解析備自投誤動(dòng)作實(shí)例并提出防范措施

鄧濤，雷亞蘭

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局，云南玉溪，653100）

0 引言

隨著供電可靠性要求的逐年提高，各地供電局對(duì)變電站的備用電源自動(dòng)投入裝置的管理要求也越來(lái)越高。對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)變電站，大部分配置雙回進(jìn)線、兩臺(tái)主變、分段母線，并在各側(cè)電壓等級(jí)分別安裝備自投裝置[1]。備自投的方式與變電站主接線形式有關(guān)，一般分為進(jìn)線備、分段備、橋備。本文所舉案例是一起典型的運(yùn)行人員在10kV母線停電過(guò)程中，因操作順序造成的10kV備自投誤動(dòng)作事件。案例中涉及的備自投裝置型號(hào)為深圳南瑞ISA-358G，出廠日期為2007年7月，該系列的備自投因原理簡(jiǎn)單、容易維護(hù)，被大量變電站采用。

1 事件案例

11月26日運(yùn)行人員在進(jìn)行110kV某某變電站10kVⅠ段母線由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用的相關(guān)操作，12時(shí)25分10kVⅠ段母線上所有出線、站用變、電容器間隔已操作至冷備用，在10kVⅠ段母線電壓互感器二次側(cè)A相保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，12時(shí)57分45秒107毫秒10kVⅠ段母線電壓互感器斷線告警，在10kVⅠ段母線電壓互感器二次側(cè)三相保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)后，12時(shí)57分48秒601毫秒10kV備自投動(dòng)作，12時(shí)57分51秒602毫秒110kV#1主變10kV側(cè)001斷路器跳閘，12時(shí)57分51秒602毫秒10kV備自投動(dòng)作，12時(shí)57分51秒960毫秒10kV分段012斷路器合閘。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢查情況，10kV高壓室內(nèi)110kV#1主變10kV側(cè)001斷路器在分閘位置，10kV分段012斷路器在合閘位置，斷路器儲(chǔ)能正常。

備自投誤動(dòng)作前的運(yùn)行方式為：001斷路器供10kVⅠ段母線運(yùn)行，10kVⅠ段母線上所有出線、站用變、電容器間隔處冷備用，10kVⅠ段母線電壓互感器處運(yùn)行；002斷路器供10kVⅡ段母線運(yùn)行，10kVⅡ段母線上所有出線、站用變、電容器間隔處運(yùn)行，10kVⅠ段母線電壓互感器處運(yùn)行；10kV分段012斷路器處熱備用，10kV備自投按備分段方式投入。

2 原因分析

據(jù)案例中的運(yùn)行方式，繪制本案例事件的接線簡(jiǎn)圖如下。

兩臺(tái)主變分列運(yùn)行，分段012斷路器在分閘位置，當(dāng)線路發(fā)生故障或其他原因使得002或001斷路器斷開(kāi)時(shí)，分段012斷路器由備自投投入[2]，恢復(fù)失壓母線供電。

按照?qǐng)D1接線方式分析備自投動(dòng)作原理：

(1)充電條件，10kVⅠ段母線、10kVⅡ段母線三相有壓，001斷路器、002斷路器在合閘位置，012斷路器在分閘位置，經(jīng)延時(shí)后充電完成；

(2)放電條件，10kVⅠ段母線、10kVⅡ段母線三相無(wú)壓，手動(dòng)操作001斷路器、002斷路器，012斷路器在合閘位置，其他保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投動(dòng)作信號(hào)；

(3)備自投啟動(dòng)方式一，備自投充電完成，10kVⅠ段母線無(wú)壓、110kV#1主變10kV側(cè)無(wú)流，10kVⅡ段母線有壓，經(jīng)延時(shí)跳001斷路器，確認(rèn)001斷路器在分閘位置，經(jīng)延時(shí)合012斷路器；

(4)備自投啟動(dòng)方式二，備自投充電完成，10kVⅡ段母線無(wú)壓、110kV#2主變10kV側(cè)無(wú)流，10kVⅠ段母線有壓，經(jīng)延時(shí)跳002斷路器，確認(rèn)002斷路器在分閘位置，經(jīng)延時(shí)合012斷路器。

圖1 本案例接線簡(jiǎn)圖

查閱深圳南瑞ISA-358G 10kV備自投保護(hù)裝置通用定值，定值中“CT 變比 3000/5”、“d091 進(jìn)線無(wú)流定值 0.2A”，進(jìn)行換算得出一次側(cè)的電流應(yīng)為120A。根據(jù)案例描述“12時(shí)25分10kVⅠ段母線上所有出線、站用變、電容器間隔已操作至冷備用”，此時(shí)空載母線電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于120A，滿足備自投啟動(dòng)方式一的110kV#1主變10kV側(cè)無(wú)流條件。

根據(jù)圖2中“d087母線線電壓有壓定值70V”與“d088 母線線電壓無(wú)壓定值30V”，結(jié)合《深圳南瑞ISA-358G 10kV備自投保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)》的內(nèi)容“母線無(wú)壓指母線的三個(gè)線電壓均小于母線無(wú)壓定值，三個(gè)線電壓無(wú)壓條件‘相與’可以防止TV一相或兩相斷線時(shí)備自投誤動(dòng)”。可以得出母線有壓指母線的三個(gè)線電壓至少有一個(gè)大于70V，母線無(wú)壓指母線的三個(gè)線電壓均小于30V。根據(jù)案例所述，運(yùn)行人員依次斷開(kāi)母線電壓互感器二次側(cè)三相空氣開(kāi)關(guān)，形成二次側(cè)電壓變化矩陣表如下：

