變電站備自投裝置運行維護分析

王旻瑋，魏大洋

（國網江蘇省電力有限公司常州供電分公司，江蘇 常州 213003）

1 備自投裝置概述

1.1 備自投裝置基本要求

備自投裝置可以在一路電源失電后迅速投入另一路電源，避免停電。備自投裝置的基本條件包括：備用電源必須在工作電源斷開后才能投入；備用電源投入的延時時限應大于最長的外部故障切除時間；手分開關時不動作； 應具備閉鎖功能以防誤動；備用電源無壓時，備自投裝置不應動作；備自投裝置在TV二次熔斷器熔斷時不應誤動；保證只能動作一次。

1.2 備自投裝置運行方式

下面以圖1所示的典型110 kV內橋接線方式變電站為例，分析110 kV進線及橋備自投裝置的動作方式。

圖1 110 kV內橋接線方式簡圖

方式一：進線711開關帶2臺主變運行，若兩段母線壓變1 TV、2 TV檢測均無電壓，進線712開關線路側有壓，進線711開關無電流，備自投跳711開關后合上712開關。

方式二：進線712開關帶2臺主變運行，若兩段母線壓變1 TV、2 TV檢測均無電壓，進線711開關線路側有壓，進線712開關無電流，備自投跳712開關后合上711開關。

方式三：當711開關帶1#主變運行，712開關帶2#主變運行，橋開關700熱備用時，若檢測到Ⅰ段母線壓變1 TV無電壓，Ⅱ段母線壓變2 TV有壓，進線711開關無電流，備自投跳711開關后合712開關。

方式四：當711開關帶1#主變運行，712開關帶2#主變運行，橋開關700熱備用時，若檢測到Ⅱ段母線壓變2 TV無壓，Ⅰ段母線壓變1 TV有壓，進線712開關無電流，備自投跳712開關后合711開關。

1.3 備自投裝置閉鎖條件

為防止電網系統在短時間內遭受二次沖擊從而擴大事故，備自投裝置只能動作一次，并且在系統不滿足備自投條件情況下應能使備自投裝置放電，閉鎖裝置。在滿足以下任一條件時，備自投裝置須可靠放電：對斷路器進行手動分閘操作；備自投開關控回斷線；備自投裝置已經動作；備自投功能壓板或控制字未投；不滿足兩個開關合位，一個開關熱備用的狀態；主變差動、高后備、非電量保護動作；其他外部閉鎖條件開入。

2 一起備自投異常動作事件分析

2.1 事故情況說明

某日，值班員對某110 kV變電站所用電進行定期切換，14:58:19，值班員分開Ⅰ段接地變低壓出口總空開，14:58:28，所用電自動切換為Ⅲ段接地變供電。15:02，監控通知變電站10 kV備自投動作，2#主變104開關跳開，Ⅰ、Ⅳ段分段110開關合上。值班員立即對現場一二次設備及后臺機信號進行檢查，發現14:58:24，10 kV備自投動作，跳開104開關，合上10 kVⅠ、Ⅳ段分段110開關，將檢查情況匯報調度，通知保護班，并匯報班長及工區。

2.2 事故前系統運行方式

某110 kV變電站為線變組接線方式，接線簡圖如圖2所示。其中，10 kV Ⅰ、Ⅳ段分段110開關熱備用，10 kV Ⅱ、Ⅲ段分段120開關熱備用，備自投均啟用。 10 kV Ⅳ段母線全部為備用線路。

圖2 110 kV變電站接線方式簡圖

2.3 現場檢查情況

2.3.1 一次設備檢查

10 kV Ⅰ、Ⅳ段母線電壓正常，10 kV Ⅰ、Ⅳ段母線上出線開關運行正常。

2.3.2 保護裝置檢查

10 kV Ⅰ、Ⅳ段分段110備自投裝置15:58:24:575，自投跳電源2； 15:58:25:137，自投合分段開關。

2.3.3 后臺機報文（主要相關）

15:58:19:812，公用測控2n交流所用電一路交流失電。

15:58:24:575，10 kV Ⅰ、Ⅳ段分段110自投跳104開關。

15:58:24:577, 10 kV事故總動作。

15:58:25:179，10 kV Ⅰ、Ⅳ段分段110自投合110開關。

15:58:28:179，所用電自投。

2.4 事故原因分析

2.4.1 10 kV Ⅳ段母線保護、計量電壓消失原因

分開Ⅰ段接地變低壓出口總空開后，所用電自動切換為Ⅲ段接地變供電前，交流380 V母線電壓消失。由于10 kV Ⅳ段母線壓變1045隔離開關手車工作位置擴展繼電器（KA）電源使用交流電壓供電，交流電失去期間，該繼電器（KA）返回，其串接于母線壓變二次電壓回路中的常開接點打開，導致10 kV Ⅳ段母線保護、計量電壓消失，如圖3所示。

圖3 10 kV Ⅳ段段母線壓變二次電壓回路簡圖

2.4.2 10 kV備自投動作原因

10 kV Ⅳ段母線保護電壓消失，而此時2#主變104開關電流為11 A。查看定值單發現，10 kV備自投的無流定值二次值為0.1 A，2#主變104流變變比為4000/5，實際電流小于備自投整定值，無壓無流條件均滿足，因此10 kV備自投動作，5 s后跳開1#主變104開關，合上10 kVⅠ、Ⅳ段分段110開關。

本站10 kV備自投動作條件為判定失電母線無電壓，同時進線無電流。進行所用電自投切換時，10 kV Ⅳ段母線電壓變為0，而由于10 kV Ⅳ段母線上無負載，空載運行，電流判據小于備自投裝置無流定值，備自投裝置動作。

2.5 整改措施

對10 kV Ⅳ段母線壓變1045隔離開關手車工作位置擴展繼電器（KA）電源進行改造，使用直流供電，提高可靠性。參考此案例，所有供壓變二次回路使用重動接點的繼電器均應使用直流供電。

3 備自投裝置運行維護要點

備自投裝置拒動可能會造成不必要的負荷損失，嚴重時可能會導致全所失電，嚴重威脅電網安全。備自投裝置誤動則可能會使系統受到二次沖擊從而擴大事故。因此備自投裝置的日常運行維護十分重要。總結經驗教訓，有以下幾點注意事項：

嚴把設計關，在變電站設計時要與廠家和設計人員積極溝通，明確功能要求；

驗收無死角，調試驗收階段，應盡可能多的模擬備自投裝置實際運行和故障狀態下的動作；

日常運行中應加強對備自投裝置的巡視維護，發現異常情況及時匯報；

每次倒閘操作前后對備自投裝置充放電及告警情況進行認真檢查。

4 結束語

備自投裝置的正確可靠運行是保證對外供電的重要防線，研究備自投裝置的動作邏輯，總結分析其異常案例對做好備自投裝置的運行維護有重要意義。

本文從備自投裝置的原理入手，分析了一起因電壓切換回路異常導致的10 kV備自投誤動作事件，總結了備自投裝置的相關運行維護要點，以期對備自投裝置的安全可靠運行提供借鑒和參考。