一起直流系統異常引起的保護拒動分析和思考

朱坤華

摘 要：通過一起直流系統異常引起的保護拒動事件的分析，認識變電站直流系統、備自投裝置，及他們在這起事件中的關聯性，思考如何提高變電運行工作質量和安全管理，對變電運行工作的開展提供借鑒。

關鍵詞：直流系統；備自投；保護拒動；變電運行；安全管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.178

近期，筆者班組所管轄的一座110kV變電站在用110kV備自投裝置倒電過程中發生一起裝置拒動事件，在對這起事件的原因查找分析過程中，發現與直流系統日常運行狀況有關系，結合變電運行崗位工作，帶來一些直流系統、備自投裝置知識及變電運行工作上的思考。

1 110kV變電站備自投裝置的功能

110kV變電站備自投裝置作為進線電源主備運行方式下，主供電源出故障時，備自投裝置經過對主供電源、備用電源運行情況識別判斷，滿足預定邏輯條件時則裝置動作出口，將主供電源自動切換到備供電源線路上，以滿足變電站進線電源可靠持續供電運行，防止全站失電事故，避免停電損失。

2 110kV變電站直流系統運行異常與備自投裝置拒動事件

某110kV變電站，站內主變檢修工作前倒換110kV進線運行方式。倒換前運行方式，110kV進線1運行，進線2熱備用，內橋斷路器運行，進線1供1號主變壓器運行，內橋斷路器供2號主變壓器運行，110kV備自投裝置運行，直流系統浮充電運行。當日，運行人員到達現場，檢查110kV設備、備自投裝置，檢查情況匯報值班調度，具備倒電操作條件。值班調度預令準備安排主供電源線路對側變電站操作斷路器斷電，通過110kV變電站備自投動作來倒換進線電源運行方式，讓現場做好設備檢查和配合工作，隨后，值班調度下令主供電源線路對側變電站操作斷路器斷電。在主供電源線路對側變電站操作斷路器斷電后，本側110kV變電站備自投動作不成功，全站失壓停電。

現場運行人員隨即啟動事故處置預案，對110kV設備、備自投裝置、后臺監控系統進行檢查，發現后臺監控系統失電，其余設備未見異常。檢查情況匯報值班調度后，調控端遠方斷開主供電源進線斷路器，合上備供電源進線斷路器，現場運行人員配合斷路位置、設備操作后檢查，恢復了該110kV變電站供電。

經過檢查，現場保護壓板投入正確，調控端倒電后站內一次設備、二次設備運行正常。進入110kV備自投裝置查看運行動作信息，備自投裝置上一次退出、投入操作后充電運行正常，與操作指令記錄一一對應。

110kV備自投裝置上一次退出操作中，投入閉鎖110kV備自功能，裝置信息“自投總閉鎖 0→1”、“自投方式2充電 1→0”，顯示備自投功能退出。

110kV備自投裝置上一次投入操作中，退出閉鎖110kV備自功能，裝置信息“自投總閉鎖 1→0”、“自投方式2充電 0→1”，顯示備自投功能投入。

110kV備自投裝置自上次投入運行至當天倒電操作，期間沒有投退操作，裝置無異常信息，表明110kV備自投裝置運行正常。

110kV備自投裝置倒電當時動作信息：

10：34：25：267 整組啟動 0→1

10：34：25：295 KKJ2 1→0

10：34：25：306 自投方式2充電 1→0

綜合上述信息，倒電時110kV備自投裝置功能啟動，緊接著一個KKJ2信號變位，110kV備自投裝置放電，未能正確動作出口，導致現場備自投倒電失敗，造成拒動事件。

在查詢110kV備自投裝置技術說明書得知，KKJ2為裝置的一個輸入信號，可能為裝置異常導致備自投裝置放電，而未完成動作出口。詢問現場運行人員，在調度通知即將調控端倒電后，站內保護裝置發生黑屏又啟動現象，后臺監控失電不能啟動（在檢查中發現是逆變器供后臺監控電源空開跳閘），逆變器曾經發生過缺陷，切換試驗中失電不能啟動，維修繼續使用。再進一步查詢直流系統設備狀況，遺留兩只蓄電池運行中單只電壓低，時有告警、自動恢復缺陷。初步判斷是直流系統運行不穩定，倒電過程中出現直流電源“閃斷”而造成110kV備自投裝置拒動、倒電失敗。在繼電保護人員檢查110kV備自投裝置，分析 KKJ2信號變位原因，模擬實驗證實了我們的判斷，裝置啟動時失電會出現KKJ2信號變位、110kV備自投裝置放電，可能原因為本裝置失電或外部輸入信號的裝置失電，如與之相連的主變保護裝置。在對直流系統進一步核對性放電試驗發現，蓄電池組整體核對性放電試驗中電壓降較快，多只電池損耗較快，模擬實驗中存在交直流電源切換瞬間掉電現象。

至此，110kV備自投裝置拒動、倒電失敗原因基本查清，直流系統蓄電池組運行不穩定，在倒電中出現直流系統瞬間失電，導致站內保護裝置、110kV備自投裝置出現瞬間掉電，從而影響110kV備自投裝置正確動作出口。后續使用臨時蓄電池組替換，在恢復110kV設備運行方式時，使用110kV備自投裝置倒換110kV進線電源時正確動作出口，設備運行正常。站內工作完畢后已將蓄電池組更換列入工作計劃，徹底解決直流系統問題。

3 這起事件的變電運行工作思考

（1）變電運行操作前應做好風險預控，涉及運行方式改變時要考慮停電風險，通過班前會學習風險預控措施和應急處理預案，必要時進行預演，以提高現場應急處理能力。

（2）變電設備操作前應做好現場堪查，操作設備及相關的保護裝置、壓板投切、后臺信號要仔細檢查，確保現場設備狀況良好，滿足設備操作條件。

（3）日常運行維護工作中應細心謹慎、見微知著，對設備運行狀況保持敏感性，以風險辨識的專業眼光去巡視維護設備，掌握設備異常、缺陷的趨勢發展和風險后果，管理好現場設備。

（4）日常運行維護中發現的設備隱患、異常和缺陷，應及時開展設備風險辨識和風險數據庫管理，為后續運行維護、運行操作提供風險預控數據，綜合提高變電運行工作質量和安全管理。

（5）變電運行工作案例、設備典型缺陷梳理建立數據庫，既可以完善培訓內容，有利于變電運行人員技能水平的快速提高，又可以給后續的工作提供參照，全面提升現場工作效能。

4 小結

通過這起直流系統異常引起的保護拒動事件的分析，認識變電站直流系統、備自投裝置，及他們在這起事件中的關聯性，思考如何提高變電運行工作質量和安全管理，對變電運行工作的開展提供借鑒。