备自投装置故障分析及处理

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来源：《中国新技术新产品》2014年第17期

        摘 要：本文通过一起主变跳闸事故，从事故现象及保护动作情况分析，查找10kV分段备自投装置未动作原因，经过故障分析，提出相应的解决办法，从而保证10kV分段备自投装置能够正确动作，确保电网安全可靠稳定运行。

        关键词：分段开关；备自投；电压 ；分段开关；跳闸

        中图分类号：TM76 文献标识码：B

        随着电网的迅速发展壮大，庞大复杂的电力系统网络已逐渐形成，对电力用户供电的可靠性、连续性要求越高，电力安全生产对国民经济越来越发挥着先行军的作用。本文通过一起某110KV变电站#2主变跳闸后，深入分析了10KV分段备自投装置未动作的事故原因，提出相应的解决办法，成功实施整改后得到了现场可行性验证。

        1 事故经过

        1.1 事故前运行方式

        某110kV变电站由06开关送110kVⅡ段经03开关送110 kV I段，04开关热备用，05、07开关运行；01开关送#1主变，31开关热备用，51开关送10kVI段；02开关送#2主变，32开关送35kVII段经33开关送35kVI段，52开关送10kVII段，81开关所接电容器组运行，53开关热备用。

        1.2 事故经过

        2013年3月12日6时46分1.777秒，#2主变电流差动保护B、C相动作，差动保护开口，跳02、32、52开关，81开关欠压保护动作跳81开关，#2主变压器及35KV、10KV分段备自投装置发“切换开入出错”报文，备自投闭锁信号发出，根据现场运行方式，当时备自投装置的运行方式为10KV分段备自投方式，现场实际运行情况是10KV分段备自投未动作。

        2 现场检查情况及分析

        2.1 一次设备情况

        检查#2主变35KV出口支柱瓷瓶C相有明显放电痕迹，属于#2主变差动保护范围内故障。

        2.2 继电保护动作情况及分析

        #2主变保护装置所采到的故障电流：Idb=4.951A、Idc=4.950A，而差动电流定值为Id=1.67A，差动保护动作正确、可靠。#2主变保护装置跳开#2主变110kV高压侧开关X02、35kV中压侧开关X32、10kV低压侧开关X52，故障前一次设备运行方式为35kV Ⅰ、Ⅱ段并列运行，10kV Ⅰ、Ⅱ段母线分段运行。此时#2主变动作10kV Ⅱ段母线失压，CSC246A备自投装置应动作合10kV分段53开关，但备自投装置并没有正确动作。#2主变及35kV、10kV分段备自投装置的报文为：15ms 备自投启动，15s 切换方式开入错，备自投动作闭锁。

        3 原因分析

        该站备自投装置是由北京四方公司生产的CSC246A数字式备自投装置。本装置适用于2台110 kV三卷变压器，三侧均为单母分段接线，无小电源方式下的备自投。共两种运行方式，方案一变压器备自投：两台变压器其中一台运行带负荷，另一台备用。#1（或#2）主变压器三侧开关合位，#2（或#1）主变压器三侧开关分位，35kV、10kV分段开关在合位时。方案二35kV、10kV分段备自投：两台变压器都运行，两台变压器高压侧开关合位。

        实际运行中开入量的采样均正确，符合10KV分段备自投方式，但故障时为什么会闭锁备自投呢？根据从现场调取的81开关电容器装置的录波发现（#2主变差动保护录波中没有10kV母线电压），装置采集到的10kV的TV二次电压在故障时没有突将至0V，而是经过约350ms降至0V，约250ms后三相电压小于20V。

        经检查装置程序，开入方式错延时15S告警，告警后闭锁备自投逻辑，是由于电压延时将低造成的而不是开入方式错导致备自投不动。

        在装置10kV#2母线失压启动备自投逻辑中，#2主变10kV开关跳位是闭锁条件，此条件在备自投启动后不起作用，用于判别系统运行方式。#2主变10kV开关跳位100ms后，若备自投逻辑未启动，装置程序闭锁#2母线失压启动备自投逻辑。

        现场备自投母线失压定值是20V，而开关变位后250ms母线电压才满足条件，此时已超过装置100ms的启动时间，备自投失压跳的逻辑已经被闭锁。

        4 解决方法

        对装置的版本进行升级，新版本增加的内容为：（1）装置原固定逻辑不变，在工作开关偷跳时可以继续动作，仅在工作开关TWJ异常时闭锁装置，当检测到工作开关跳位（跳位做失压跳逻辑的闭锁条件且启动前有效），在默认时间2S内（升级前版本是100ms，升级后为2S），若启动条件满足，备自投逻辑可以正常动作。若启动条件仍不满足，则2S后闭锁备自投装置。（2）增加开关位置异常判别。当“总控制字”中的“TWJ告警投入”时，对于两组变压器三侧开关，若进（出）线有流且开关位置为跳位即延时5s报“开关位置异常”告警（告警功能不直接放电），提醒运行人员检查。

        5 实施效果

        按上述方案对装置进行升级后，以10kV分段备自投方式为例，分别验证开关位置异常时告警功能及备自投的正常逻辑功能。

        （1）开关位置异常告警功能

        当10kV分段开关在分位，两台变压器低压侧开关都为合位时。#1主变低压有流时，将#1主变低压侧开关断开，装置延时5S报“#1变低TWJ异常” 信息，备自投装置未放电。

        （2）10kV分段备自投逻辑功能

        当10kV分段开关在分位，两台变压器低压侧开关都为合位时。将#1主变低压侧开关先断开，在2S内将10kV I段母线失压且#1主变低压无流时，合10kV分段开关；将#1主变低压侧开关先断开，在2S后将10kV I段母线失压且#1主变低压无流时，装置报“切换方式开入错”，备自投动作闭锁。

        同理验证主变和35kV分段备自投方式，备自投装置均能正确动作。

        结语

        为满足电力用户生产生活对供电的需求，电力系统供电可靠性必须得到优先保障。备用电源和备用设备自动投入装置的应用越来越广泛，在电力生产中加强设备巡视维护力度，及时发现异常，采取有效防范措施，确保用户供电安全稳定可靠运行。

        参考文献

        [1]国家电力调度通信中心 .电力系统继电保护典型故障分析[M].北京：中国电力出版社，2001.

        [2]李火元.电力系统继电保护与自动装置（第2版）[M]. 北京：中国电力出版社，2005.