220kV備自投動作失敗原因分析及改進措施

鐘榮超

摘 要：在電力系統(tǒng)中應(yīng)用備自投裝置，能夠顯著增強供電可靠性與安全性，為此，在220kV電力系統(tǒng)中，備自投裝置得到了普遍運用。然而因為備自投動作邏輯繁瑣，具有一定的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致在實際運用中經(jīng)常出現(xiàn)一些錯誤動作，使得失壓設(shè)備無法及時恢復(fù)供電，影響了電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性。所以，本文在分析220kV備自投原理及運用的基礎(chǔ)上，結(jié)合實例分析動作失敗原因，以此提出有效的改進措施。

關(guān)鍵詞：220kV備自投；動作失敗原因；改進措施

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A

備自投全稱為備用電源自投，指的就是電力系統(tǒng)電源在出現(xiàn)故障或由其他因素導(dǎo)致失電時啟用的備用電源裝置。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，為了節(jié)省電力設(shè)備投資與簡化電網(wǎng)接線，開展了繼電保護，并采用放射性供電；同時運用備自投裝置的應(yīng)用能夠提高供電可靠性，為此，以上處理方式成為了電力系統(tǒng)不斷供電的重要手段，值得深入探討分析。

一、220kV備自投原理及運用

（一）220kV備自投原理

在工作電源失電、備自投裝置啟動并延時的條件下，工作電源斷路器先跳位，確認以后，即可將其當成是備自投符合的邏輯條件。所以，能夠防止備用電源出現(xiàn)倒送電的現(xiàn)象，同時在發(fā)生故障的時候，也可以避免備自投合上。在就地或遠程操控工作電源斷路器跳位的時候，不需要閉鎖備自投，而需退出跳閘板或功能壓板。

（二）220kV備自投的運用

1 動作時限

備自投延時目的就是防止母線電壓短時間降低，為此，備自投延時需要大于外部故障切除的最長時間。因為母線進線斷路器跳開，并且不具重合閘功能時，就會出現(xiàn)母線失壓現(xiàn)象，為了快速合上備用電源，可以在不延時的條件下將進線斷路器跳開。

2 應(yīng)用邏輯

母線具有兩個線電壓，即Uab、Ubc，其無壓定值與有壓定值分別是25V、70V。當兩個線電壓中至少一個大于70V時，就是母線有壓；當兩個線電壓均低于25V時，就是母線無壓。此外，進線無流定值明顯小于最小負荷電流值，目的就是避免在工作電源PT三相斷線的狀態(tài)下，備自投出現(xiàn)誤動作。

3 充電與放電條件

備自投要動作，就要先充電，其條件為：兩個母線均處在有壓狀態(tài)，工作斷路器處于合位，備用斷路器處于跳位；備自投硬壓板處于投入位置，未閉鎖，無放電；切換把手處于投入位置。滿足以上條件時，即可充電15s。放電條件：備自投退出，未達到有壓條件；備自投強行閉鎖；工作斷路器及備用斷路器處于閉鎖位置。

4 工作過程

在備自投充電后，母線失壓，降低至25V，且工作電源無電流；然后備自投延時4s，工作電源斷路器跳開，確認以后，再延時0.2s，最后備用電源斷路器合上。完成以上動作之后，就是備自投動作成功。

二、備自投動作失敗案例分析

（一）案件基本情況

1 進線開關(guān)問題

某220kV變電站共有四個進線開關(guān)（接線方式如圖1所示），各母聯(lián)、分段開關(guān)均正常運行，并且備自投處于無備用電源位置，放電正常。在操作期間，進線開關(guān)3、4先后被斷開，將相應(yīng)間隔轉(zhuǎn)變?yōu)闊醾溆脿顟B(tài)，并保持進線開關(guān)1、2持續(xù)運行。當進線開關(guān)3、4轉(zhuǎn)變?yōu)闊醾溆脿顟B(tài)后，符合備自投充電條件，能夠正常充電。然而事實上，盡管進線開關(guān)3斷開，但是備自投并未充電；之后再斷開進線開關(guān)4，備自投依然未充電，進而造成備自投無法正常動作。

2 母線失電問題

當此變電站發(fā)生故障的時候，如220kV母線失電，備自投無法正常動作，就會造成變電站出現(xiàn)失壓狀況，進而引發(fā)一系列用電故障，致使出現(xiàn)重大負荷損失。

