生后，备自投保护在经设定的4.5秒动作，跳BB线111开关和联切AA线114开关，动作行为是正确的，与保护定值设定的时间吻合。因BB线111智能组件失电，所以BB线111开关未变位。备自投保护联切AA线114开关，114开关变位。具体动作报文如下表所示：

3、备自投保护动作原因分析

3.1运维人员检查情况

12点40分运维人员赶到现场，检查确认114开关确已跳闸，其他设备如保护装置、合智一体装置均正常，无异常信号，后台信号也已恢复正常。

3.2一、二次人员检查情况

12点50分，一、二次人员到达现场后，检查线路保护均无动作报文，查看备自投保护，有跳BB线111开关和跳AA线114开关动作报文，查看故障录波，110kVⅠ母失压，直流正、负电压正常;查看备自投保护，装置上面显示BB线线路电流为0.26A，小于备自投保护闭锁电流定值（0.3A）;查看后台报文，确认110kVⅠ母PT合智一体装置、CC线113合智一体装置、BB线111合智一体装置、AA线114合智一体装置，#1主变101合智一体装置有发失电告警信号，约9秒后自动复归。查看一次设备，114开关变位，其他间隔开关均在运行状态。

查看监控和询问直流班人员，事故发生时，直流班人员在并接“110kVⅠ段开关控制智能控制柜电源”，临时电源线没紧固好，导致多装置短时失电。

3.3监控信号分析

当地和主站监控后台均有发110kVⅠ母PT合智一体装置、CC线113合智一体装置、BB线111合智一体装置、AA线114合智一体装置，#1主变101合智一体装置失电告警信号及110kV备自投保护通道异常告警信号，并点亮光子牌，约9秒后又自动恢复正常。

某某变是2012年投运的第一座智能变电站，当时受限于直流馈线屏内空开数量不够，故户外110kVⅠ段所有间隔的装置即110kVⅠ段PT合智一体装置、BB线111合智一体装置、CC线113合智一体装置，#1主变101开关合智一体装置共用一路直流电源，由直流馈线屏内的“110kVⅠ段开关智能控制柜电源”空开供电。从事故现象和检查情况分析判断事故原因是接到110kVⅠ段开关智能控制柜电源的临时电源线松动导致110kVCC线113开关、BB线111开关、AA线114开关，#1主变101开关合智一体装置失电，发合智一体装置失电告警，发110kV备自投保护通道异常告警信号，主站报113、111、101开关事故跳闸;

由于110kV备自投保护是早期智能变电站安自裝置，“通道异常告警”未作为备自投充放电和动作判据闭锁，所以备自投保护在“通道异常告警”情况下，按照设定的逻辑动作，即当备自投保护采集不到110kVⅠ母电压和BB线线路电流时，备自投保护判为线路故障补跳111开关和联切114开关，因111智能组件失电、开关变为失败，备自投保护收不到开关位置，从而放电。

4、改进措施

考虑到该站110kVⅠ段开关控制智能控制柜电源给多间隔串供电，存在同时失电的风险，事故发生后第一时间对110kVⅠ、Ⅱ段所有开关间隔单独拉了一路临时直流电源，防止施工过程中再次出现多间隔全停的装置失电情况。然后移入新的直流馈线屏，并将全部直流负荷转移到新的直流馈线屏内。

根据国家电网技改大修原则2.3.3.11.1条款：直流系统的馈出网络采用环状供电方式，未采用辐射状供电方式，需进行大修。从新直流馈线屏内给每一路间隔单独拉一路直流电源，将该站直流系统供电方式改为辐射状供电方式。

由于现场使用的备自投保护为早期非六统一装置，且已运行10年，原备自投保护的软硬件已经不满足现有标准化装置《QGDW10766-201510kV-110（66）kV线路保护及辅助装置标准化设计规范》相关要求，根据厂家意见通过更换备自投保护装置实现最新要求。

5、结论

施工前期需勘察清楚直流系统电源供电方式，不可依葫芦画瓢，并按照最新要求做好防范、整改措施，防止多装置同时失电的情况发生。

直流系统改造过程中，转移负荷是重中之重，临时电源线务必要并接可靠，不可松脱。整个的施工步骤需严格按照审核合格的施工方案进行。

对存在设计隐患的备自投保护进行更换，从根源上解决备自投保护运行隐患问题。