一起110 kV變電站備自投裝置誤動的事故分析

劉紀(jì)堂

摘 要：備用電源自投裝置在電網(wǎng)中的使用，是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行的有力技術(shù)手段。但由于受電網(wǎng)運行要求的約束，備自投裝置在電網(wǎng)的實際應(yīng)用中經(jīng)常會出現(xiàn)問題。對一起110 kV變電站備自投裝置誤動的事故原因進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)措施，期望在遇到和處理此類情況時能夠起到積極的啟發(fā)作用。

關(guān)鍵詞：110 kV變電站；備自投裝置；誤動事故；母聯(lián)備自投方式

中圖分類號：TM762.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.146

隨著電力事業(yè)的突飛猛進(jìn)，為了確保變電站能夠正常運轉(zhuǎn)，備自投裝置的運行狀況將對用電系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)起到關(guān)鍵作用。備自投裝置是供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動裝置與繼電保護(hù)裝置相結(jié)合，是一種對供電網(wǎng)絡(luò)提供不間斷供電的經(jīng)濟(jì)而又有效的技術(shù)措施。當(dāng)工作電源因故障或其他原因消失后，備自投能夠?qū)溆秒娫椿蚱渌９ぷ麟娫醋詣印⒀杆俚赝度牍ぷ?，并斷開工作電源。它保證了電網(wǎng)正常、可靠地運行，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 變配電站備自投的供電方式

目前，電網(wǎng)應(yīng)用的變配電站備用電源自動投入裝置（備自投）一般有2種基本的供電方式。第一種如圖1所示，母聯(lián)分段供電方式，母聯(lián)開關(guān)斷開，2個工作電源分別供電，2個電源互為備用。此方式稱為母聯(lián)備自投方式。第二種如圖2所示，雙進(jìn)線向單母線供電方式，即由一個工作電源供電，另一個電源為備用。此方式稱為線路備自投方式。

2 母聯(lián)備自投工作原理

如圖3所示，正常運行時，2段母線電壓正常，2主供電斷路器閉合，母聯(lián)斷路器斷開。

備自投動作條件如下：①只有工作電源確實被斷開后，備自投才能啟動；②主變后備保護(hù)動作時，均應(yīng)閉鎖相應(yīng)電壓等級的備自投裝置；③人工手動斷開工作電源開關(guān)時，備自投不應(yīng)工作；④備自投整定延時應(yīng)大于最大外部故障切除時間和重合閘時間。

如圖3所示，TV裝在母線側(cè)時（TV1和TV2），裝置正向運行，一段母線失壓，另一段母線電壓正常，無外部閉鎖開關(guān)量輸入。當(dāng)滿足條件后，先跳開失壓線路開關(guān)QF1（或QF2），經(jīng)延時后合上分段開關(guān)QF3。

3 某變電站備自投誤動作

變電站一次系統(tǒng)如圖4所示。

事件經(jīng)過如下：2011-05-13T17：12左右，監(jiān)控系統(tǒng)報警，顯示某110 kV變電站的10 kV側(cè)500分段備自投裝置動作。經(jīng)運行人員檢查發(fā)現(xiàn)，10 kVI段母線已失壓，Ⅱ段母線電壓正常，500，502開關(guān)均在合位，501已跳開，無保護(hù)動作報文，但發(fā)現(xiàn)TV1空氣開關(guān)已跳開。因此，初步判斷為500分段備自投裝置可能因失壓引起誤動。

隨后，工作人員對備自投裝置進(jìn)行檢查。調(diào)閱500分段備自投定值發(fā)現(xiàn)，110 kV變電站的10 kV側(cè)開關(guān)CT變比為8 000/1，備自投電流閉鎖值為0.2 A；調(diào)閱該開關(guān)日負(fù)荷電流曲線得知，該開關(guān)CT在備自投動作時段最大一次負(fù)荷電流為346 A，轉(zhuǎn)換為二次電流值為0.043 A。

