一起特定接線方式下備自投誤動事件分析

藍葉鋒 屠秉慧 楊光

摘 要：為提高電網安全可靠性，備自投裝置在110kV及以下變電所得到了廣泛的應用，是變電所重要的二次設備。文章針對一起特定接線方式下的10kV備自投誤動事件，通過分析該備自投裝置的動作條件、閉鎖邏輯及相關二次接線，推斷了其誤動的真正原因，即母線失壓，負荷電流過小未能閉鎖，最終導致備自投誤動作。文章同時也指出了暴漏的隱患及其解決辦法，希望能夠對相關人員在設計、驗收、操作中提供一些幫助，避免同類事件再次發生。

關鍵詞：備自投；誤動；閉鎖；定值；隱患

引言

隨著社會對電網供電可靠性的要求越來越高，10kV備用電源自動投入裝置在電力系統中的應用也越來越廣泛。如果10kV備自投裝置的邏輯設置不完善，不但起不到保供電的作用，還會造成整段母線失壓，甚至是全站的10kV母線失壓。因此，研究10kV備自投裝置的動作邏輯，意義重大。文章通過一起特定接線方式下10kV備自投誤動事件，分析指出了其問題所在及對應解決、預防辦法，希望能對設計、運維、檢修人員相關工作提供幫助。

1 特定接線方式及其備自投邏輯介紹

1.1 一類特定接線方式

國內現階段110kV變電站中存在一類過渡接線方式，即有兩臺現役主變，一臺預留主變，10kV接線方式采用兩臺現役主變單分支帶四段10kV母線，預留主變的10kV側采用雙分支接線，其中一個為非自動狀態死開關，另一個為熱備用狀態（正常運方下用于分斷備自投），10kV備自投安裝在103或203開關柜上（即正常運行方式處于熱備用的那個，如圖1中的103）。

圖1 現階段一類特定接線方式

1.2 備自投相關動作及閉鎖邏輯

以國電南瑞科技有限公司生產的DSA2364備自投裝置為例，當任一進線電源故障或其它原因被斷開時，分段開關（以103開關為例）能自動投入，且只能動作一次，其相關邏輯如圖2所示。

圖2 備自投充電條件及動作邏輯圖

其中，母線有壓是指母線的三個線電壓均大于母線有壓定值，母線無壓是指母線的三個線電壓均小于母線無壓定值。進線無流檢查取一相電流，進線無流的定值一般按照躲過最小負荷電流整定。

2 10kV備自投誤動事件概況

2015年01月26日，JS變電站10千伏Ⅲ段母線停役，9點45分在拉開10千伏Ⅰ、Ⅲ母聯110開關后，10千伏備自投動作，跳開1號主變101開關，造成10kVⅠ段母線失電。10點02分10千伏Ⅲ段母線恢復送電。

2.1 故障前運行方式

故障前110kVⅠ段母帶1號主變運行；110kVⅡ段母線帶2號主變運行；10kV：10kVⅠ、Ⅲ段母線合排運行；10kVⅡ、Ⅳ段母線合排運行；10kVⅠ、Ⅲ段母線與Ⅱ、Ⅳ段母線分排運行，3號主變變二側203開關在運行，3號主變變二側103開關在熱備用；103開關作為母聯開關具有備自投功能。

2.2 現場檢查情況

變電站運維人員發現1號主變101開關跳閘后，立即對相關設備進行檢查。一次設備：1號主變及10kV開關室一次設備外觀檢查無異常；二次設備：01月26日09時45分45秒，10kV備自投保護動作；跳開1號主變101開關，合上103開關，10kVⅠ段母線失電。

3 備自投誤動原因及其解決辦法

3.1 誤動原因分析

通過查閱相關二次圖紙、分析現場動作順序，確定了這次備自投誤動的原因：即拉開110開關后，10kV備自投裝置按照相關邏輯判據未被閉鎖（倒閘操作時只有手動分101或分102或合103才會閉鎖）；而未閉鎖的原因是由于103備自投裝置無壓判斷采集的是10kVⅢ段、Ⅳ段母線電壓（見圖2），110開關分開后，10kV Ⅲ母失電，母線電壓降為0，當10kVⅠ段母線負荷較小時，就會引發備自投誤動。

