400 V备自投异常动作的原因分析及改进措施
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２０２１年第 ６期 ２０２１Ｎｕｍｂｅｒ６
水电与新能源 ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲＡＮＤＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
第 ３５卷 Ｖｏｌ．３５
ＤＯＩ：１０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２－１８００／ｔｖ．１６７１－３３５４．２０２１．０６．０１３
４００Ｖ备自投异常动作的原因分析及改进措施
马殿勋，周静位，吉元涛，李家汉，梁 刚，赵思意
２ 备自投装置异常动作及原因分析
２．１ 事件概况 大型水电站运行人员进行 １０ｋＶ厂用电倒闸操作
时，４００Ｖ供电点 ２１ＪＳ备自投异常动作导致 ４００ＶⅡ 段母线失电。供电点 ２１ＪＳ备自投接线示意图 １所示。
图 １ ４００Ｖ供电点 ２１ＪＳ备自投接线示意图
２．１．１ 倒闸前运行方式 １）１０ｋＶ１８Ｍ、１９Ｍ由厂内 １４Ｍ供电，Ｇ１８Ｋ１４、
马殿勋，等：４００Ｖ备自投异常动作的原因分析及改进措施
２０２１年 ６月
经过分析是 ＢＶ４输出异常导致。维护人员现场测量 电流测量值偏小，导致 ＰＬＣ未正确采集到模拟量进行 ＢＶ３、ＢＶ４输出电流，发现 ＢＶ３电流输出不稳定，ＢＶ４ 逻辑判断，导致备自投拒动，动作逻辑见图 ５。
图 ４ Ⅱ段进线失压，备自投动作合联络开关逻辑图
关键词：备自投装置；电压变送器；动作逻辑；失压 中图分类号：ＴＭ７２７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７１－３３５４（２０２１）０６－００４８－０５
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＡｂｎｏｒｍａｌＡｃｔｉｏｎｏｆ ４００Ｖ ＡｕｔｏｍａｔｉｃＳｗｉｔｃｈｏｖｅｒＢａｃｋｕｐＤｅｖｉｃｅ
（中国长江电力股份有限公司白鹤滩水力发电厂，四川 宁南 ６１５４００）
摘要：备自投装置目前广泛应用在电网中，是提高供电可靠性的一种重要手段。针对某大型水电站一起 ４００Ｖ备自投
异常动作的案例，结合备自投动作逻辑进行原因分析，探讨改进措施，排除了系统故障隐患，增强了备自投动作的可靠与 准确性，提高了电网的安全运行质量。
根据缺陷统计分析显示，该大型水电站 ４００Ｖ备 自投缺陷主要原因是由于电压变送器模拟量输出错误 及程序缺陷导致 ＰＬＣ误判。电压变送器长期运行后 确有输出不稳定现象，变送器出现输出严重偏移时，在
正常分段运行时可能不会表现出故障，只有在备自投 需要动作或者有动作激励的条件下才表现出来，可能 会导致某些情况下备自投异常动作。厂内大多数供电 点均出现过电压变送器输出不正确的现象，最终导致 备自投异常动作。采用了参照法或替代法等故障处理 方法，快速有效的对故障定位、分析及处理，为系统排 除了故障隐患，增强备自投动作的可靠性和准确性，提 高了电厂的安全运行质量。
关延时跳闸 设 置 为 ２ｓ，小 于 １０ｋＶ母 线 失 压 时 间， １０ｋＶ备自投和 ４００Ｖ备自投的时间配合不当导 致 ４００Ｖ备自投误动作。 ２．２．２ 主供电源自恢复后备自投动作失败原因分析
１）Ⅱ 段 进 线 失 压 后 （１０ ｋＶ １８ Ｍ 备 自 投 分 Ｇ１８Ｋ１４，１８Ｍ 失 电），备 自 投 动 作 分 Ⅱ 段 进 线 开 关 ４２７２成功，维护人员现场查看备自投装置处于全自动 模式，且无“故障”、“闭锁”、“断线”等异常信号，同时 检查 ＢＶ１、ＢＶ２电流输出量正确，所以Ⅱ段进线开关 ４２７２分闸成功，但联络开关 ４ＪＳ２１合闸失败。动作逻 辑见图 ３。
