變電站備自投裝置運(yùn)行維護(hù)分析

王旻瑋，魏大洋

（國網(wǎng)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(shí)時(shí)限應(yīng)大于最長的外部故障切除時(shí)間；手分開關(guān)時(shí)不動(dòng)作； 應(yīng)具備閉鎖功能以防誤動(dòng)；備用電源無壓時(shí)，備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作；備自投裝置在TV二次熔斷器熔斷時(shí)不應(yīng)誤動(dòng)；保證只能動(dòng)作一次。

1.2 備自投裝置運(yùn)行方式

下面以圖1所示的典型110 kV內(nèi)橋接線方式變電站為例，分析110 kV進(jìn)線及橋備自投裝置的動(dòng)作方式。

圖1 110 kV內(nèi)橋接線方式簡圖

方式一：進(jìn)線711開關(guān)帶2臺(tái)主變運(yùn)行，若兩段母線壓變1 TV、2 TV檢測(cè)均無電壓，進(jìn)線712開關(guān)線路側(cè)有壓，進(jìn)線711開關(guān)無電流，備自投跳711開關(guān)后合上712開關(guān)。

方式二：進(jìn)線712開關(guān)帶2臺(tái)主變運(yùn)行，若兩段母線壓變1 TV、2 TV檢測(cè)均無電壓，進(jìn)線711開關(guān)線路側(cè)有壓，進(jìn)線712開關(guān)無電流，備自投跳712開關(guān)后合上711開關(guān)。

方式三：當(dāng)711開關(guān)帶1#主變運(yùn)行，712開關(guān)帶2#主變運(yùn)行，橋開關(guān)700熱備用時(shí)，若檢測(cè)到Ⅰ段母線壓變1 TV無電壓，Ⅱ段母線壓變2 TV有壓，進(jìn)線711開關(guān)無電流，備自投跳711開關(guān)后合712開關(guān)。

方式四：當(dāng)711開關(guān)帶1#主變運(yùn)行，712開關(guān)帶2#主變運(yùn)行，橋開關(guān)700熱備用時(shí)，若檢測(cè)到Ⅱ段母線壓變2 TV無壓，Ⅰ段母線壓變1 TV有壓，進(jìn)線712開關(guān)無電流，備自投跳712開關(guān)后合711開關(guān)。

1.3 備自投裝置閉鎖條件

為防止電網(wǎng)系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)遭受二次沖擊從而擴(kuò)大事故，備自投裝置只能動(dòng)作一次，并且在系統(tǒng)不滿足備自投條件情況下應(yīng)能使備自投裝置放電，閉鎖裝置。在滿足以下任一條件時(shí)，備自投裝置須可靠放電：對(duì)斷路器進(jìn)行手動(dòng)分閘操作；備自投開關(guān)控回?cái)嗑€；備自投裝置已經(jīng)動(dòng)作；備自投功能壓板或控制字未投；不滿足兩個(gè)開關(guān)合位，一個(gè)開關(guān)熱備用的狀態(tài)；主變差動(dòng)、高后備、非電量保護(hù)動(dòng)作；其他外部閉鎖條件開入。

2 一起備自投異常動(dòng)作事件分析

2.1 事故情況說明

某日，值班員對(duì)某110 kV變電站所用電進(jìn)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(dòng)切換為Ⅲ段接地變供電。15:02，監(jiān)控通知變電站10 kV備自投動(dòng)作，2#主變104開關(guān)跳開，Ⅰ、Ⅳ段分段110開關(guān)合上。值班員立即對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一二次設(shè)備及后臺(tái)機(jī)信號(hào)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)14:58:24，10 kV備自投動(dòng)作，跳開104開關(guān)，合上10 kVⅠ、Ⅳ段分段110開關(guān)，將檢查情況匯報(bào)調(diào)度，通知保護(hù)班，并匯報(bào)班長及工區(qū)。

2.2 事故前系統(tǒng)運(yùn)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(guān)熱備用，10 kV Ⅱ、Ⅲ段分段120開關(guān)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(xiàn)場(chǎng)檢查情況

2.3.1 一次設(shè)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(guān)運(yùn)行正常。

2.3.2 保護(hù)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(guān)。

2.3.3 后臺(tái)機(jī)報(bào)文（主要相關(guān)）

15:58:19:812，公用測(cè)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(guān)。

15:58:24:577, 10 kV事故總動(dòng)作。

15:58:25:179，10 kV Ⅰ、Ⅳ段分段110自投合110開關(guān)。

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(hù)、計(jì)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(dòng)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(guān)手車工作位置擴(kuò)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(diǎn)打開，導(dǎo)致10 kV Ⅳ段母線保護(hù)、計(jì)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(dòng)作原因

10 kV Ⅳ段母線保護(hù)電壓消失，而此時(shí)2#主變104開關(guān)電流為11 A。查看定值單發(fā)現(xiàn)，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(shí)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(dòng)作，5 s后跳開1#主變104開關(guān)，合上10 kVⅠ、Ⅳ段分段110開關(guān)。

本站10 kV備自投動(dòng)作條件為判定失電母線無電壓，同時(shí)進(jìn)線無電流。進(jìn)行所用電自投切換時(shí)，10 kV Ⅳ段母線電壓變?yōu)?，而由于10 kV Ⅳ段母線上無負(fù)載，空載運(yùn)行，電流判據(jù)小于備自投裝置無流定值，備自投裝置動(dòng)作。

2.5 整改措施

對(duì)10 kV Ⅳ段母線壓變1045隔離開關(guān)手車工作位置擴(kuò)展繼電器（KA）電源進(jìn)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(dòng)接點(diǎn)的繼電器均應(yīng)使用直流供電。

3 備自投裝置運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)

備自投裝置拒動(dòng)可能會(huì)造成不必要的負(fù)荷損失，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致全所失電，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全。備自投裝置誤動(dòng)則可能會(huì)使系統(tǒng)受到二次沖擊從而擴(kuò)大事故。因此備自投裝置的日常運(yùn)行維護(hù)十分重要?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)，在變電站設(shè)計(jì)時(shí)要與廠家和設(shè)計(jì)人員積極溝通，明確功能要求；

驗(yàn)收無死角，調(diào)試驗(yàn)收階段，應(yīng)盡可能多的模擬備自投裝置實(shí)際運(yùn)行和故障狀態(tài)下的動(dòng)作；

日常運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)備自投裝置的巡視維護(hù)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)匯報(bào)；

每次倒閘操作前后對(duì)備自投裝置充放電及告警情況進(jìn)行認(rèn)真檢查。

4 結(jié)束語

備自投裝置的正確可靠運(yùn)行是保證對(duì)外供電的重要防線，研究備自投裝置的動(dòng)作邏輯，總結(jié)分析其異常案例對(duì)做好備自投裝置的運(yùn)行維護(hù)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(dǎo)致的10 kV備自投誤動(dòng)作事件，總結(jié)了備自投裝置的相關(guān)運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)，以期對(duì)備自投裝置的安全可靠運(yùn)行提供借鑒和參考。