備自投裝置典型異常分析

謝昊天

(國網江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

隨著電網的不斷發展，用戶對供電可靠性的要求越來越高，但由于電磁環網開環的需要，具備雙電源或多電源的系統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用。目前，運行值班人員對于備自投裝置的重要性已經有了很深刻的認識，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”計數器思想，目的是避免備自投裝置重復動作，合閘在故障上造成開關跳躍和擴大事故。充放電邏輯可以概括為符合裝置設定的工作狀態時充電，否則不充電；一旦動作，計數器置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立的模塊，不應混淆。

1.2 系統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要求。

(1) 應保證工作電源和設備斷開后，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備投入到故障元件上，造成備自投裝置動作失敗，甚至擴大故障。

(2) 工作設備的電壓消失時備自投應啟動(不包括手動分閘、保護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、斷路器誤跳等原因導致工作母線失壓時，備自投裝置均應動作，但當備用電源無壓時備投不應動作。

(3) 備自投裝置只能動作一次，防止備自投重復動作于故障。

(4) 工作電源和備用電源均失去時，裝置不應動作。

(5) 備自投投入運行前，應校驗備用電源投入時過負荷的影響。

(6) 強調時間配合備自投裝置動作以使負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，但備自投動作還應考慮躲過高電壓大電動機引起的工作母線殘壓，避免損壞設備。

2 備自投典型事故案例分析

2.1 開關位置判別錯誤

某年7月，某變電站110 kV電源進線失電，站內110 kV系統采用進線備自投方式，高壓側自投裝置未動作。運維人員現場檢查，備自投裝置充電燈未亮。經二次人員查線，發現該備自投裝置采開關位置用的是操作箱的TWJ接點，但由于運行人員疏忽，該開關現場的遠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DL/T 526—2013《備用電源自動投入裝置技術條件》有關規定，備自投裝置判斷開關位置應直接采用開關輔助接點，不應取保護裝置操作箱接點或重動接點。如取保護裝置操作箱的TWJ繼電器接點，當開關控制回路斷線或直流電源消失時，TWJ接點就無法正確反應開關狀態，將導致備自投裝置的拒動。目前該情況已通過技術改造整頓完畢。

2.2 備自投與低壓總開關失壓脫扣配置不合理

某年3月，330 kV某變電站110 kV線路發生接地故障造成站內電壓波動，站用電相電壓(二次值)跌至184 V， 滿足站用電低壓總開關低壓脫扣裝置動作定值，但達不到備自投裝置動作定值，導致站用交流電源系統總開關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，站用交流電源系統失電。

建議措施：針對上述問題，應及時調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進線兩條，采用進線備自投方式。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開關失壓脫扣已經動作，400 V備自投設計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：應調整低壓脫扣動作時間略長于上一級備自投動作時間，若時間配合不易調整，可在400 V備自投中增加雙電源短時失電后自動恢復的的功能。

3 結束語

備自投裝置已廣泛應用于110 kV及以下變電站中，備自投動作邏輯的復雜程度，與地區負荷特性、 一次系統圖、保護裝置等密切相關，其可靠性直接影響整個變電站乃至整個電網系統的安全穩定運行[3]，因此運行值班人員要切實掌握備自投裝置的維護和常見問題解決方法。