异常，备自投程序存在缺陷，导致 ＰＬＣ备自投动作失 有压不一致”判电压变送器输出电流异常，并上送监
败。当电压变送器单个 出 现 输 出 异 常 （如 输 入 电 压 控系统，以便提前发现并处理故障电压变送器。
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马殿勋，等：４００Ｖ备自投异常动作的原因分析及改进措施
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１）备自投装置设置 ３种工作模式。①全自动模 式，当主供电源失电后，跳开主供电源开关，发自投指 令合备用电源开关；当主供电源恢复正常后，自动启动 返回程序，断开备用电源开关，合主供电源开关；②半 自动模式，当主供电源失电后，跳开主供电源开关，发 自投指令合备用电源开关；当主供电源恢复正常后，不 自动返回主 供 电 源 供 电，维 持 原 供 电 方 式；③ 退 出 模 式，备自投退出。
２）参与备自投的主、备电源开关手动分闸起动备 自投，以便实现自动倒闸操作，设置了 ＰＴ回路断线闭 锁及母线故障闭锁。
３）备自投装置具备自恢复功能，两个进线电源都 恢复正常后，备自投动作断开联络开关，合上失压侧进 线开关，恢复单母分段运行。
４）每套备自投柜共设置 ４个电压变送器，用于监 测两段进线电压及两段母线电压，并输出 ４～２０ｍＡ 模拟量送至 ＰＬＣ进行有压（＞３２０Ｖ）、无压（＜１００Ｖ） 判别。Ⅰ段进线电压监测（ＢＶ１），Ⅱ段进线电压监测 （ＢＶ２），Ⅰ段母线线电压监测（ＢＶ３），Ⅱ段母线线电压 监测（ＢＶ４）。电 压 变 送 器 输 出 电 流 正 常 时，阈 值 见 表 １［３］。
图 ５ Ⅱ段进线电压恢复，备自投动作逻辑图 ５１
水电与新能源
２０２１年第 ６期
３ 结 语
输出的模拟量判别逻辑，有效规避电压变送器电流输 出不稳定的问题。
大型水电站 ４００Ｖ供电点备自投动作失败的主要
４）在备 自 投 程 序 中 增 加 电 压 变 送 器 输 出 电 流 监
原因是由于电压变送器长期运行后输出异常或间歇性 视功能模块，利用“开关合位时，开关两侧进线（母线）
１）备自投误动作。１０ｋＶ厂用电倒闸操作 过 程 中，由于 １０ｋＶ备自投已正确动作，４００Ｖ备自投不应 动作。
２）主供 电 源 自 恢 复 后 备 自 投 动 作 失 败。 倒 闸 成 功后，４００ＶⅡ段进线电压恢复，４００Ｖ备自投本应动 作断开联络开关 ４ＪＳ２１、合上进线开关 ４２７２，但发生了 拒动。 ２．２ 备自投异常动作原因分析
Ｇ１９Ｋ１８开 关 合 位；１０ｋＶ １７Ｍ 由 厂 内 １１Ｍ 供 电， Ｇ１７Ｋ１１开关合位；
２）４００Ｖ Ⅰ、Ⅱ 段 母 线 分 段 运 行 正 常，分 别 由 １７Ｍ、１８Ｍ供电，备自投在“远方”、“全自动”方式。 ２．１．２ 事件描述
运行人员在 １０ｋＶ１８Ｍ、１９Ｍ由 Ｇ１８Ｋ１４开关供 电倒电至 Ｇ１７Ｋ１９开关供电的过程中，１８Ｍ备自投动 作断开 Ｇ１８Ｋ１４，１８Ｍ 失电，１０ｋＶ备自投动作成功。 与此同时，４００Ｖ备自投误动作再分进线开关 ４２７２，但 联络开关 ４ＪＳ２１合闸失败。倒闸成功后 １８Ｍ复电，ＩＩ 段进线电压恢 复，４００Ｖ 备 自 投 发 生 拒 动 现 象。 运 行 人员现场退出 ４００Ｖ２１ＪＳ供电点备自投，手动合上Ⅱ 段进线开关 ４２７２后，Ⅰ、Ⅱ段母线分段运行正常。分 析发现以下两个问题：
表 １ 电压变送器输出电流阈值表
输入交流电压 ／Ｖ （ＡＣ０～５００Ｖ）
０
１００ ３２０ ４００
输出直流电流 ／ｍＡ ０ ７．２０ １４．２４ １６．８０
（ＤＣ４～２０ｍＡ）
