110 kV 变电站备自投动作失配原因分析及解决方案

Science and Technology & Innovation ┃科技与创新
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文章编号：2095－6835（2016）19－0097－02
110 kV 变电站备自投动作失配原因分析及解决方案
施炳亮
（东莞供电局，广东 东莞 523000）
摘 要：110 kV 变电站备自投动作失配会影响供电系统供电的稳定性和可靠性，影响到人们的正常生活用电。

结合某起110 kV 变电站备自投动作失配实例，分析了变电站备自投动作失配的原因，并提出了相应的解决方案，旨在为类似故障处理提供参考借鉴。

关键词：备自投；动作失配；110 kV 变电站；断路器
中图分类号：TM762.1 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2016.19.097 随着我国社会经济的快速发展，我国电力行业也取得了极大的进步。

而变电站作为供电系统中的重要组成部分，在我国社会经济的发展中起着至关重要的作用。

在110 kV 变电站中，常常采用双电源供电。

当主供电线路故障跳闸时，备自投装置动作将备用线路自动投入，从而保障供电系统供电的稳定性。

因此，确保110 kV 变电站备自投动作的正确性十分重要。

1 备自投动作经过 1.1 变电站运行方式
该110 kV 变电站是一个内桥接线的智能变电站，为负荷终端变电站。

变电站运行方式如图1所示，110 kV 母联110断路器、10 kV 母联ⅠⅡ0断路器在热备用状态，其他断路器均处于运行状态。

图1 110 kV 内桥接线变电站
1.2 保护配置
该变电站2条110 kV 进线均为T 接支线，其901断路器和902断路器均未设保护，线路对侧各配置1套WXH811型线路保护，为3段式相间和接地距离、3段式零序电流保护。

1号、2号主变各配置1套PST671U 系列保护。

110 kV 侧配置一套PSP643U 型充电自投一体保护装置，备自投选择为桥自投方式。

10 kV 侧配置一套iPACS-5763D 型保护自投一体装置，备自投选择为母联分段自投方式。

1.3 备自投动作过程
当故障发生时，线路距离Ⅱ段保护0.3 s 动作，此线路和母线第一次失压时间为相对时间0 s 。

1.0 s ，重合闸动作，送电至故障点，重合闸后加速动作，重合失败。

6.0 s ，110 kV 桥备自投装置动作，跳开901断路器，延时1.0 s ，合上110 kV 桥断路器110.与此同时，10 kV 母联分段备自投装置动作，跳开101断路器，延时1.0 s ，合上ⅠⅡ0断路器。

2 事件原因分析和解决方案 2.1 线路故障分析
该变电站电源线路距离3段时限分别为0 s 、0.3 s 、3.3 s ，零序3段时限分别为0.3 s 、0.6 s 、0.9 s ，投入重合闸，时限为1.0 s 。

故障为线路相间故障，距离Ⅱ段动作，保护装置动作正确。

2.2 备自投装置定值分析
对变压器电源侧自动投入装置动作时间的整定，要依据DL/T 584—2007《3-110 kV 电网继电保护装置运行整定规程》。

其原则为：“电压鉴定元件动作后延时跳开工作电源，其动作时间应大于本级线路电源侧后备保护动作时间，需要考虑重合闸时，应大于本级线路电源侧后备保护动作时间与线路重合闸时间之和”。

该变电站110 kV 侧备自投装置跳闸时限设置为5.0 s ，10 kV 侧备自投装置跳闸时限设置为7.0 s ，以实现与上级的配合，定值设置正确。

2.3 备自投装置动作行为分析
901断路器跳闸后，变电站110 kV Ⅰ母无压，Ⅱ母有压，进线无流，满足备自投动作条件，备自投动作正确。

110 kV 侧备自投动作成功后，10 kV Ⅰ母有压，Ⅱ母有压，不满足装置充电条件，10 kV 侧备自投放电，不应动作。

在这次事件中，变电站高低压侧备自投装置均动作成功，不符合其设计逻辑。

鉴于2套备自投装置投运时间不久且经试验良好，基本排除装置异常的可能。

分析备自投装置的动作时间，110 kV 侧备自投动作时间为6.0 s ，与重合后加速动作重合失败时间间隔5.0 s 。

此时间即为该装置定值设置的跳闸时间。

由此可见，110 kV 侧备自投装置“电压鉴定元件动作后延时跳开工作电源”的动作时间从最后一次母线失压开始计时。

对于10 kV 侧iPACS-5763D 型备自投装置，经验证发现，其计时方式为“满足无压起动条件即开始计时，如果电压短暂恢复，则停止计时，但不清零，待重新满足无压条件后继续计时”。

由此可知，此次高低压侧备自投动作失配的原因为，2套装置采用的动作时间计时算法不同，导致定值设置的时间裕量不足引起的。

2.4 解决方案
事件发生的原因分析清楚后，从定值整定方面考虑，可从增加高低压侧2套备自投装置的时间裕量入手，将110 kV 侧备自投装置动作时间设置为4.0 s ，10 kV 侧仍保持7.0 s 不变，以尽量缩短负荷失电时间。

在此需要说明的是，该变电站电源线路距离Ⅲ段时限为3.3 s ，投入“Ⅲ段及以上动作闭重”控制字，因此，高压侧备自投动作时限设置为4.0 s 仍满足整定规程。

如果因为某些原因未投入该控制字，还需考虑重合闸时间。

在这种情况下，高压侧备自投动作时限宜设置为5.0 s ，低压侧宜设置为8.0 s 。

虽然该事件未造成负荷损失，但是，形成了1号主变空载运行、乙线带全部负荷的异常运行，且采用时间级差实现高低压侧备自投配合的方式将不可避免造成低压侧备自投动作延时过长。