表1 二次側(cè)電壓變化矩陣

根據(jù)案例所述“在10kVⅠ段母線電壓互感器二次側(cè)A相保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，12時(shí)57分45秒107毫秒10kVⅠ段母線電壓互感器斷線告警”，由表1得出不滿足備自投啟動(dòng)方式條件。“在10kVⅠ段母線電壓互感器二次側(cè)三相保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)后，12時(shí)57分48秒601毫秒10kV備自投動(dòng)作”，由表1得出滿足備自投啟動(dòng)方式一的10kVⅠ段母線無(wú)壓，10kVⅡ段母線有壓條件。

此時(shí)滿足備自投啟動(dòng)方式一所有條件，備自投充電完成、10kVⅠ段母線無(wú)壓、110kV#1主變10kV側(cè)無(wú)流、10kVⅡ段母線有壓。根據(jù)案例所述“12時(shí)57分51秒602毫秒110kV#1主變10kV側(cè)001斷路器跳閘”，符合定值中 “d081Ⅰ母?jìng)溆们泄ぷ鬟M(jìn)線時(shí)限2.9s”。“12時(shí)57分51秒960毫秒10kV分段012斷路器合閘”符合定值中“d294 切故障后合暗備用電源時(shí)限0.3s”。

綜上所述，本案例中的10kV備自投裝置正確動(dòng)作，其它設(shè)備均運(yùn)行正常，屬于一起典型的由于操作順序錯(cuò)誤，滿足10kV備自投動(dòng)作條件后引起備自投誤動(dòng)作事件。

3 防范措施

一是從設(shè)備方面提出防范措施：配置了獨(dú)立進(jìn)線電壓互感器的變電站接線方式，可以通過(guò)采集進(jìn)線電壓互感器的二次側(cè)電壓，增加備自投的啟動(dòng)條件。例如：在“備自投啟動(dòng)方式一”中增加110kV#1主變10kV側(cè)電壓互感器電壓閉鎖信號(hào)來(lái)同時(shí)判別，主供電源是否確實(shí)消失，但往往只有110kV及以上電壓等級(jí)的進(jìn)線才會(huì)配置獨(dú)立的電壓互感器。

未配置獨(dú)立進(jìn)線電壓互感器的變電站接線方式，通常35kV及以下電壓等級(jí)進(jìn)線都屬于該種情況，可以根據(jù)空載母線的電流情況對(duì)進(jìn)線斷路器間隔的電流互感器變比進(jìn)行調(diào)整。例如：在“備自投啟動(dòng)方式一”中將接入備自投裝置閉鎖電流接入較小的TA變比繞組，同時(shí)對(duì)保護(hù)裝置的定值進(jìn)行更改，若空載母線電流過(guò)小，還是無(wú)法滿足一次電流要求，可以通過(guò)更換精度更高、變比更小的電流感器。這種方法還可以防范夜間電流過(guò)小，諧振或其他原因造成母線電壓互感器三相熔斷后[3]，引發(fā)的備自投誤動(dòng)作事故。

二是從管理方面提出防范措施：修編變電站典型操作票，在典型操作票中固化操作順序。例如：針對(duì)單母分段接線方式或單母接線方式，應(yīng)按照先停母線后停PT的原則執(zhí)行，當(dāng)主變中（低）壓側(cè)斷路器作為母線電源側(cè)時(shí)，操作順序如下：斷開(kāi)主變中（低）壓側(cè)斷路器、拉開(kāi)母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)、拉開(kāi)主變側(cè)隔離開(kāi)關(guān)、斷開(kāi)停電母線電壓互感器二次空氣開(kāi)關(guān)、測(cè)量停電母線電壓互感器二次空氣開(kāi)關(guān)上下兩端對(duì)地電位正常、拉開(kāi)停電母線電壓互感器一次隔離開(kāi)關(guān)。

整理形成變電站設(shè)備固有風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)及特殊設(shè)備操作手冊(cè)。例如：在電壓互感器二次空開(kāi)操作箱上粘貼固有風(fēng)險(xiǎn)卡片、特殊設(shè)備操作卡片等及時(shí)提醒操作人員。

三是從人員方面提出長(zhǎng)效措施：預(yù)留應(yīng)對(duì)存疑工作時(shí)間裕度，合理分工，防止人員疲勞工作及操作，避免因準(zhǔn)備不充分導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)不可控。與檢修部門、設(shè)備廠家建立聯(lián)動(dòng)通訊錄，存在疑問(wèn)及時(shí)咨詢，并在班組工作群內(nèi)進(jìn)行集體溝通，杜絕帶疑問(wèn)盲目工作或操作。加強(qiáng)自身崗位技能培訓(xùn)，開(kāi)展針對(duì)性較強(qiáng)的專業(yè)學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的職業(yè)求知習(xí)慣。

4 結(jié)束語(yǔ)

10kV備自投動(dòng)作條件單一，停母線操作順序錯(cuò)誤是導(dǎo)致本文案例中10kV備自投裝置誤動(dòng)作事件的根本原因。本文詳細(xì)分析了備自投誤動(dòng)作過(guò)程，找出了誤動(dòng)事件發(fā)生的原因，從設(shè)備、管理、人員方面提出了防范措施，對(duì)變電站備自投的運(yùn)行維護(hù)、倒閘操作等工作具有指導(dǎo)意義。