一起備自投不正確動作的案例分析及改進

葉婷

（南京供電公司，江蘇南京210019）

一起備自投不正確動作的案例分析及改進

葉婷

（南京供電公司，江蘇南京210019）

當電網(wǎng)發(fā)生故障跳閘后，備自投裝置能夠迅速恢復(fù)失電負荷的供電，顯著提高供電可靠性。但是在某些故障情況下，由于電動機啟動電流大，可能導致備自投裝置的不正確動作，增加主變過載風險，降低電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。結(jié)合一起電網(wǎng)故障引起備自投不正確動作的案例，分析其原因，提出設(shè)定2套時間定值或增加1個閉鎖條件2種解決方法，可以有效地避免備自投裝置的不正確動作。

備自投；電動機；整定時間；閉鎖條件

備自投裝置是當工作電源因某種原因消失后，迅速投入備用電源或其他正常工作電源，并斷開工作電源的自動裝置［1，2］。隨著對供電可靠性要求的不斷提高，備自投裝置廣泛應(yīng)用于110 kV及以下電網(wǎng)。備自投裝置能保證對用戶連續(xù)供電，但當備自投裝置不正確動作時也會帶來嚴重的后果。

1　故障經(jīng)過

1.1故障前運行方式

故障發(fā)生前A變的運行方式如圖1所示。

圖1故障前751線路、763線路及110 kV A變運行方式

故障發(fā)生前，由110 kV 751線路供A變1號主變，由110 kV 768線路供A變2號主變，A變110 kV母聯(lián)710開關(guān)、10 kV母聯(lián)210、220開關(guān)均為熱備用。

1.2故障發(fā)生經(jīng)過

2013年某日，D變751開關(guān)距離I段、零序I段動作跳閘，重合不成（C相、故障測距2.5 km），C變10 kV備自投、A變110 kV及10 kV備自投均動作，無負荷損失。在確認線路跳閘是由吊車碰線引起，不影響運行且相關(guān)變電站設(shè)備均正常后，調(diào)度員對751線路進行試送，試送成功后恢復(fù)正常方式。

2　備自投裝置動作情況分析

2.1故障暴露出的問題

對于110 kV兩線供兩變的變電站，一般110 kV 和10 kV（或20 kV）均配置備自投裝置，如果主變故障，應(yīng)由10 kV（或20 kV）備自投動作恢復(fù)對10 kV（或20 kV）負荷的供電；如果110 kV電源線路故障，應(yīng)由110 kV備自投動作恢復(fù)對主變的供電，繼而恢復(fù)對10 kV（或20 kV）負荷的供電，若110 kV備自投拒動，才允許由10 kV（或20 kV）備自投動作恢復(fù)對負荷的供電［1，2］。實際上，在110 kV電源線路故障的情況下，110 kV備自投與10 kV（或20 kV）備自投均啟動，但110 kV備自投應(yīng)先動作恢復(fù)對主變及其負荷的供電，此時10 kV（或20 kV）備自投感受到10 kV（或20 kV）母線有電壓后返回。

這起線路跳閘故障是由于吊車碰線引起的，故障原因非常簡單，但在線路故障跳閘后暴露出了問題是：在線路故障跳閘導致A變1號主變失電后，首先是10 kV 210備自投動作，接著才是110 kV備自投動作。而按照備自投的配合邏輯應(yīng)該是由110 kV備自投動作，10 kV備自投不應(yīng)動作。

2.2 備自投不正確動作的原因分析

A變110 kV備自投的動作時間是2.6 s，10 kV備自投的動作時間是3 s，D變751開關(guān)跳閘后110 kV 及10 kV備自投均啟動，經(jīng)過1 s（重合閘動作時間）220 kV D變751開關(guān)重合時，A變110 kV備自投感受到110 kV I段母線有電后返回了，此時10 kV備自投也應(yīng)感受到10 kV IA和IB母線有電后返回，但由于重合時10 kV母線上電動機負荷的啟動電流在1號主變（阻抗大）上產(chǎn)生了較大的壓降，導致10 kV IA、IB段母線電壓仍然很低，10 kV備自投判定10 kV IA、IB段母線仍然無電，因此10 kV備自投未返回，但202、201開關(guān)上的電流之和超過了備自投閉鎖值 （單臺主變額定電流一半的1.2倍）將10 kV 220備自投閉鎖，因此在D變751開關(guān)第一次跳閘后3 s10 kV 210備自投動作，220備自投被閉鎖。而線路重合失敗751開關(guān)第二次跳閘后，110 kV備自投又啟動，經(jīng)2.6 s后動作，這時距離D變751開關(guān)第一次跳閘已有2.6 s+1 s+ tdz（tdz為751開關(guān)從重合成功到再次跳開的時間）。因此出現(xiàn)了10 kV 210備自投先動作，110 kV備自投后動作的情況。

