110 kV备自投装置不正确动作原因分析及建议

６２　广西电力　ＧＵＡＮＧＸＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　Ｐ０ＷＥＲ　２０１４年第３７卷第２期　Ｖｏ１．３７　ＮＯ．２　１１０　ｋＶ备自投装置不正确动作原因分析及建议　张宏朋，夏斌　５３００３１）　（广西电网公司南宁供电局，南宁摘要：为保证电力的可靠供应，避免备自投发生拒动、误动而造成电网负荷损失，通过实际工作中一起备自投不正确动作案　例，对其不正确动作原因进行分析，并提出整改建议。文章对备自投不正确动作的分析结果和建议对提高供电可靠性和稳定性、　保障电网安全稳定运行有积极作用。　关键词：继电保护；ｇｒ自投装置；供电可靠性　中图分类号：ＴＭ７６２．１文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７１—８３８０（２０１４）０２—００６２—０３　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ　Ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　１　１０　ｋＶ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ＢＵＳ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｄｅｖｉｃｅ　ＺＨＡＮＧ　Ｈｏｎｇｐｅｎｇ，ＸＩＡ　Ｂｉｎ　（Ｎａｎｎｉｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３００３　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　ａｖｏｉｄ　ｈｅ　ｐｏｗｅｒｔ　ｄ　ｌｏａｄ　ｌｏｓｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｂｕｓ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｄｅｖｉｃｅ，ａｎ　ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ　ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｂｕｓ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｄｅｖｉｃｅ　ｉｎ　ｈｅ　ｔａｃｔｕａｌ　ｗｏｒｋ　ｉｓ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ａ　ｃａｓｅ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｏｆ　ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ　ａｃｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｎｄ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ　ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｂｕｓ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｄｅｖｉｃｅ　ｈａｖｅ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｓｕｒａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｌａｙ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｂｕｓ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｄｅｖｉｃｅ，ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｒｅｌｉｂｉｌａｉｔｙ　当今社会，人们对电力的需求和依赖程度与日　俱增，对电能质量的要求也更加严格，高标准的供电　可靠性与稳定性对供电部门的技术管理水平提出了　更高的要求。当工作电源因故障或其它原因被切断　后，利用电源自动投人装置（简称：备自投）使备用电　源自动、迅速地投人工作，以此保证对用户的连续供　电。