４００ＶⅠ、Ⅱ段母线由两个进线电源分别供电，两 个进线电源互为备用，Ⅰ、Ⅱ段母线间有联络开关［４］。 正常运行时，４００ＶⅠ、Ⅱ段进线开关均处于合闸位置 分别向两段母线供电，两段母线电压正常，联络开关处 于断开位置。当某段进线失压，另一段进线电源正常， 则失压段进线开关延时 ２．５ｓ跳闸，联络柜中的备自 投装置判断某段进线失压后，进线开关处于断开位置 且无闭锁 信 号 时，联 络 开 关 合 闸 向 失 压 侧 母 线 供 电。 当失压侧进线电压恢复正常，备自投装置延时 ６０ｓ自 恢复断开联 络 开 关，合 上 失 压 侧 进 线 开 关，恢 复 分 段 运行［５］。
备自投装置是当工作电源因故障或其他原因断开 后，能快速自动地启动备用电源或其他正常工作电源， 使工作电源被断开的负荷不停电的一种自动装置。当 运行的电源发生故障时，能自动快速地将备用电源投 入，能有效地避免重要负荷因失去电源而造成损失，保 障设备持 续 供 电［１］。 随 着 对 电 网 运 行 质 量 要 求 的 不 断提高，备自投动作的准确性及可靠性也备受关注，导 致备自投异常动作的因素有备自投程序逻辑缺陷、电 压变送器故障、内部模块损坏、开关电机损坏及控制回 路故障等，若备自投发生误动或拒动，可能造成电网故 障范围扩大，从而影响电网的安全稳定运行［２］。
ＭＡＤｉａｎｘｕｎ，ＺＨＯＵＪｉｎｇｗｅｉ，ＪＩＹｕａｎｔａｏ，ＬＩＪｉａｈａｎ，ＬＩＡＮＧＧａｎｇ，ＺＨＡＯＳｉｙｉ
（ＢａｉｈｅｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＰｌａｎｔ，ＣｈｉｎａＹａｎｇｔｚｅＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｎａｎ６１５４００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐｄｅｖｉｃｅｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓｎｏｗａｄａｙｓ，ｗｈｉｃｈｉｓａｎｉቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓ ｕｒｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ａｎａｂｎｏｒｍａｌａｃｔｉｏｎｃａｓｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅ４００Ｖａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐ ｄｅｖｉｃｅｉｎａｌａｒｇｅｓｃａｌｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅａｃｔｉｏｎｌｏｇｉｃｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐ ｄｅｖｉｃｅ，ｐｏｓｓｉｂｌｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｔｈｅｆａｕｌｔａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｏｍｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｕｃｃｅｓｓ ｆｕｌｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒａｃｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐｄｅｖｉｃｅ；ｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ；ａｃｔｉｏｎｌｏｇｉｃ；ｖｏｌｔａｇｅｌｏｓｓ
