备自投误动作的故障分析

备自投误动作的故障分析

王馨竹1吴一凡2

国网宁夏电力有限公司银川供电公司1国网宁夏电力有限公司宁东供电公司2

宁夏银川750002

摘要：为提高电能质量，供配电体系逐渐发展为自动化、远程化，电力系统中广泛应用备用电力自动投入装置，即备自投，该装置结构简单、可靠性高，当电力系统产生故障导致工作电源失电，由备自投开始工作恢复供电，为全站提供交直流用电，确保不间断供电和高可靠性供电。本文结合电力系统继电保护实践中备自投误动事件，分析备自投装置未能正确动作的问题，并提出相应的技术措施。

关键词：电力系统；备自投；误动作；技术措施；故障分析。

0引言

随着电网改造，用户对供电可靠性的要求也越来越高。备自投在工作电流故障后，迅速投入工作，缩小由于线路故障所引起的停电范围，是保证电网安全稳定运行的重要措施之一。为了及时恢复供电和减少停电区域，必须保证备自投动作的正确性和可靠性。本文分析和探讨了工作中常遇的备自投不正确动作的实例，指出了在继电保护中需注意的一些问题。

1备自投基本原理

备用电源自动投入装置（简称备自投）是电力系统故障或其他原因导致主工作电源断开后，能迅速将备用电源或备用设备自动投入工作，使正常用户负荷能迅速恢复的一种自动装置。

1.1备自投动作原理

备自投需要遵循以下原则：

1）备自投应在主工作电源断开后，先跳主电源断路器，再投入备用电源，防止将备用电源合闸于故障点；

2）除闭锁信号外，备自投装置在工作电压消失后应启动；

3）备自投只动作一次，动作时如备用电源或设备投于故障，应有保护加速跳闸；

4）充分考虑备自投的闭锁条件：人工手动断开工作电源断路器时，备自投应不动作，可靠闭锁；不满足有压条件，备自投不应动作；因设备故障造成相邻后备动作切除工作电源时，闭锁备自投，防止备用电源投到故障的元件上；

5）备自投充电条件均满足后经延时充电，有闭锁条件或者退出备自投的开入量时应立即放电；放电条件应考虑必要的延时，以防止系统扰动、故障等短时异常造成备自投闭锁；

6）备自投的动作延时是为了躲避母线电压短暂下降，故备自投延时应大于最长的外部故障切除时间和重合闸时间，一般取8s。

1.2常见备自投动作逻辑

目前，110kV变电站典型运行方式如下图所示，高压侧采用内桥接线，低压侧采用单母线分段接线，变电站采用双电源供电。一般会在高压侧和低压侧分别装设备自投装置来保证供电可靠性。其中低压侧备自投一般采用分段自投方式，高压侧备自投有三种方式：

110kV变电站接线

1）进线1带高压侧I、II段母线运行，及1DL、3DL在合位，2DL在分位，进线2是备用电源。

动作过程：

①1PT、2PT均无压，I1无流：

a、电源失电或1DL偷跳，1＃主变无故障，延时跳1DL，检1DL跳开后，合2DL；

b、1＃主变故障，判1DL、3DL跳开后，合2DL。此时，考虑开关拒跳情况：如1DL拒跳，3DL跳开，自投可以动作合2DL；如3DL拒跳，自投应不动。

②1PT有压，2PT无压，3DL分位：

a、3DL偷跳无主变故障，合1DL；

b、1＃主变故障，放电。

2）进线2带高压侧I、II段母线运行，及2DL、3DL在合位，1DL在分位，进线1是备用电源。

动作过程：

①1PT、2PT均无压，I2无流：

a、电源失电或2DL偷跳，2＃主变无故障，延时跳2DL，检2DL跳开后，合1DL；

b、2＃主变故障，判2DL、3DL跳开后，合1DL。此时，考虑开关拒跳情况：如2DL拒跳，3DL跳开，自投可以动作合1DL；如3DL拒跳，自投应不动。

②2PT有压，1PT无压，3DL分位：

a、3DL偷跳无主变故障，合1DL；

b、1＃主变故障，放电。

3）两条母线分别运行时，进线1带高压侧I段运行，进线2带高压侧2段运行，即1DL、2DL在合位，3DL在分位，两电源进线互为备用，装置选择桥断路器自投方案。

动作过程：

①1PT有压、2PT无压，I2无流：

a、电源失电或2DL偷跳，2＃主变无故障，延时跳2DL，检2DL跳开后，合3DL；

b、2＃主变故障，放电。

②1PT无压、2PT有压，I1无流：

a、电源失电或1DL偷跳，1＃主变无故障，延时跳1DL，检1DL跳开后，合3DL；

b、1＃主变故障，放电。

2.备自投系统常见故障情况说明

在电力系统中，根据不同的应用环境，备自投系统装置的种类也不同，实行方案也分为数种。所以，由于没有统一的规格，在实际应用中备自投装置总是会出现众多问题，常见以下几种情况：

2.1继电器故障引起备自投装置误动作

在备自投装置中，继电器在闸刀运行时长期带电，较易烧坏，从而造成母线的保护电压消失，影响备自投系统的安全性和可靠性。继电器整定值也会影响备自投系统动作：过大会造成电压短时下降，备自投装置误判启动；过小会使备自投系统动作时间延长，延迟备自投快速切入时间；备自投需要投入动作时，由于断路器故障产生拒动现象，可能导致母线断路器未断开或者备用电源断路器不能合上，备用投装置始终在等待状态。

2.2母线故障引起备自投装置误动作

电力系统中，变电站主供线路出现故障时，终端变电站母线失压造成重合闸不成功，备自投误判系统启动条件被满足，导致母线电源自动切除，备自投动作，甚至造成反向输电。母线电压互感器断线，影响母线电压采集，备自投装置误判母线电压消失，破坏备自投系统启动条件。备自投系统合闸投入故障母线时，若无法快速切除母线故障段，会造成短路冲击或者保护越级造成两段母线停电。

2.3多级配合问题引起备自投装置误动作

部分电力系统中，存在多级备自投装置，必须考虑各级备自投系统之间的逻辑关系以及接线情况。在实际应用中，各级备自投装置接线容易存在接头开焊、接头松动、螺丝松动等问题，造成因常开触点闭合引起备自投系统的误动作，或引起断线，导致备自投系统无法正常工作。其次，在多级备自投系统配合时，低电压等级线路容易出现故障，影响备自投系统安全性。

3.防止备自投系统误动作的措施

为提高备自投系统的安全性和可靠性，本文提出以下几点措施：

1）结合停电检修巡检，对继电器排查更换，加强控制电源的检查，定期对电压、时间继电器进行检查，提高灵活性、可靠性；

2）检查母联开关上备自投的位置是否正确，加强对备自投系统运行方式的管理；

3）针对10kV备自投装置的检无流定值和相关部门沟通，能否适当减小检无流定值，保障整个备自投系统的正常运行。

4）加大对继电器、母线等一二次设备的隐患排查力度，杜绝此类隐患和事故的发生。

4.结论

随着我国社会主义经济的快速健康发展，电力系统的安全可靠供电显得尤为重要。本文分析了备自投装置的动作原理和工作过程，并结合了一起备自投的误动作进行深入的讨论与研究，为深入研究110kV变电站备自投的动作行为打下了基础。

参考文献

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