本文对广西电网南宁网区１１０　ｋＶ某变电站（内　图１所示。正常运行时，两段母线并列运行，１条进　线作为主供电源，另１条进线为备用电源，称之为进　线备自投（方式１、方式２）；若两段母线分列运行，每　桥式接线），在实际运行中出现的１１０ｋＶ备自投装　置（ＲＣＳ一９６５２Ｂ）动作失败的案例进行了分析和探　讨，工作经验可供同行遇到同类问题时参考。　１变电站典型备自投配置　１．１备自投方式　１１０　ｋＶ某变电站采用内桥式接线，主接线图如　收稿日期：２０１３—０８—３０；修回日期：２０１３—１１－１１　图１　装置典型ＢＺＴ逻辑适应的主接线　２０１４年４月　Ｖｏ１．３７　ＮＯ．２　广西电力　ＧＵＡＮＧＸＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　６３　条进线各带１段母线，则２条进线互为备用电源，称　之为分段备自投（方式３、方式４）。　１．２备自投装置要求　１）当母线电压小于备自投装置检无压定值，且　无压时间超出装置整定定值时，备自投装置应起动。　备自投装置时间定值的整定应与其相关的保护时间　及线路重合闸时间配合。　２）备用电源开关应处于热备用状态，备自投装　置满足充电条件后充电，投入时应可靠动作，否则应　予以闭锁。　３）为防止将备用电源合闸于故障点，备自投在　起动后应先跳开主供电源断路器，隔离故障点后，再　投人备用电源。　４）备自投装置引入进线断路器的手动跳闸（简　称：手跳）信号作为自投闭锁量，防止自投于永久性　故障。当有手跳信号开入时，应立即放电，实现闭锁。　５）备自投装置在收到闭锁开人或功能退出时应　立即放电，充电条件均满足后经延时充电，正常情况　下备自投装置只允许动作１次。　２备自投动作原理　备自投装置引入内桥接线方式下的两段母线电　压，作为电压量判别，每条进线引入一相电流，作为　ＴＶ三相断线后造成分段断路器误投的闭锁量，同时　也是为了更好地确认进线断路器已跳开。装置引入　进线断路器ＱＦ。、ＱＦ　位置接点（ＴＷＪ）以及自带操作　回路产生的分段断路器ＱＦ，位置接点（ＴＷＪ），作为　装置对系统运行方式的判别，来进行自投准备及自　投动作。引入ＱＦ。、ＱＦ／、ＱＦ，的合闸后位置信号（来自　断路器操作回路），作为各种运行隋况下备自投的闭　锁。另外还分别引入了闭锁方式１备自投、闭锁方式　２备自投、闭锁方式３、４备自投３种输入方式。　３备自投判据及动作逻辑　３．１进线备自投　以方式１的２号进线备用为例，分析备自投判　据及动作逻辑。１号进线作为主供电源正常运行，２　号进线作为备用，即ＱＦ　、ＱＦ，在合位，ＱＦ：在分位。　当１号进线主供电源因故障或其他原因被切断后，　备自投装置动作投入２号进线作为主供电源，且只　允许动作１次。为此对备自投装置设计了类似于线　路自动重合闸的充电过程，只有在充电完成后才允　许自投。　１）充电条件：Ｉ母、Ⅱ母三相均有压，且线路电　压检查控制字投入时，２号线路　有电压；ＱＦ　、ＱＦ，　在合位，ＱＦ：在分位；无其他闭锁开入。满足条件后，　经延时充电完成。　２）放电条件：当检修线路电压检查控制字投入　时，２号线路电压低于装置无电压检定门槛值，经一　定延时放电；ＱＦ　在合位；手跳ＱＦ。或ＱＦ。（ＫＫＪ１＝０　或ＫＫＪ３＝０，可整定）；其他外部闭锁开入；ＱＦ。、ＱＦ　或ＱＦ　的　¨异常；备自投退出。　３）动作过程：当备自投处于充电完成状态，装置　检测Ｉ母、Ⅱ母三相均无电压（低于无压起动定值），　有电压（线路电压检查控制字投入时），判定，。无　电流，备自投满足动作条件，功能起动，ＣＰＵ发令经　一定延时跳开ＱＦ　，ＱＦ　的ＴＷＪ节点返回，确认ＱＦ。　跳开后，合上ＱＦ　恢复供电。　３－２分段备自投　方式３、方式４为分段备自投。当两段母线分列　运行，每条进线各带１段母线时，装置选择分段备自　投方案。　１）充电条件：Ｉ母、Ⅱ母三相均有电压；ＱＦ。、ＱＦｚ　在合位，ＱＦ　在分位；无其他闭锁开入。满足条件后，　经延时充电完成。　２）放电条件：ＱＦ　在合位；Ｉ母、Ⅱ母三相均无　电压，经一定延时放电；手跳ＱＦ　或ＱＦ　（Ｋ　ｌ＝Ｏ）或　ＫＫＪ２＝０）；其他外部闭锁信号开入；ＱＦ　、ＱＦ　或ＱＦ，　的ＴｗＪ异常；备自投退出。　３）方式３（方式４）动作过程：当备自投处于充电　完成状态，装置检测到Ｉ母无电压、，　无电流；Ⅱ母　有电压，桥备自投方式控制字投入，备自投满足动作　条件；功能启动，ＣＰＵ发令经一定延时跳开ＱＦ。，ＱＦ。　的ＴｗＪ节点返回；确认ＱＦ　跳开后，再发令合上ＱＦ，　恢复供电。　