１ 大型水电站 ４００Ｖ备自投过程
大型水电站厂内 ４００Ｖ备自投盘柜主要由 ＰＬＣ （西门子 Ｓ７－３００）、电压变送器、中间继电器、开关把 手、指示灯等构成，备自投装置电源采用双电源供电。 正常运行时单母分段运行，两段母线各有一路电源供。 备自投装置功能如下：
收稿日期：２０２１－０３－０２ 作者简介：马殿勋，男，工程师，主要从事继电保护方面的工作。
现场检查发现，备自投柜内 ＰＬＣ装置、指示灯及 二次回路等均无异常现象，监控系统未报“故障”、“闭 锁”、“断线”等异常信号。
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水电与新能源
２０２１年第 ６期
２．２．１ 备自投误动作原因分析 检查 １０ｋＶ１８Ｍ备自投在“半自动”模式，远方发
令断开 Ｇ１８Ｋ１４开 关，检 查 １８Ｍ 备 自 投 动 作 正 常， Ｇ１８Ｋ１４开关分 闸 正 常，Ｇ１７Ｋ１９开 关 合 闸 正 常，１７Ｍ 带 １８Ｍ、１９Ｍ运行正常。考虑 １０ｋＶ备自投和 ４００Ｖ 备自 投 的 时 间 配 合 关 系，１０ｋＶ备 自 投 已 正 确 动 作， ４００Ｖ备自投 不 应 动 作。 查 看 监 控 系 统 报 警 信 号，通 过查询监控报警信号与运行日志，从 Ｇ１８Ｋ１４合闸复 归到 Ｇ１７Ｋ１９合闸动作所用时间为 ２．１０１ｓ，如图 ２所 示；查看 １０ｋＶ备自投动作试验波形，母线失压时间为 ２．０２１ｓ；查看 ４００Ｖ供电点 ２１ＪＳ备自投程序中进线开
图 ２ Ｇ１８Ｋ１４与 Ｇ１７Ｋ１９监控系统动作信号图
图 ３ 全自动 ／半自动，Ⅱ段进线失压分进线开关逻辑图
２）由于监控系统无异常报警信号，检查Ⅱ段进线 开关 ４２７２分闸位置开入正确，备自投全自动模式，初 步怀疑是 ＢＶ２、ＢＶ３或 ＢＶ４长期运行后电流输出异常
５０
导致，由 ２．２．１可知，ＢＶ２电流输出正确，只能是 ＢＶ３ 或 ＢＶ４输出异常导致联络开关 ４ＪＳ２１合闸失败，动作 逻辑见图 ４。当Ⅱ段进线电压恢复后，备自投未动作，
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第 ３５卷 Ｖｏｌ．３５
ＤＯＩ：１０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２－１８００／ｔｖ．１６７１－３３５４．２０２１．０６．０１３
４００Ｖ备自投异常动作的原因分析及改进措施
马殿勋，周静位，吉元涛，李家汉，梁 刚，赵思意
２ 备自投装置异常动作及原因分析
２．１ 事件概况 大型水电站运行人员进行 １０ｋＶ厂用电倒闸操作
时，４００Ｖ供电点 ２１ＪＳ备自投异常动作导致 ４００ＶⅡ 段母线失电。供电点 ２１ＪＳ备自投接线示意图 １所示。
图 １ ４００Ｖ供电点 ２１ＪＳ备自投接线示意图
２．１．１ 倒闸前运行方式 １）１０ｋＶ１８Ｍ、１９Ｍ由厂内 １４Ｍ供电，Ｇ１８Ｋ１４、
马殿勋，等：４００Ｖ备自投异常动作的原因分析及改进措施
２０２１年 ６月
经过分析是 ＢＶ４输出异常导致。维护人员现场测量 电流测量值偏小，导致 ＰＬＣ未正确采集到模拟量进行 ＢＶ３、ＢＶ４输出电流，发现 ＢＶ３电流输出不稳定，ＢＶ４ 逻辑判断，导致备自投拒动，动作逻辑见图 ５。
图 ４ Ⅱ段进线失压，备自投动作合联络开关逻辑图
关键词：备自投装置；电压变送器；动作逻辑；失压 中图分类号：ＴＭ７２７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７１－３３５４（２０２１）０６－００４８－０５
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＡｂｎｏｒｍａｌＡｃｔｉｏｎｏｆ ４００Ｖ ＡｕｔｏｍａｔｉｃＳｗｉｔｃｈｏｖｅｒＢａｃｋｕｐＤｅｖｉｃｅ
