220kV备自投动作失败原因分析及改进措施

钟荣超

摘 要：在电力系统中应用备自投装置，能够显著增强供电可靠性与安全性，为此，在220kV电力系统中，备自投装置得到了普遍运用。然而因为备自投动作逻辑繁琐，具有一定的不稳定性，导致在实际运用中经常出现一些错误动作，使得失压设备无法及时恢复供电，影响了电力系统供电的稳定性。所以，本文在分析220kV备自投原理及运用的基础上，结合实例分析动作失败原因，以此提出有效的改进措施。

关键词：220kV备自投；动作失败原因；改进措施

中图分类号：TM774 文献标识码：A

备自投全称为备用电源自投，指的就是电力系统电源在出现故障或由其他因素导致失电时启用的备用电源装置。随着电网规模的不断扩大，为了节省电力设备投资与简化电网接线，开展了继电保护，并采用放射性供电；同时运用备自投装置的应用能够提高供电可靠性，为此，以上处理方式成为了电力系统不断供电的重要手段，值得深入探讨分析。

一、220kV备自投原理及运用

（一）220kV备自投原理

在工作电源失电、备自投装置启动并延时的条件下，工作电源断路器先跳位，确认以后，即可将其当成是备自投符合的逻辑条件。所以，能够防止备用电源出现倒送电的现象，同时在发生故障的时候，也可以避免备自投合上。在就地或远程操控工作电源断路器跳位的时候，不需要闭锁备自投，而需退出跳闸板或功能压板。

（二）220kV备自投的运用

1 动作时限

备自投延时目的就是防止母线电压短时间降低，为此，备自投延时需要大于外部故障切除的最长时间。因为母线进线断路器跳开，并且不具重合闸功能时，就会出现母线失压现象，为了快速合上备用电源，可以在不延时的条件下将进线断路器跳开。

2 应用逻辑

母线具有两个线电压，即Uab、Ubc，其无压定值与有压定值分别是25V、70V。当两个线电压中至少一个大于70V时，就是母线有压；当两个线电压均低于25V时，就是母线无压。此外，进线无流定值明显小于最小负荷电流值，目的就是避免在工作电源PT三相断线的状态下，备自投出现误动作。

3 充电与放电条件

备自投要动作，就要先充电，其条件为：两个母线均处在有压状态，工作断路器处于合位，备用断路器处于跳位；备自投硬压板处于投入位置，未闭锁，无放电；切换把手处于投入位置。满足以上条件时，即可充电15s。放电条件：备自投退出，未达到有压条件；备自投强行闭锁；工作断路器及备用断路器处于闭锁位置。

4 工作过程

在备自投充电后，母线失压，降低至25V，且工作电源无电流；然后备自投延时4s，工作电源断路器跳开，确认以后，再延时0.2s，最后备用电源断路器合上。完成以上动作之后，就是备自投动作成功。

二、备自投动作失败案例分析

（一）案件基本情况

1 进线开关问题

某220kV变电站共有四个进线开关（接线方式如图1所示），各母联、分段开关均正常运行，并且备自投处于无备用电源位置，放电正常。在操作期间，进线开关3、4先后被断开，将相应间隔转变为热备用状态，并保持进线开关1、2持续运行。当进线开关3、4转变为热备用状态后，符合备自投充电条件，能够正常充电。然而事实上，尽管进线开关3断开，但是备自投并未充电；之后再断开进线开关4，备自投依然未充电，进而造成备自投无法正常动作。

2 母线失电问题

当此变电站发生故障的时候，如220kV母线失电，备自投无法正常动作，就会造成变电站出现失压状况，进而引发一系列用电故障，致使出现重大负荷损失。

（二）备自投动作失败原因分析

1 屏外二次接线未按照设计图纸变更

在此变电站中，成功动作和装置升级改造的间隔时间为5个月，在升级改造中，只是对原屏部分接线或插件进行更改与更换，并且在变更屏外二次接线的时候，未完全按照设计图纸进行，导致线路出现异常情况。

2 STJ信号上升沿出现

在此变电站原有装置程序中，只有主供线路STJ信号具有强制放电功能。在此信号发生上升沿的时候，备自投处于放电状态，且要重新检测充电条件。当此信号处于无效开入状态时，不会影响充电、放电逻辑。在采用新版本程序的时候，不管接入哪个开关，就会导致信号出现上升沿，备自投处于放电状态，需要重新检测充电条件。为了确保备自投动作可靠、准确，经常在备自投中引进开关，进行强制放电。为此，当手分开关的时候，变电站STJ信号就会由0变成1，出现上升沿，备自投强制放电，需要重新检测充电条件。

3 备自投装置无备用电源，处于放电状态

在程序升级改造前后，STJ信号功能差异明显，为此，在二次接线完全一致的条件下，备自投逻辑差异显著。四个进线开关均处在初始状态时，判断是工作电源，而备自投判断是无备用电源，处于放电状态。

三、减少自投动作失败的改进措施

（一）加强对显示器、指示灯的检查，确保运行正常

目前，变电站均为无人值班，在一定程度上提高了备自投巡视工作的重要性。在备自投运行中，工作人员需要对显示器、指示灯进行严格检查，保证其可以正常、有序的运行。如果备自投出现告警情况，需要马上寻找原因，必要的情况下，要退出备自投。

（二）及时上报电源、定值、EPROM、RAM出现的错误，实施合理调度

在CPU检测中，如果发现电源、定值、EPROM、RAM出现错误，一定要及时汇报，并且退出备自投，根据实际情况，制定故障处理方案，确保系统正常、有序运行。

（三）定期巡检，做好应急处理准备

在变电站运行中，要加强定期巡检工作的落实，对现场备自投装置运行情况进行详细检查，并且对充电条件、指示灯序列号予以详细检查，判断其运行方式是否满足条件。在开展定期巡检工作的时候，一定要认真做好记录，以备后续工作的开展。在无人值班的情况下，每周至少检查一次备自投装置运行状态、功能等。

（四）完善备自投开关的检测功能

当工作电源断路器中具备电流的时候，相应的TWJ信号就会开入，经过10s的延时后，就会响起告警，以此提醒工作人员，可以在第一时间了解与处理故障。除此之外，当备自投处于放电状态的时候，在所有条件消失0.5s之后，就会返回，这样可以让工作人员及时了解变电站的备自投放电情况，以此确保了变電站的稳定、可靠运行。

结语

综上所述，随着电网建设的不断加快，建设规模的不断扩大，网络架构的不断增多，电网技术更新越来越快，使得备自投装置应用越来越普遍，在很大程度上提高了电力系统供电的稳定性、可靠性与安全性。然而，在实际应用中也存在着一些不足，这就要求相关人员对变电站供电过程进行全面、细致的分析，以此强化备自投装置作用的发挥，根据变电站的实际情况，提出妥善的处理措施，以此确保备自投动作的正确，提高电网稳定性。

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