４备自投不正确动作案例分析　４．１　事故经过　２０１３年３月ｌ２日１１：１５：４３，２２０　ｋＶ某变电站　１０９线路距离Ｉ段保护动作，切除故障１．５　ｓ后重合　闸动作，重合成功后加速跳闸，１０９线路对侧为１１０　ｋＶ某ＧＩＳ变电站１０３进线。同一时间１１０　ｋＶ某　ＧＩＳ变电站备自投装置放电，造成该站全站失压。　事故前运行方式：１１０　ｋＶ某ＧＩＳ变电站为内桥　式接线（见图２），进线断路器ＱＦ　ｍ、母联ＱＦ　∞在合　位，进线ＱＦ　阱在分位，全站由ＱＦ　∞带１号、２号主　变压器运行，ＱＦ　∞热备用。　４．２事故调查结果分析　继电保护人员查看电源端线路保护动作报告及　广西电力　ＧＵＡＮＧＸＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　Ｐ０ＷＥＲ　２０１４年４月　Ｖ０１．３７　ＮＯ．２　ＩＩ段　变　图２　１１０　ｋＶ某变电站主接线图　录波报告，报告显示线路在３月１２日１１：１５：４３时　Ａ相发生接地短路，保护装置测距８．２　ｋｍ，故障录波　测距８．４５　ｋｍ（线路全长１６．８　ｋｍ）；线路距离Ｉ段保　护动作，切除故障１．５　ｓ后，由于重合于故障，加速跳　闸，说明线路故障为永久性故障，保护装置动作正确　无误。　继电保护人员在现场对１１０　ｋＶ备自投装置进　行备自投功能检验，结果显示备自投功能无异常。保　护人员利用试验仪器模拟现场实际对备自投装置进　行校验，发现备自投装置在线路正常运行，电源端　ＱＦ。∞未断开时，１１Ｏ　ｋＶ备自投充电（充电条件为：　Ｉ母、Ⅱ母三相均有电压，２号线路电压检查控制字　投入，１０４线路有电压，ＱＦ　叭ＱＦ　∞在合位，ＱＦ　在　分位），当线路故障ＱＦ　∞由合至分后，备自投装置延　时放电。保护人员按图纸及备自投装置说明书检查　现场接线时，发现现场实际只在线路安装了三相　ＴＶ，与说明书典型接线不同。　按现场实际配置，备自投装置采集的母线电压　应为经过ＴＶ隔离开关、线路隔离开关、断路器重合　闸动作（简称：重动）后的电压，采集的线路电压　应为只经过ＴＶ隔离开关辅助接点重动后的电压。　而现场实际线路电压却为经ＴＶ隔离开关、线路隔　离开关和断路器位置重动后的电压。现场备自投之　所以充电是因为母联ＱＦ　∞在合位，Ｉ段、ＩＩ段母线并　列运行，备自投装置采集到的电压为二次并列后电　压，满足备自投充电条件。当电源端ＱＦ　∞因线路故　障跳开后，站内１１０　ｋＶ　Ｉ母、Ⅱ母三相均无电压，　１０４线路电压　因ＱＦ　叫分位亦无电压，因此，当备　自投处于充电完成状态，装置检测Ｉ母、Ⅱ母三相均　无电压（低于无压起动定值），条件满足，而　有电　压条件不满足时，造成备自投放电，致使全站失压。　现场将１０３、１０４线路电压改回重动前电压，再次对　备自投装置进行校验，备自投装置动作正确。　５避免备自投不正确动作建议　１）验收备自投装置时，针对装置功能、二次回路　的校验应完整，以保证备自投功能正常实现、逻辑正　确，闭锁及跳合闸回路正确完好。新的变电站投入运　行时，应做好备自投装置带负荷测试，条件允许时在　试运行期间做备自投的分、合闸试验，校验装置功能　及出口动作的正确性。　２）落实反事故措施，将“备自投充电”信号添加　至远动转发表送至监控系统，更好地监控备自投装　置运行的情况。定期对备自投进行功能试验，保证当　失去主供电源后，备用电源能够自动投入，提高供电　的可靠性。　３）注意备自投动作时限与线路重合闸时间的配　合问题，防止定值整定计算错误以及继电保护人员　现场执行定值出现错误，杜绝因定值整定错误而发　生的装置误动或拒动，扩大停电范围，损失负荷，影　响供电可靠性。　４）加大对现场检修维护人员及运行值班人员的　的技术培训。检修维护人员应对备自投原理及动作　过程有一定的认知，在进行备自投的检修及功能校　验试验时，清楚设备运行的安全风险隐患，采取相应　的安全风险预控措施，如隔离外部相关联回路，防止　相关联运行设备误动引发事故。运行值班人员应熟　悉备自投操作流程，规范操作，防止发生操作错项、　漏项；对备自投进行日常巡视时，应特别注意备自投　装置是否充电。　６结语　本文通过一起备白投装置不正确动作的案例分　析，找到了备自投不能正确动作的原因，对此提出了　自己的整改建议，有助于防止备自投发生误动、拒　动，对电力系统的安全稳定运行，提高供电系统的可　靠性与稳定性，减少用户停电时间起到了积极作用。　作者简介：　张宏朋（１９８７），男，辽宁朝阳人，助理工程师，工学学士，　主要从事继电保护维护及检修工作。　夏斌（１９８３），男，山东泗水人，助理工程师，工学硕士，主　要从事继电保护维护及检修工作。