一起110kV进线备自投误动的原因分析及防范措施

一起110kV进线备自投误动的原因分析及防范措施

发表时间：2017-11-01T19:13:35.877Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：周俊宇[导读] 摘要：在变电站装设110kV进线备自投是提高电网工作可靠性的重要措施之一，但由于各种原因，备自投装置有可能不正确动作。本文就一起备自投装置误动行为进行了分析，对该站备自投动作逻辑做出了一些改进措施，并针对此事故提出了相关的防范措施。 ( 广东电网有限责任公司云浮供电局 527300 ) 摘要：在变电站装设110kV进线备自投是提高电网工作可靠性的重要措施之一，但由于各种原因，备自投装置有可能不正确动作。本文就一起备自投装置误动行为进行了分析，对该站备自投动作逻辑做出了一些改进措施，并针对此事故提出了相关的防范措施。

关键词： 110kV进线备自投；误动；动作逻辑；防范措施前言

为保证电网可靠运行，电网接线一般采用一主一备双电源的接线形式。当主供电源发生故障时，备用电源自动投入，从而立即恢复对用户的供电，是一种可靠而又有效的技术措施。但由于装置设计缺陷或运行人员误操作等原因，备自投误动或拒动的事故仍有发生，本文就一起110kV进线备自投误动的事故进行分析，并对此从技术和组织上提出防范措施，以及对备自投动作逻辑做出了一些改进措施。希望通过本次事故分析，提醒大家现场工作要认真仔细，不可盲目而为之，以避免同类事故再次发生。

一、事故经过

（1）事故前运行方式

某110kV变电站为终端站，110kV母线为单母线接线方式，采用双回路供电，正常运行方式为#1进线开关运行供全站负荷，#2进线开关热备用（线路带压），110kV进线备自投投入运行，接线简图如下：

（2）倒闸操作及备自投动作过程由于工作需要，运行人员接调度令，执行“将110kV#2进线2DL开关由热备用转冷备用”的操作，操作完毕后，地调监控班发现该站110kV母线A相电压异常，遂通知运行人员，要求查明电压异常原因并进行处理。运行人员到变电场查看PT本体无异常，打开PT端子箱检查亦无异常，回到继保室在PT并列切换屏发现有电压不正常的告警信号。运行人员没有充分考虑PT三相失压对其他装置的影响，在没有事先与调度沟通并取得许可的情况下擅自断开PT并列装置电源，造成110kV备自投误判母线失压，跳开主供电源#1进线1DL开关，而当时#2进线2DL开关在冷备用状态，无法备供，导致110kV母线失压。

二、备自投的基本逻辑

（1）备自投功能简介

该站110kV进线备自投采用南京南瑞继保的RCS-9651C型备用电源自投保护测控装置，包括四种备自投功能方式。方式1和2：对应1#和2#进线互为明备用的两种动作方式。方式3和4：对应通过分段(或桥)开关实现两段母线互为暗备用的两种动作方式，该站110kV进线备自投功能采用方式1。

（2）装置基本工作原理

装置引入母线电压（Uab、Ubc、Uca），用于有压、无压判别。引入两段电源进线电压（Ux1、Ux2）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。每个进线开关各引入一相电流（I1、I2），是为了防止PT三相断线后造成备自投装置误动，也是为了更好地确认进线开关已跳开。装置引入电源1、电源2和分段开关的位置接点（TWJ），用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作。引入了电源1、电源2的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的手跳闭锁。对于电源进线，直接引1DL、2DL的合后接点KKJ即可；另外还分别引入了闭锁方式1自投，闭锁方式2自投，闭锁方式3自投、闭锁方式4自投和自投总闭锁5个闭锁输入。装置输出接点有跳电源1、电源2各两付同时动作的接点。用于跳开1DL、2DL。输出合电源1、电源2各两付独立动作的接点，用于1DL和2DL分时合闸。

信号输出分别为：装置闭锁（可监视直流失电，常闭接点），装置报警，保护跳闸，保护合闸各一付接点。

（3）备自投方式1 简介

#1进线运行，#2进线备用，即1DL在合位，2DL在分位。当#1进线电源因故障或其他原因被断开后，#2进线备用电源应能自动投入，且只允许动作一次。为了满足这个要求，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。

充电条件：

1)母线三相有压，当#2线路电压检查控制字投入时，#2线路有压（Ux2）；

2) 1DL在合位, 2DL在分位。

同时满足以上条件后备自投进行充电。

放电条件：

1) 当#2线路电压检查控制字投入时，#2线路不满足有压条件（Ux2），经15S延时放电。

2) 2DL合上经短延时；

3) 手跳1DL（即KKJ1变为0）；（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；

4) 引至‘闭锁方式1自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；

5) 1DL，2DL的TWJ异常；

6) 1DL开关拒跳；

7) 整定控制字或软压板不允许#2进线自投；

满足以上任一条件则备自投放电。

动作过程：

当充电完成后,检测母线无压（三相电压均小于无压起动定值)，Ux2有压，电源1无流起动，经延时Tt1，两对电源1跳闸接点动作跳开电源1开关（1DL）。确认1DL跳开后，且母线无压（三相电压均小于无压合闸定值)，分别经Th1、Th2延时合电源2的两对合闸接点。