这对于快速恢复低压母线电压是极为不利的。

对于常规
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科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·98·
文章编号：2095－6835（2016）19－0098－02
数控车床加工中刀具半径补偿的应用
彭 群
（东莞市技师学院，广东东莞 523000）
摘 要：刀具半径补偿在数控车床加工中发挥着极其重要的作用，不仅对保证零件轮廓的准确性和加工精度至关重要，还可以提高生产效率，降低技术人员的劳动强度。

简要探讨了数控车床加工中刀具半径补偿的应用，详细介绍和分析了有关刀具半径补偿各类型的应用，以期为其更好的应用提供参考。

关键词：刀具半径补偿；数控车床加工；编程；环形槽
中图分类号：TG659 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.19.098
刀具半径补偿是数控车床上的重要组成部份，合理使用刀具半径补偿功能在数控加工中有非常重要的作用。

所谓“刀具半径补偿”，就是指在数控车床加工的过程中，为了方便起见，用户总是按零件轮廓编制加工程序。

为了加工所需的零件轮廓，在加工内轮廓时，刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值；在加工外轮廓时，刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。

刀具半径补偿在数控车床的应用，在极大地方便了零件加工程序编制的同时，还能提高生产效率，降低技术人员的劳动强度。

本文简要探讨了数控车床加工中刀具半径补偿的应用，以期为其更好地应用提供参考和借鉴。

1 刀具半径补偿值的应用分析
在带有环形槽零件的编程加工中，如果槽两边的曲线形状有差异，就应对它们进行编程加工。

一般来说，环形槽的宽带是比较小的，因此，在编程加工中，刀具半径的补偿顺序和加工起始点的位置确定都应与一般凹槽的编程加工有所不同。

以编程方式加工一般凹槽时，应先进给下刀，再在直线移动的过程中为道具建立相应的半径补充，接着再进入工件轮廓加工中第1个程序段，然后再对轮廓逐段加工，直至轮廓加工完毕。

最后，在直线的逐渐移动过程中，慢慢有效取消刀具半径的补偿，抬刀后即可完成整个加工过程。

通常情况下，环形槽的宽带都比较小，而对其进行编程加工时，铣刀会在一定程度上受到其直径的限制（槽宽通常仅比铣刀大1～2 mm）。

如果在槽宽中心点所在位置进给下刀，并采取直线运动方式向工件的轮廓靠近，那么，建立刀具半径补偿G41或G42，并在轮廓起始点处于轨迹切向垂直时，此刀具半径的补偿路径通常为0.5～1 mm。

但是，这个长度无法保证轮廓形状的准确性。

为了有效解决这个问题，实践发现，在编写环形槽的加工程序时，应使其轮廓加工的起始点所在位置和建立刀补的过程顺序与一般凹槽有所区别。

在具体工作中，采取的是在空间为刀具建立补偿的方法，具体措施是：编程时，先给刀具建立半径补偿，接着再进给下刀，接下来的程序与一般凹槽编程的加工相同。

采取这样的方法可以在很大程度上防止加工轮廓因刀补路径短而发生偏差。

在此编程过程中，为刀具建立半径补偿G41或G42后，不是进入工件轮廓加工的第1个程序段，而是进给下刀。

因此，建立刀具的半径补偿后，为了保证零件轮廓加工完成后其在轮廓加工的起始点所在位置的正确性，接近轮廓的起始点不能是起始点的常规位置，而应是在轮廓起始点处于刀具进给轨迹所在的垂直方向并与之相距一个刀具半径补偿值的位置。

下面，结合图1详细分析环形槽零件的编程加工过程。

在此零件中，上环形槽的宽带为6 mm，所选择铣刀的直径为5 mm。

为了使编程加工更加便利，分别将环形槽的外侧轮廓和里侧轮廓的加工编写成2个子程序L200和L100。

图1 环形槽零件图
以下为环形槽加工过程中最主要的加工程序（以SIEMENS 数控系统为例，下同）：
变电站备自投配合方式，除了上述的动作延时配合外，还可以采用输入输出开关量配合，扩建备自投逻辑配合。

这三种方案在实践中都有所应用。

在现今电网中，普遍采用动作延时的配合方式。

这对于对负荷失压时间要求不高的用户来说是一种简单、有效的方法。

增加开关量的输出、输入基本可以实现2套备自投的独立整定，但是，在实际应用中，增加了备自投的逻辑和硬件回路，给备自投的可靠性带来一些不稳定因素。

扩展备自投逻辑的方式需要找出2套备自投同时启动的关键节点，以增加启动条件来实现配合。

3 结束语
综上所述，变电站备自投动作的失配会延长停电时间，影
响到电力系统的安全、稳定运行，并对供电的可靠性和人们的日常用电质量造成影响。

因此，在变电站中，要认真分析备自投动作失配的原因，并结合分析结果，采取合理的解决方案，以确保电力系统供电的可靠性和连续性，为人们提供连续不间断的、高质量的电能。

参考文献
［1］石进宝.某变电站110 kV线路备自投异常动作分析［J］.
技术与市场，2016（04）.
［2］崔晔，霍红，郑兵武.一起110 kV变电站110 kV和35 kV 备自投动作分析及探讨［J］.电子世界，2015（18）.
〔编辑：白洁〕
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