（二）備自投動作失敗原因分析

1 屏外二次接線未按照設(shè)計圖紙變更

在此變電站中，成功動作和裝置升級改造的間隔時間為5個月，在升級改造中，只是對原屏部分接線或插件進行更改與更換，并且在變更屏外二次接線的時候，未完全按照設(shè)計圖紙進行，導(dǎo)致線路出現(xiàn)異常情況。

2 STJ信號上升沿出現(xiàn)

在此變電站原有裝置程序中，只有主供線路STJ信號具有強制放電功能。在此信號發(fā)生上升沿的時候，備自投處于放電狀態(tài)，且要重新檢測充電條件。當此信號處于無效開入狀態(tài)時，不會影響充電、放電邏輯。在采用新版本程序的時候，不管接入哪個開關(guān)，就會導(dǎo)致信號出現(xiàn)上升沿，備自投處于放電狀態(tài)，需要重新檢測充電條件。為了確保備自投動作可靠、準確，經(jīng)常在備自投中引進開關(guān)，進行強制放電。為此，當手分開關(guān)的時候，變電站STJ信號就會由0變成1，出現(xiàn)上升沿，備自投強制放電，需要重新檢測充電條件。

3 備自投裝置無備用電源，處于放電狀態(tài)

在程序升級改造前后，STJ信號功能差異明顯，為此，在二次接線完全一致的條件下，備自投邏輯差異顯著。四個進線開關(guān)均處在初始狀態(tài)時，判斷是工作電源，而備自投判斷是無備用電源，處于放電狀態(tài)。

三、減少自投動作失敗的改進措施

（一）加強對顯示器、指示燈的檢查，確保運行正常

目前，變電站均為無人值班，在一定程度上提高了備自投巡視工作的重要性。在備自投運行中，工作人員需要對顯示器、指示燈進行嚴格檢查，保證其可以正常、有序的運行。如果備自投出現(xiàn)告警情況，需要馬上尋找原因，必要的情況下，要退出備自投。

（二）及時上報電源、定值、EPROM、RAM出現(xiàn)的錯誤，實施合理調(diào)度

在CPU檢測中，如果發(fā)現(xiàn)電源、定值、EPROM、RAM出現(xiàn)錯誤，一定要及時匯報，并且退出備自投，根據(jù)實際情況，制定故障處理方案，確保系統(tǒng)正常、有序運行。

（三）定期巡檢，做好應(yīng)急處理準備

在變電站運行中，要加強定期巡檢工作的落實，對現(xiàn)場備自投裝置運行情況進行詳細檢查，并且對充電條件、指示燈序列號予以詳細檢查，判斷其運行方式是否滿足條件。在開展定期巡檢工作的時候，一定要認真做好記錄，以備后續(xù)工作的開展。在無人值班的情況下，每周至少檢查一次備自投裝置運行狀態(tài)、功能等。

（四）完善備自投開關(guān)的檢測功能

當工作電源斷路器中具備電流的時候，相應(yīng)的TWJ信號就會開入，經(jīng)過10s的延時后，就會響起告警，以此提醒工作人員，可以在第一時間了解與處理故障。除此之外，當備自投處于放電狀態(tài)的時候，在所有條件消失0.5s之后，就會返回，這樣可以讓工作人員及時了解變電站的備自投放電情況，以此確保了變電站的穩(wěn)定、可靠運行。

結(jié)語

綜上所述，隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷加快，建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的不斷增多，電網(wǎng)技術(shù)更新越來越快，使得備自投裝置應(yīng)用越來越普遍，在很大程度上提高了電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、可靠性與安全性。然而，在實際應(yīng)用中也存在著一些不足，這就要求相關(guān)人員對變電站供電過程進行全面、細致的分析，以此強化備自投裝置作用的發(fā)揮，根據(jù)變電站的實際情況，提出妥善的處理措施，以此確保備自投動作的正確，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]林立鵬.變電站220kV備自投裝置閉鎖放電回路隱患分析與改進方案[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（24）：20-21.

[2]吳偉鐘.220kV備自投裝置不能正確動作案例分析[J].科技與創(chuàng)新，2014（23）：44-45.

[3]劉漢國.220kV母聯(lián)分段備自投的原理及運維注意事項探討[J].機電信息，2014（33）：51-52.

[4]陳杰明.關(guān)于220kV備自投未動作的分析及整改[J].中國電力教育，2011（15）：132-134.

[5]董蕙子，李洪成，周超，等.一起220kV變電站備自投裝置拒動事故的分析與問題反思[J].電子質(zhì)量，2014（11）：61-63.