備自投動作后A變的運行方式如圖2所示。110 kV 768線路供2臺主變運行，1號主變供10kV IB段母線，2號主變供10 kV IA段、IIA段、IIB段母線。在這種運行方式下，1號主變供1條母線，2號主變供3條母線，2臺主變負荷不平衡，不利于經(jīng)濟運行，當負荷高峰到來時2號主變極易過載，因此當110 kV 751線路故障為永久性故障暫時無法恢復(fù)時就需要調(diào)整方式，合上101開關(guān)、拉開210開關(guān)。由于10 kV備自投裝置的不正確動作，增加了主變過載的風險，同時也降低了主變運行的經(jīng)濟性。

圖2備自投動作后A變運行方式

3　改進措施

可以采取以下2種方法來避免A變10 kV備自投的不正確動作。

3.1 10 kV備自投設(shè)定2套整定時間（tzd1和tzd2）

當A變110 kV主變故障（即當主變主保護動作）時，10 kV備自投的整定時間仍采用原整定時間tzd1=3 s；當A變110 kV電源線路故障（即當110kV電源線路保護動作）時，則10 kV備自投的整定時間采用新的整定時間tzd2，使其大于110 kV備自投的整定時間（2.6 s）、220 kV D變751開關(guān)重合閘時間（1 s）與D變751開關(guān)從重合成功到再次跳開的時間之和。即：tzd2＞tdz+ 3.6 s，其中tdz為D變751開關(guān)從重合成功到再次跳開的時間，可根據(jù)751開關(guān)的操作機構(gòu)類型來確定。

3.2 10 kV備自投增加一個閉鎖條件

當A變110 kV電源線路故障跳閘后，為了防止在線路開關(guān)重合后由于電動機啟動電流大出現(xiàn)上述10 kV備自投先于110 kV備自投動作的情況，可以在10 kV備自投動作邏輯中增加1個閉鎖條件：以10 kV IA、IB段母線失電為例，當A變10 kV備自投感受到10 kV IA、IB段母線失電啟動后，此時如果A變751開關(guān)、101開關(guān)、201開關(guān)均在合位，且110 kV I母有壓，A變751開關(guān)有電流則10 kV備自投返回；當所有閉鎖條件均不滿足并且滿足備自投的啟動條件，那么10 kV備自投經(jīng)過預(yù)定的動作時限動作。該閉鎖條件的邏輯流程如圖3所示。

增加這樣的閉鎖條件后，就可保證發(fā)生類似110 kV電源線路故障時，在電源線路開關(guān)重合失敗后A 變110 kV備自投正確動作，10 kV備自投不會誤動。

圖3閉鎖條件的邏輯流程

4　結(jié)束語

110 kV及以下電網(wǎng)采用備自投裝置能夠保證在主供電源失電時盡快恢復(fù)供電，有效地提高供電可靠性。但是部分變電站在某些故障情況下備自投裝置會不正確動作，降低電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，增加主變過載的風險。以A站110 kV電源線路故障而備自投不正確動作為例，分析其原因，并提出2種簡單易行的方法，可以糾正在110 kV電源線路故障的情況下，由于電動機啟動電流大導致10 kV備自投裝置的不正確動作，具有較高的實用價值。

［1］葉 婷.110 kV三圈變變電站備自投過負荷閉鎖邏輯分析及改進［J］.江蘇電機工程，2013，32（4）：35-37.

［2］陳余航，張 豐，郭碧媛.110 kV備自投裝置拒動原因的分析［J］.電力安全技術(shù)，2011，13（8）：28-31.

A Case Study on BATS's Incorrect Action and Its Improvement

YE Ting
（Nanjing Power Supply Company，Nanjing 210019，China）

BATS can quickly restore power supply to load in the case of fault occurring in power grid，which significantly improves power supply reliability.However，in some cases the starting current of electric motor may lead to incorrect action of BATS，which increases the risk of transformer overload and reduces the economic performance of power grid operation.This paper analyzes an actual incident of incorrect action of BATS due to power grid fault.Base on the analysis，two effective solutions，namely adding two setting time and adding a blocking condition，to the incorrect action are proposed.

BATS；electric motor；setting time；blocking condition

故障分析

TM73

B

1009-0665（2016）01-0087-02

2015-08-13；

2015-10-29

葉婷（1982），女，江蘇南京人，高級工程師，從事電力調(diào)度運行工作。