若“加速备自投12”控制字投入，当备自投起动后，若1DL主动跳开（TWJ1为1），则不经延时空跳1DL开关，其后逻辑同上。

（4）PT断线判别

母线PT断线判别： 1) 正序电压小于30V时，电源1有流；

2) 负序电压大于8V。

满足以上任一条件延时10秒报母线PT断线，断线消失后延时1.25秒返回。

线路PT断线判别：整定控制字要求检查线路电压或要求检同期合闸，若线路电压Ux1（Ux2）不满足有压条件，经10秒延时报#1（#2）线路PT断线，断线消失后延时1.25秒返回。

三、备自投误动原因分析

（1）110kV PT并列切换屏电压异常前，母线三相有压，而且#2线路带压，因此符合备自投充电条件，充电完成即具备备自投功能；

（2）备自投功能设计不完善，对于两线备自投，任一开关转为冷备用，应自动闭锁备自投，一般取线路的母线刀闸常闭辅助接点进行闭锁。运行人员将110kV#2进线2DL开关由热备用转冷备用后，开关冷备用状态理论上应该闭锁备自投，但是该站备自投功能设计有缺陷未能实现此闭锁功能。因此，备自投放电条件均不符合；

（3）当出现110kVPT并列切换屏电压异常后，运行人员操之过急，未采取必要的技术措施或组织措施即断开PT并列装置电源，使备自投装置采集不到电压，电压值小于检无压定值，造成110kV备自投误判母线失压。此时#1进线仍供全站负荷，有负荷电流流过，理论上应闭锁备自投，但查看当时负荷曲线发现#1进线负荷电流较低，仅为82A，CT变比为600/1，折算到二次值为82/（600/1）=0.137A，小于备自投检无流定值（0.2A）,即符合电源1无流起动条件，即装置未能正确判别PT断线，而误判母线失压，并且#2进线有压，因此备自投动作条件均已满足，备自投动作，经短延时跳开#1进线1DL开关，再经延时合#2进线2DL开关，而当时#2进线2DL开关在冷备用状态，无法备供，因此导致110kV母线失压。

四、防范措施

（1）改进备自投功能设计的缺陷。对110kV进线备自投的刀闸闭锁功能进行完善，备投线路的母线刀闸辅助接点应接入备自投的闭锁开入（闭锁消失应能自动复归），即当母线刀闸拉开后，备自投应放电。

（2）更改备自投检无流定值。该站为终端变电站，备自投检无流定值需要充分考虑到该片区不同时段负荷情况，经各个部门综合研讨，并对该变电站负荷进行分析，最终将备自投进线检无流定值由0.2A改为0.1A。

（3）重新修编110kV开关及线路的操作细则，对于涉及进线备自投的110kV线路或开关，停电前应向调度申请退出或停用备自投功能，并确保该功能已退出。

（4）规范站内二次设备操作细则，对于涉及PT二次空开，PT并列切换装置电源，备自投装置电源，进线二次电压空开的二次操作，必须仔细认真，操作前要充分考虑到PT三相失压对备自投的影响，防止误操作而导致备自投误判母线失压。

（5）加强运行人员的技能培训教育，开展备自投技术培训，使运行人员掌握备自投功能，重点讲解备自投的原理、压板含义、运行操作注意事项等，避免因运行人员对设备不熟悉而再次发生同类型事故。

（6）强化运行人员安全意识教育，责任意识教育，提高业务素质，增强责任心和事业心，不断提高运行操作能力和事故处理的应变能力

五、结束语

备用电源自装置的应用在电网的实际应用中已经取得的很多成功的经验，但是由于设备设计缺陷或运行人员误操作等原因，仍会导致备自投不正确动作，从而给电网安全稳定运行带来不良的影响，这就需要我们充分地考虑电网运行的实际要求，改善备自投装置本身的设计缺陷，改进现场运行操作细则，加强运行人员对备自投技术的培训，使运行人员掌握备自投功能原理以及运行操作注意事项等，惟有这样才能保证备自投装置的可靠动作和电网的安全稳定运行。

参考文献

[1] 《RCS-9000系列C型备用电源自投技术和使用说明》，南京南瑞继保有限公司.

[2] 《RCS-9000系列同期/压并/压切/辅助装置技术和使用说明》，南京南瑞继保有限公司.

[3] 《防止母线PT断线引起备自投不正确动作的研究与改进》，马力、宋庭会、库永恒，《继电器》2008年第36卷第2期.

[4] 《发电厂及变电站二次回路》，何永华主编，中国电力出版社，2007.

[5] 《广东电力系统继电保护反事故措施及释义（2007版）》，广东省电力调度中心编，中国电力出版社，2008.

[6] 《电力系统继电保护技术问答（第二版）》，国家电力调度通信中心编，中国电力出版社，1999.