備自投裝置典型異常分析

謝昊天

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，用戶對供電可靠性的要求越來越高，但由于電磁環(huán)網(wǎng)開環(huán)的需要，具備雙電源或多電源的系統(tǒng)通常只有一條回路供電[1]，備自投裝置就是一種基于主備用模式的一類自動裝置，在110 kV及以下變電站被廣泛應(yīng)用。目前，運(yùn)行值班人員對于備自投裝置的重要性已經(jīng)有了很深刻的認(rèn)識，但是對于其原理及常見異常處理還不夠清晰，針對上述情況，就兩種常見的備自投方式探討備自投裝置的動作原理，并給出三個典型備自投相關(guān)故障案例。

1 備自投裝置的工作原理及要求

1.1 備自投裝置的原理

備投裝置的動作原理由三部分組成：允許條件、閉鎖條件、充放電邏輯。其中允許條件和閉鎖條件構(gòu)成動作邏輯，啟動條件都滿足，閉鎖條件都不滿足[2]則備自投出口。充放電邏輯借鑒重合閘裝置中的“充電”計(jì)數(shù)器思想，目的是避免備自投裝置重復(fù)動作，合閘在故障上造成開關(guān)跳躍和擴(kuò)大事故。充放電邏輯可以概括為符合裝置設(shè)定的工作狀態(tài)時充電，否則不充電；一旦動作，計(jì)數(shù)器置0，重新等待條件滿足“充電”。由此可以看出動作邏輯本身和充放電邏輯有重疊，不過這是兩個互相獨(dú)立的模塊，不應(yīng)混淆。

1.2 系統(tǒng)對備自投裝置的要求

為保證備自投裝置可靠、快速地動作，備自投裝置需要具備以下幾點(diǎn)要求。

(1) 應(yīng)保證工作電源和設(shè)備斷開后，才投入備用電源。這一要求的目的是防止將備用電源或備用設(shè)備投入到故障元件上，造成備自投裝置動作失敗，甚至擴(kuò)大故障。

(2) 工作設(shè)備的電壓消失時備自投應(yīng)啟動(不包括手動分閘、保護(hù)動作閉鎖等外部閉鎖情況)。工作電源故障、變壓器故障、母線故障、斷路器誤跳等原因?qū)е鹿ぷ髂妇€失壓時，備自投裝置均應(yīng)動作，但當(dāng)備用電源無壓時備投不應(yīng)動作。

(3) 備自投裝置只能動作一次，防止備自投重復(fù)動作于故障。

(4) 工作電源和備用電源均失去時，裝置不應(yīng)動作。

(5) 備自投投入運(yùn)行前，應(yīng)校驗(yàn)備用電源投入時過負(fù)荷的影響。

(6) 強(qiáng)調(diào)時間配合備自投裝置動作以使負(fù)荷停電時間盡可能短為原則。備自投動作時間越短，用戶停電時間就越短，但備自投動作還應(yīng)考慮躲過高電壓大電動機(jī)引起的工作母線殘壓，避免損壞設(shè)備。

2 備自投典型事故案例分析

2.1 開關(guān)位置判別錯誤

某年7月，某變電站110 kV電源進(jìn)線失電，站內(nèi)110 kV系統(tǒng)采用進(jìn)線備自投方式，高壓側(cè)自投裝置未動作。運(yùn)維人員現(xiàn)場檢查，備自投裝置充電燈未亮。經(jīng)二次人員查線，發(fā)現(xiàn)該備自投裝置采開關(guān)位置用的是操作箱的TWJ接點(diǎn)，但由于運(yùn)行人員疏忽，該開關(guān)現(xiàn)場的遠(yuǎn)方就地切換把手誤打在了就地位置，所以TWJ未動作，以至于不滿足充電條件，引起該次事故。

建議措施：根據(jù)DL/T 526—2013《備用電源自動投入裝置技術(shù)條件》有關(guān)規(guī)定，備自投裝置判斷開關(guān)位置應(yīng)直接采用開關(guān)輔助接點(diǎn)，不應(yīng)取保護(hù)裝置操作箱接點(diǎn)或重動接點(diǎn)。如取保護(hù)裝置操作箱的TWJ繼電器接點(diǎn)，當(dāng)開關(guān)控制回路斷線或直流電源消失時，TWJ接點(diǎn)就無法正確反應(yīng)開關(guān)狀態(tài)，將導(dǎo)致備自投裝置的拒動。目前該情況已通過技術(shù)改造整頓完畢。

2.2 備自投與低壓總開關(guān)失壓脫扣配置不合理

某年3月，330 kV某變電站110 kV線路發(fā)生接地故障造成站內(nèi)電壓波動，站用電相電壓(二次值)跌至184 V， 滿足站用電低壓總開關(guān)低壓脫扣裝置動作定值，但達(dá)不到備自投裝置動作定值，導(dǎo)致站用交流電源系統(tǒng)總開關(guān)失壓脫扣裝置動作跳閘，但備用站用變壓器備自投裝置未動作，站用交流電源系統(tǒng)失電。

建議措施：針對上述問題，應(yīng)及時調(diào)整備自投動作電壓或者失壓脫扣的啟動電壓，使其配合上有重疊。

2.3 備自投和低壓脫扣時間配合不合理

110 kV某變電站安裝2臺主變，配置兩臺接地變兼站用變，分別接于該站10 kVⅠ，Ⅱ母線上；110 kV進(jìn)線兩條，采用進(jìn)線備自投方式。某年11月，該變電站主供電源110 kV馬喬Ⅰ線發(fā)生短路故障，變電站短時全站失電，同時失去站用電。110 kV備自投將備用110 kV線投入成功后，因此時站用變低壓側(cè)開關(guān)失壓脫扣已經(jīng)動作，400 V備自投設(shè)計(jì)時僅考慮單路電源失去備自投功能，未考慮雙路電源短時失去時備自投功能，造成所用電未能自動投入，全站所用電電源失去。

建議措施：應(yīng)調(diào)整低壓脫扣動作時間略長于上一級備自投動作時間，若時間配合不易調(diào)整，可在400 V備自投中增加雙電源短時失電后自動恢復(fù)的的功能。

3 結(jié)束語

備自投裝置已廣泛應(yīng)用于110 kV及以下變電站中，備自投動作邏輯的復(fù)雜程度，與地區(qū)負(fù)荷特性、 一次系統(tǒng)圖、保護(hù)裝置等密切相關(guān)，其可靠性直接影響整個變電站乃至整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]，因此運(yùn)行值班人員要切實(shí)掌握備自投裝置的維護(hù)和常見問題解決方法。