備自投裝置誤動拒動實例分析及探討

宋傳盼，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

備自投裝置是供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動裝置與繼電保護裝置相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種對供電系統(tǒng)提供不間斷供電的經(jīng)濟而有效的技術(shù)裝備。備自投裝置在電網(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。隨著對供電可靠性要求的提高，目前越來越多的變電站都裝設(shè)了備自投裝置。但在多年的實際運行中，備自投裝置誤動、拒動的情況時有發(fā)生。原因涉及裝置本身、接線以及運行維護等多方面，比如受電網(wǎng)運行要求的約束、備自投與重合閘配合、備自投充放電等問題。結(jié)合具體實例，對備自投裝置應用中出現(xiàn)的問題及應采取的防范措施進行簡要分析，期望今后在遇到和處理此類情況的時候提供一定的參考。

1 10 kV分段備自投與110 kV進線備自投原理

1.1 10 kV分段備自投原理

以10 kV兩主變低壓側(cè)均為雙分支為例(見圖1)。正常運行時，521 A，521 B開關(guān)在分位，501 A，501 B，502 A，502 B開關(guān)在合位。以跳502 A合521 A開關(guān)為例，其充電條件為：①I A，II A母線均三相有壓；②501 A，502 A開關(guān)在合位；③521 A開關(guān)在分位；④備自投功能壓板投入。以上條件同時滿足后，經(jīng)延時時間后完成充電。放電條件為：①I A、II A母三相無壓；②手跳501 A，502 A開關(guān)；③521 A開關(guān)在合位；④閉鎖信號輸入。動作過程為：檢測到II A母線失壓且502 A無電流，I A母三相有壓，延時跳開502 A開關(guān)，確認502 A開關(guān)跳開后，延時投入521 A開關(guān)。

圖1 10 kV分段備自投接線(雙分支)示意

1.2 110 kV進線備自投原理

以單母分段、一主一備、互為備投(自動識別主、備線路運行狀態(tài))的典型接線方式為例，如圖2所示。正常運行時甲線供電，乙線備用，分段開關(guān)MDL在合位。充電條件為：①I母、II母均三相有壓，乙線有壓；②1 DL開關(guān)在合位，2 DL開關(guān)在分位；③備自投功能壓板投入。以上條件同時滿足后，經(jīng)延時時間后充電完成。放電條件為：①I母，II母均三相無壓，甲線有電流經(jīng)延時放電；②乙線無壓；③2 DL在合位；④手跳1 DL；⑤2 DL檢修；⑥閉鎖信號輸入。動作過程：檢測到I、II母線失壓，甲線無電流，延時跳開甲線1 DL開關(guān)，確認1 DL開關(guān)跳開后，延時自投乙線2 DL開關(guān)。

圖2 110 kV進線備自投接線(一主一備)示意

2 備自投裝置拒動、誤動實例分析及探討

2.1 10 kV分段備自投誤動實例分析及探討

2011-12-05T14:02，220 kV龍?zhí)磷冸娬?號主變低壓側(cè)A分支502 A開關(guān)跳閘，約3 s后521 A開關(guān)合閘，10 kV IIA母負荷轉(zhuǎn)為由1號主變提供。220 kV龍?zhí)琳?號、2號主變10 kV均為雙分支方式，每個分支都配有備自投裝置，各自獨立運行。此前10 kV IA母和II A母分列運行；502 A開關(guān)所帶負荷接近0，一次電流值為20 A左右的空載感應電流。現(xiàn)場各保護及備自投裝置動作情況如下：10 kV備自投(A分支)“自投邏輯II動作”，動作時間5.010 s。10 kV備自投定值單中“自投邏輯II”方式為II A母失壓，跳502 A開關(guān)，投521 A開關(guān)。現(xiàn)場動作情況與備自投邏輯一致。根據(jù)備自投的動作條件，當時II A母應滿足無壓無流備自投邏輯才動作。備自投定值中無流，定值為0.05 A，當時502 A開關(guān)一次電流值為20 A左右，CT變比5 000/5，折合成二次電流值為0.02 A，剛好滿足無流條件。

事故前II A母一次電壓正常，因此初步懷疑PT二次回路存在問題。現(xiàn)場檢查II A母線PT柜內(nèi)回路及空開情況，當時PT柜內(nèi)PT二次電壓空開未出現(xiàn)跳閘情況，PT二次回路接線正確，PT一次保險完好，PT本體無燒毀現(xiàn)象。查圖紙后發(fā)現(xiàn)，PT二次回路的保護、計量及開口三角電壓回路中均串有PT刀閘位置重動繼電器的接點。現(xiàn)場查接線發(fā)現(xiàn)，該繼電器線圈所用電源為交流220 V照明及加熱電源，取自10 kV II段交流(加熱照明用)環(huán)網(wǎng)，最后發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)用于“10 kV II段交流電源”的熔斷器有接觸不良的情況。現(xiàn)場再進行模擬試驗，將該熔斷器取下后，該繼電器返回，切斷PT二次到屏頂小母線及PT接口屏的電壓回路，導致相關(guān)保護及設(shè)備失去二次母線電壓。此時II A母失壓后滿足備自投的無壓定值15 V(線電壓)，最終導致備自投動作。

2.2 110 kV進線備自投拒動實例分析及探討

2011-05-07T03:06，110 kV觀瀾站110 kV備自投裝置動作,跳開110 kV富觀線。110 kV富觀線帶全站負荷，按照該站備自投一主一備的邏輯，當110 kV富觀線跳開后，應當合上另外一條110 kV觀坑線，但110 kV備自投動作后110 kV觀坑線并未合閘。