參見一體化調度自動化open3000系統110kV JS變電站1號主變低壓側Ⅰ母局部圖（圖3）：此時10kVⅠ母負荷一次電流為58A（18.6 +16.2+1.1+7.0+15.1），遠未達到備自投裝置的有流閉鎖值（參見圖4，其二次值為0.2A，CT變比為4000/5，即一次值為160A），則103備自投裝置動作條件滿足，將會誤動，即跳101、合103，最終導致完好的10kVⅠ段母線失電，正常負荷丟失。

圖4 JS變電站10kV備自投相關定值

3.2 暴露的問題

（1）運維人員在現場實際操作前的模擬預演時，沒有意識到在操作母聯110開關后，10kVⅢ段母線失壓，從而有可能造成備自投誤動，反映出變電運維人員對于操作前事故預想深度及自身素質還有待進一步加強。（2）JS變電站10千伏備自投無壓判據采10kVⅢ、Ⅳ段母線電壓不盡合理，原則上無壓、無流的采樣應在同一母線上，根據操作要求，停母線時應先拉開進線電源，再操作壓變部分，此時破壞了備自投的動作條件，從而避免備自投的誤動作。并且在正常運行方式下，一旦發生母聯110或210開關偷跳或其它非正常分閘，此時無流判據滿足條件，勢必會造成備自投動作，相聯母線失電，增加故障分析的復雜性。

3.3 相關解決辦法

（1）規范操作，加強培訓警示教育。在將110分段開關斷開之前務必將將備自投出口壓板（即跳101、102，合103壓板）退出，防止后面的備自投誤動。并通過技術技能培訓、事故警示教育，使得每位運維人員都能夠熟悉相關原理并嚴格遵守正確操作步驟。（2）重新改線，修正無壓判斷邏輯。究其緣由，備自投誤動是因為其判據電壓采自主變低壓側非直接連接母線電壓，所以應當將其改為主變低壓側直接連接母線（即I母、II母），這樣即使負荷電流小，達到備自投的無流定值，但由于101或102未被跳開，I母、II母仍有電壓，不滿足備自投無壓啟動條件，備自投也不會誤動。（3）重新加線，增加手分閉鎖邏輯。將手分分段開關110或210的HHJ繼電器的常開接點邏輯取反，接至備自投的閉鎖或條件中（即類似手分101、102閉鎖備自投邏輯），當手分任一個時，閉鎖備自投，防止備自投誤動。

其中第2、3項整改措施二選一，基于祛病除根原因，推薦第2項。

4 結束語

備自投裝置已廣泛應用于110kV及以下變電站，其可靠性直接影響著整個變電站乃至系統的安全穩定運行，稍有不慎就會惡化事故或導致全站停電。因此，在設計、驗收、檢修、運維過程中，應注意以下幾點，繼而杜絕、預防相關事故的發生：（1）二次設計人員、繼保定值確定人員應當提前與運維、檢修單位溝通交流，保證相關回路（如文章中備自投的無壓判據采集電壓）應符合現場實際情況，保證不誤動、拒動；（2）運維、檢修人員要做好相關保護的邏輯驗收工作，把好入門關，做好實際開關跳、合試驗，不能用簡單的模擬試驗來代替，保證在特殊運方、倒閘操作（如文章中母線檢修倒閘操作）時，仍能正確動作，不誤動、拒動；（3）運維人員應當做到“特殊接線要注意，糾正步驟防誤動”，對設備相關邏輯及接線要熟悉，要明確操作目的，做好危險點分析和預控（如文章中提前退出備自投相關出口壓板）；（4）運維人員要熟悉各個自動裝置廠家備自投動作及充、放電邏輯的特殊之處，當備自投誤動、拒動時，做到冷靜分析、不盲動，及時、正確匯報并配合調度進行操作，縮短停電時間，減少停電范圍。

參考文獻

[1]南京供電公司.2011年故障與異常警示技術要點和應對措施[M].2012.

[2]國電南瑞科技有限公司.DSA2364.備自投裝置說明書[M].2008.

作者簡介：藍葉鋒（1978-），男，工程師，高級技師，南京供電公司，從事變電運維管理工作。

屠秉慧（1988-），女，助理工程師，南京供電公司，從事變電運維相關工作。

楊光（1983-），男，工程師，南京供電公司，從事變電運維相關工作。