（中国长江电力股份有限公司白鹤滩水力发电厂，四川 宁南 ６１５４００）
摘要：备自投装置目前广泛应用在电网中，是提高供电可靠性的一种重要手段。针对某大型水电站一起 ４００Ｖ备自投
异常动作的案例，结合备自投动作逻辑进行原因分析，探讨改进措施，排除了系统故障隐患，增强了备自投动作的可靠与 准确性，提高了电网的安全运行质量。
根据缺陷统计分析显示，该大型水电站 ４００Ｖ备 自投缺陷主要原因是由于电压变送器模拟量输出错误 及程序缺陷导致 ＰＬＣ误判。电压变送器长期运行后 确有输出不稳定现象，变送器出现输出严重偏移时，在
正常分段运行时可能不会表现出故障，只有在备自投 需要动作或者有动作激励的条件下才表现出来，可能 会导致某些情况下备自投异常动作。厂内大多数供电 点均出现过电压变送器输出不正确的现象，最终导致 备自投异常动作。采用了参照法或替代法等故障处理 方法，快速有效的对故障定位、分析及处理，为系统排 除了故障隐患，增强备自投动作的可靠性和准确性，提 高了电厂的安全运行质量。
关延时跳闸 设 置 为 ２ｓ，小 于 １０ｋＶ母 线 失 压 时 间， １０ｋＶ备自投和 ４００Ｖ备自投的时间配合不当导 致 ４００Ｖ备自投误动作。 ２．２．２ 主供电源自恢复后备自投动作失败原因分析
１）Ⅱ 段 进 线 失 压 后 （１０ ｋＶ １８ Ｍ 备 自 投 分 Ｇ１８Ｋ１４，１８Ｍ 失 电），备 自 投 动 作 分 Ⅱ 段 进 线 开 关 ４２７２成功，维护人员现场查看备自投装置处于全自动 模式，且无“故障”、“闭锁”、“断线”等异常信号，同时 检查 ＢＶ１、ＢＶ２电流输出量正确，所以Ⅱ段进线开关 ４２７２分闸成功，但联络开关 ４ＪＳ２１合闸失败。动作逻 辑见图 ３。
异常，备自投程序存在缺陷，导致 ＰＬＣ备自投动作失 有压不一致”判电压变送器输出电流异常，并上送监
败。当电压变送器单个 出 现 输 出 异 常 （如 输 入 电 压 控系统，以便提前发现并处理故障电压变送器。
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马殿勋，等：４００Ｖ备自投异常动作的原因分析及改进措施
２０２１年 ６月
１）备自投装置设置 ３种工作模式。①全自动模 式，当主供电源失电后，跳开主供电源开关，发自投指 令合备用电源开关；当主供电源恢复正常后，自动启动 返回程序，断开备用电源开关，合主供电源开关；②半 自动模式，当主供电源失电后，跳开主供电源开关，发 自投指令合备用电源开关；当主供电源恢复正常后，不 自动返回主 供 电 源 供 电，维 持 原 供 电 方 式；③ 退 出 模 式，备自投退出。
２）参与备自投的主、备电源开关手动分闸起动备 自投，以便实现自动倒闸操作，设置了 ＰＴ回路断线闭 锁及母线故障闭锁。
３）备自投装置具备自恢复功能，两个进线电源都 恢复正常后，备自投动作断开联络开关，合上失压侧进 线开关，恢复单母分段运行。
４）每套备自投柜共设置 ４个电压变送器，用于监 测两段进线电压及两段母线电压，并输出 ４～２０ｍＡ 模拟量送至 ＰＬＣ进行有压（＞３２０Ｖ）、无压（＜１００Ｖ） 判别。Ⅰ段进线电压监测（ＢＶ１），Ⅱ段进线电压监测 （ＢＶ２），Ⅰ段母线线电压监测（ＢＶ３），Ⅱ段母线线电压 监测（ＢＶ４）。电 压 变 送 器 输 出 电 流 正 常 时，阈 值 见 表 １［３］。
图 ５ Ⅱ段进线电压恢复，备自投动作逻辑图 ５１
水电与新能源
２０２１年第 ６期
３ 结 语
输出的模拟量判别逻辑，有效规避电压变送器电流输 出不稳定的问题。
大型水电站 ４００Ｖ供电点备自投动作失败的主要
４）在备 自 投 程 序 中 增 加 电 压 变 送 器 输 出 电 流 监
原因是由于电压变送器长期运行后输出异常或间歇性 视功能模块，利用“开关合位时，开关两侧进线（母线）