4 備自投誤動作原因分析

依據(jù)備自投的工作原理邏輯圖分析，得出備自投裝置誤動的幾點原因：①當(dāng)電壓回路斷線時，因負(fù)荷電流太小，電流閉鎖回路不能將備自投裝置閉鎖。例如在深夜雷雨天氣時，受雷擊影響，電壓互感器一次保險燒斷，使二次回路失壓（圖5中1#進(jìn)線無壓條件滿足），但由于此時負(fù)荷電流（二次值）小于備自投閉鎖電流（0.2 A）（圖5中1#進(jìn)線無流條件滿足），造成裝置可能誤動作。②工作人員在備自投二次回路上工作時，由于誤碰或誤接二次接線，造成備自投裝置誤動作。例如工作人員誤短接備自投跳閘電源回路，引起裝置誤動。③定值配合不當(dāng)，引起備自投裝置誤動。

根據(jù)以上備自投誤動作的原因分析可知，本案例備自投誤動應(yīng)為第一種原因引起，即由于TV1空氣開關(guān)跳開，造成備自投誤判10 kVI母無壓。由于負(fù)荷電流二次電流值為0.043 A，小于備自投電流閉鎖值0.2 A，因此裝置判斷主變低壓側(cè)無流。此時，10 kVⅡ母電壓正常，滿足裝置動作條件，因此500分段備自投動作，經(jīng)延時跳開501開關(guān)，再合500開關(guān)。

5 解決方案

綜合以上幾點原因分析，為了防止由于TV失壓引起備自投誤動，提出了以下幾種解決方案：①在電流回路增設(shè)放大器。此方案需要在電流回路中增加附加回路，增大了電流回路開路的風(fēng)險，降低了回路的可靠性，也增大了投資，因此認(rèn)為不是最佳方案。②將備自投裝置的電壓空氣開關(guān)換成容量較大的開關(guān)，以防跳開?？紤]到保護(hù)的級差配合，如果本側(cè)發(fā)生短路，本側(cè)的空開將不能保證優(yōu)先跳開，可能導(dǎo)致對側(cè)TV空開跳開，而對其他運行回路造成影響，因此也不是最佳方案。③使用帶脫扣節(jié)點的電壓空氣開關(guān)，并將空開常閉接點并入備自投回路，作為閉鎖備自投的條件之一。此方案為最終采用方案。改進(jìn)后的備自投功能圖如圖5所示。

當(dāng)TV二次空開正常投入時，新增常閉觸點斷開，只要滿足備自投動作條件，備自投就動作。此時，備自投不會被閉鎖。而當(dāng)TV二次空開跳開后，常閉觸點閉合，將備自投閉鎖，備自投不會誤動作。

6 結(jié)論

變電站繼電保護(hù)和自動裝置等二次設(shè)備是保障電力一次系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要組成部分。為了減少停電，提高供電可靠性，應(yīng)制訂各種措施，防止備自投裝置的誤動和拒動。主要措施有：①備自投驗收時，應(yīng)做好各個功能和回路的校驗，以保證閉鎖和跳閘回路的正確性；新投入的備自投裝置應(yīng)進(jìn)行帶負(fù)荷試驗，以確保裝置正確動作。②制作每個變電站的負(fù)荷曲線，對于負(fù)荷較小的線路，盡量將電流閉鎖定值整定得小一些，以確保PT斷線時能閉鎖備自投。③提高整定計算人員和運行人員的專業(yè)素質(zhì)，盡量避免由于誤整定和誤碰、誤接線引起的裝置不正確動作。④對裝置進(jìn)行局部技改，比如本案例從動作邏輯上保證裝置的正確動作。

7 結(jié)束語

綜上所述，在變電站10 kV母線上裝設(shè)備自投裝置是提高電網(wǎng)工作可靠性的重要措施之一。本文對一起備自投裝置誤動作行為進(jìn)行了分析，并對備自投裝置動作邏輯提出了改進(jìn)措施，對預(yù)防此類事故的發(fā)生有一定的積極作用，在變電運行專業(yè)及相關(guān)設(shè)備改造過程中應(yīng)該注意的點上起一個警示作用?？傊?，在設(shè)備改造過程中，應(yīng)認(rèn)真思考，防微杜漸，以確保電網(wǎng)正常運行。

參考文獻(xiàn)

[1]黃衍忠.變電站110 kV備自投動作的原因分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（28）.

[2]刁小玲.220 kV備自投動作失敗原因分析及改進(jìn)措施[J].電工技術(shù)，2010（08）.

[3]董少江.變電站110 kV線路備自投異常動作分析——以某變電站為例[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015（36）.

〔編輯：劉曉芳〕