進線備自投的跳閘回路一般可通過保護跳閘或手跳2種方式實現(xiàn)，但2種方式都有各自需要注意的問題。

采用保護跳閘方式時，在設(shè)計中必須要考慮閉鎖線路重合閘問題。因為采用保護跳開工作線路開關(guān)后，保護裝置會誤認為開關(guān)偷跳而啟動重合閘，從而將原已被分開的線路開關(guān)又重新合上，導致無法隔離有故障的原工作線路，備自投也因此無法正常工作。因此，備自投裝置必須用另一副跳閘輸出接點去閉鎖該線路保護的重合閘。

采用手跳方式時，可以不用考慮閉鎖重合閘的問題。因為線路保護的手動跳閘、遙控跳閘操作回路已經(jīng)考慮閉鎖重合閘了，而且這種設(shè)計方式比較簡單。但這種手跳方式不能在備自投跳閘時加入“手分閉鎖備自投”的功能，因為按備自投的設(shè)計原則，在人為手分工作線路開關(guān)時(如變電站需要全停時)，備自投不應該合備用線路開關(guān)。實現(xiàn)這種功能是靠保護合后繼電器接點接入備自投裝置實現(xiàn)的。因此，設(shè)計中一般要考慮“手分閉鎖備自投”的功能。如果備自投采用跳閘接手跳方式時，也加入了“手分閉鎖備自投”回路，將會造成備自投通過手跳回路跳開工作線路后，“手分閉鎖備自投”回路又閉鎖備自投，導致無法合備用線路的矛盾邏輯。因此跳閘接手跳方式的設(shè)計不能加入“手分閉鎖備自投”回路，即取消保護合后繼電器接點接入備自投裝置，這樣備自投裝置才能正確動作。

110 kV觀瀾站的現(xiàn)場實際情況是，在110 kV富觀線保護改造時，其設(shè)計圖所接跳閘端子為手跳端子，可能考慮采用的是上述備自投接手跳方式，但并未取消保護合后繼電器接點接入備自投裝置回路，且該站備自投裝置也未接入KKJ合后位置作為充放電判據(jù)，從而為此次事故留下隱患。

3 防范措施

3.1 10 kV分段備自投誤動防范措施

10 kV分段備自投裝置無壓無流動作有2種情況：一種是實際發(fā)生了故障，導致母線失壓，且變低開關(guān)跳開后無流；另一種是正常運行時負荷很低，導致裝置檢測無流，且此時由于PT二次回路存在問題，導致母線失壓，實際上一次母線電壓并未降低。這種情況下備自投邏輯動作也是正確的，但并沒有故障，所以實際上并不希望這種動作發(fā)生。因此，建議廠家完善邏輯，從程序上區(qū)分這2種動作現(xiàn)象，從而閉鎖沒有故障情況下的備自投動作。比如，有故障情況下，負荷電流會有從有到無的變化過程，而負荷很低的情況下電流基本比較穩(wěn)定，可通過電流的變化量加以區(qū)分。另外，還要加強日常巡視，重點查看PT二次的采樣值，確認數(shù)據(jù)的正確性，同時定期對PT二次回路上可能斷開的地方進行風險分析，提前做好預控措施，防止因PT二次回路斷開導致備自投動作。

3.2 110 kV進線備自投拒動防范措施

(1) 如果備自投跳閘回路采取手跳方式，就要取消“手分閉鎖備自投”功能，同時必須在人為跳開線路開關(guān)前將備自投裝置功能退出，否則備自投會發(fā)生誤動作。如果采用保護跳閘方式，不會發(fā)生閉鎖備自投的情況，但可能會導致線路重合于永久性故障，所以必須引出另一副跳閘輸出接點去閉鎖線路的重合閘。

(2) 在備自投的驗收或定檢過程中，要注意熟悉不同廠家不同型號的備自投裝置的原理，檢查現(xiàn)場接線是否合理，并注意備自投跳閘線是接于手跳端子還是保護跳端子。對于特殊的情況，需運行人員配合操作的備自投裝置，還要在運行說明中特別注明，防止因人為誤操作而導致事故。

(3) 無論是技改驗收還是新站驗收，現(xiàn)場維護人員都應當熟悉裝置原理并仔細審圖，務必把隱患消滅在審圖階段。要重視對供電設(shè)計人員的技術(shù)培訓，從而加強對原理圖、安裝接線圖的設(shè)計審核工作。

(4) 備自投裝置驗收完畢后，要實際傳動一下，進一步驗證二次回路接線及邏輯是否正確。

4 結(jié)束語

隨著電力系統(tǒng)的不斷增大和復雜，對電網(wǎng)自動化水平和其堅強程度的要求也日益提高，使得原來不太明顯的問題逐步顯現(xiàn)出來，這就需要在設(shè)計、施工、驗收、使用的各個環(huán)節(jié)更進一步全面化和精細化。特別是在設(shè)計和調(diào)試階段，應當充分考慮電網(wǎng)運行的實際需求，對可能出現(xiàn)的情況認真做好各種試驗，加強對備自投裝置的分析和研究，從而保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

1 國家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答[M]．北京:中國電力出版社，1999．

2 鄭曲直，程 穎．備用電源自投裝置設(shè)計應用的若干問題[J]．繼電器，2003，31(08):18-21．

3 湯大海，楊合民，劉春江，等．一種自適應的擴大內(nèi)橋備自投裝置．電力系統(tǒng)自動化，2009，33(15):107-110．