１）备自投误动作。１０ｋＶ厂用电倒闸操作 过 程 中，由于 １０ｋＶ备自投已正确动作，４００Ｖ备自投不应 动作。
２）主供 电 源 自 恢 复 后 备 自 投 动 作 失 败。 倒 闸 成 功后，４００ＶⅡ段进线电压恢复，４００Ｖ备自投本应动 作断开联络开关 ４ＪＳ２１、合上进线开关 ４２７２，但发生了 拒动。 ２．２ 备自投异常动作原因分析
Ｇ１９Ｋ１８开 关 合 位；１０ｋＶ １７Ｍ 由 厂 内 １１Ｍ 供 电， Ｇ１７Ｋ１１开关合位；
２）４００Ｖ Ⅰ、Ⅱ 段 母 线 分 段 运 行 正 常，分 别 由 １７Ｍ、１８Ｍ供电，备自投在“远方”、“全自动”方式。 ２．１．２ 事件描述
运行人员在 １０ｋＶ１８Ｍ、１９Ｍ由 Ｇ１８Ｋ１４开关供 电倒电至 Ｇ１７Ｋ１９开关供电的过程中，１８Ｍ备自投动 作断开 Ｇ１８Ｋ１４，１８Ｍ 失电，１０ｋＶ备自投动作成功。 与此同时，４００Ｖ备自投误动作再分进线开关 ４２７２，但 联络开关 ４ＪＳ２１合闸失败。倒闸成功后 １８Ｍ复电，ＩＩ 段进线电压恢 复，４００Ｖ 备 自 投 发 生 拒 动 现 象。 运 行 人员现场退出 ４００Ｖ２１ＪＳ供电点备自投，手动合上Ⅱ 段进线开关 ４２７２后，Ⅰ、Ⅱ段母线分段运行正常。分 析发现以下两个问题：
表 １ 电压变送器输出电流阈值表
输入交流电压 ／Ｖ （ＡＣ０～５００Ｖ）
０
１００ ３２０ ４００
输出直流电流 ／ｍＡ ０ ７．２０ １４．２４ １６．８０
（ＤＣ４～２０ｍＡ）
４００ＶⅠ、Ⅱ段母线由两个进线电源分别供电，两 个进线电源互为备用，Ⅰ、Ⅱ段母线间有联络开关［４］。 正常运行时，４００ＶⅠ、Ⅱ段进线开关均处于合闸位置 分别向两段母线供电，两段母线电压正常，联络开关处 于断开位置。当某段进线失压，另一段进线电源正常， 则失压段进线开关延时 ２．５ｓ跳闸，联络柜中的备自 投装置判断某段进线失压后，进线开关处于断开位置 且无闭锁 信 号 时，联 络 开 关 合 闸 向 失 压 侧 母 线 供 电。 当失压侧进线电压恢复正常，备自投装置延时 ６０ｓ自 恢复断开联 络 开 关，合 上 失 压 侧 进 线 开 关，恢 复 分 段 运行［５］。
备自投装置是当工作电源因故障或其他原因断开 后，能快速自动地启动备用电源或其他正常工作电源， 使工作电源被断开的负荷不停电的一种自动装置。当 运行的电源发生故障时，能自动快速地将备用电源投 入，能有效地避免重要负荷因失去电源而造成损失，保 障设备持 续 供 电［１］。 随 着 对 电 网 运 行 质 量 要 求 的 不 断提高，备自投动作的准确性及可靠性也备受关注，导 致备自投异常动作的因素有备自投程序逻辑缺陷、电 压变送器故障、内部模块损坏、开关电机损坏及控制回 路故障等，若备自投发生误动或拒动，可能造成电网故 障范围扩大，从而影响电网的安全稳定运行［２］。
ＭＡＤｉａｎｘｕｎ，ＺＨＯＵＪｉｎｇｗｅｉ，ＪＩＹｕａｎｔａｏ，ＬＩＪｉａｈａｎ，ＬＩＡＮＧＧａｎｇ，ＺＨＡＯＳｉｙｉ
（ＢａｉｈｅｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＰｌａｎｔ，ＣｈｉｎａＹａｎｇｔｚｅＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｎａｎ６１５４００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐｄｅｖｉｃｅｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓｎｏｗａｄａｙｓ，ｗｈｉｃｈｉｓａｎｉቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓ ｕｒｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ａｎａｂｎｏｒｍａｌａｃｔｉｏｎｃａｓｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅ４００Ｖａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐ ｄｅｖｉｃｅｉｎａｌａｒｇｅｓｃａｌｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅａｃｔｉｏｎｌｏｇｉｃｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐ ｄｅｖｉｃｅ，ｐｏｓｓｉｂｌｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｔｈｅｆａｕｌｔａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｏｍｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｕｃｃｅｓｓ ｆｕｌｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒａｃｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒｂａｃｋｕｐｄｅｖｉｃｅ；ｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ；ａｃｔｉｏｎｌｏｇｉｃ；ｖｏｌｔａｇｅｌｏｓｓ
１ 大型水电站 ４００Ｖ备自投过程
大型水电站厂内 ４００Ｖ备自投盘柜主要由 ＰＬＣ （西门子 Ｓ７－３００）、电压变送器、中间继电器、开关把 手、指示灯等构成，备自投装置电源采用双电源供电。 正常运行时单母分段运行，两段母线各有一路电源供。 备自投装置功能如下：
收稿日期：２０２１－０３－０２ 作者简介：马殿勋，男，工程师，主要从事继电保护方面的工作。
现场检查发现，备自投柜内 ＰＬＣ装置、指示灯及 二次回路等均无异常现象，监控系统未报“故障”、“闭 锁”、“断线”等异常信号。
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水电与新能源
２０２１年第 ６期
２．２．１ 备自投误动作原因分析 检查 １０ｋＶ１８Ｍ备自投在“半自动”模式，远方发
令断开 Ｇ１８Ｋ１４开 关，检 查 １８Ｍ 备 自 投 动 作 正 常， Ｇ１８Ｋ１４开关分 闸 正 常，Ｇ１７Ｋ１９开 关 合 闸 正 常，１７Ｍ 带 １８Ｍ、１９Ｍ运行正常。考虑 １０ｋＶ备自投和 ４００Ｖ 备自 投 的 时 间 配 合 关 系，１０ｋＶ备 自 投 已 正 确 动 作， ４００Ｖ备自投 不 应 动 作。 查 看 监 控 系 统 报 警 信 号，通 过查询监控报警信号与运行日志，从 Ｇ１８Ｋ１４合闸复 归到 Ｇ１７Ｋ１９合闸动作所用时间为 ２．１０１ｓ，如图 ２所 示；查看 １０ｋＶ备自投动作试验波形，母线失压时间为 ２．０２１ｓ；查看 ４００Ｖ供电点 ２１ＪＳ备自投程序中进线开
图 ２ Ｇ１８Ｋ１４与 Ｇ１７Ｋ１９监控系统动作信号图
图 ３ 全自动 ／半自动，Ⅱ段进线失压分进线开关逻辑图
２）由于监控系统无异常报警信号，检查Ⅱ段进线 开关 ４２７２分闸位置开入正确，备自投全自动模式，初 步怀疑是 ＢＶ２、ＢＶ３或 ＢＶ４长期运行后电流输出异常
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导致，由 ２．２．１可知，ＢＶ２电流输出正确，只能是 ＢＶ３ 或 ＢＶ４输出异常导致联络开关 ４ＪＳ２１合闸失败，动作 逻辑见图 ４。当Ⅱ段进线电压恢复后，备自投未动作，