變電站備自投動作條件分析及改進

金鑫鋒

摘 要：備自投即備用電源自動投切裝置，是變電站保護的重要組成部分，當變電站雙電源線單條出現故障，或雙母線單條出現失電的情況下，裝置自動合閘母分開關，為母線提供備用電源，防止長時間失電，保證用戶供電。在現今越來越重視供電可靠性的形勢下，備自投的作用將越來越重要。以浙江富陽供電公司為背景，備自投的動作邏輯發展經歷了幾個過程，判定條件不斷改進，但仍存在著隱患，文章通過對比幾種備自投動作條件，對實際案例加以分析，來闡述備自投動作條件的設定應該因地制宜，千萬不可千篇一律，否則，備自投將形同虛設，特別是很多供電單位采取了統一的標準，有時起到的效果卻適得其反。

關鍵詞：備自投；動作條件；整定；可靠性；靈敏度

1 備自投的幾種常見動作條件

備自投的動作條件一般都是通過檢無壓無流的方式來實現，這是一種最常見也是應用最廣的方式，各大備自投生產廠家說明書中采用的基本都是這種方式。而本單位卻根據不同的接線方式，電壓等級采用了兩種方式。

1.1 檢無壓無流方式

在內橋接線方式下（參考圖2），一般采用的都是這種方式。即通過判別進線1和進線2的電流及母線Ⅰ和母線Ⅱ的電壓來判定備自投是否動作。該方式的優點是動作可靠性高，缺點是判定條件較為復雜，當某變電站接線方式較為復雜時，就有可能出現拒動情況，靈敏度相對較低，且分為備進線及備母分多種方式。

1.2 檢開關位置方式

在單母分段接線方式下（參考圖2），采用的是檢開關位置的方式，即通過判別3DL和4DL的開關位置直接判定備自投是否動作。該方式的優點是邏輯簡單直接，靈敏度高，但是容易發生誤動，可靠性相對較低。

1.3 備自投閉鎖

備自投都具有閉鎖功能，常見的閉鎖條件一般有：（1）動作一次閉鎖。（2）開關位置不對應閉鎖。（3）外部保護動作閉鎖。（4）本身備自投退出閉鎖。閉鎖條件選擇不當也容易引起備自投的拒動，擴大停電范圍，影響供電可靠性。

2 幾起案例分析及改進措施

隨著繼電保護的發展，備自投裝置的廠家越來越多，備自投裝置動作的可靠性越來越高，對裝置動作邏輯的設定也越來越多元化，可以滿足不同用戶的需求。因此，備自投的正確動作與否，已經不再主要取決于裝置的可靠性，而是取決于裝置整定正確與否，而當前普遍使用的動作條件，有時并不能滿足一些特殊情況下的需求，若照抄照搬就會產生隱患，因此，通過具體的案例分析來說明動作條件的優缺點就能清楚的看到一些平常容易忽視的問題。

2.1 閉鎖條件設置不當，備自投拒動

某110kV變電站為內橋接線方式，任意主變保護動作均閉鎖備自投。但是在不同的運行方式下，如果不區別對待，則將使得閉鎖范圍“人為”擴大了。分析如下：

在備母分情況下（參考圖2，1DL和2DL合位，3DL分位），主變保護動作，則在主變保護范圍內有故障，此時若備自投動作合母分開關，則必將再次對故障點輸送故障電流，若主變內部故障則將使故障主變再次承受巨大的短路電流沖擊，引起二次傷害。因此，此時閉鎖備自投是正確且必要的。

但是，在備進線的情況下（參考圖2，2DL和3DL合位，1DL分位），主變保護動作，跳開2DL開關和3DL開關，此時備自投動作合上1DL開關，并不會對故障點再次輸送故障電流，且能保證對非故障主變低壓母線的送電，完全沒必要閉鎖備自投。因此，單一的設置主變保護閉鎖備自投是不合時宜的。

改進措施：加入運行方式判據，根據不同的運行方式智能判別是否閉鎖備自投，近年來新出的備自投裝置一般均能通過控制字實現這個功能。因此一定要轉變觀念，擯除主變保護動作必然閉鎖備自投的陳舊觀念，就能大大提高供電可靠性。

2.2 新上變電站負荷的特殊性，引起備自投誤動

如圖1，某新上220kV變電站35kV側接線圖，某日，因35kVⅠ段母線壓變高壓熔絲熔斷，需更換高壓熔絲。因該新上變電所35kV線路只有一條荷永3619線，為用戶專線，保護配置為過流保護。調度直接發令將35kVⅠ段母線壓變該檢修并更換熔絲，在操作過程中，當拉開35kVⅠ段母線壓變二次電壓空開時，35kV母分備自投動作，跳開1DL，合上3DL。分析發現，因荷永3619線客戶變當日負荷極低，二次電流接近零，已經達到備自投無流判據要求，當拉開壓變二次電壓空開時，無壓判據亦符合，故備自投正確動作合上了3DL，造成了35kVⅠ段母線失壓，雖未引起嚴重的事故和后果，但確是一起典型的誤動作事故。由此可見，因變電站負荷的特殊性，有時常規的采用檢無壓無流的整定方式，并不能滿足要求，在特定的環境下，若不考慮周全，甚至造成嚴重后果。

改進措施：可將上述檢無壓無流方式和檢開關位置方式配合整定，在檢無壓無流方式的基礎上增加開關位置判據，即只有同時滿足35kVⅠ段母線無壓，1DL無流且1DL開關分位三個條件下備自投才能動作，如此就能避免因母線負荷過低引起的誤動作事故。

2.3 變電站低壓側有小電源接線，引起備自投拒動

圖2 某35kV變電站主接線圖

某35kV變電站主接線圖如圖2所示。某日，進線1線路故障引起上級變電站進線1開關跳閘，但是該變電站35kV母分備自投卻未動作，造成35kVⅠ段母線長時間失壓。分析發現，因該變電站10kV線路下掛有小水電，而平時變電站負荷本身比較小，故小水電系統未裝設解列裝置。當時幾天雨水剛好較充足，水電站出力較大，能滿足線路供電要求。當進線1失壓時，小水電負荷倒送至變電站高壓側，使35kVⅠ段母線有殘壓，該電壓大于備自投動作整定值，未達到動作要求，故而35kV備自投未能及時正確動作。

改進措施：更改備自投無壓判據定值。根據水電站出力情況，相應提高無壓整定值。做相應試驗后備自投正確動作。

3 結束語

通過以上的實例分析研究不難發現，備自投的動作條件的設定并非一成不變的，有時盲從說明書就會造成拒動和誤動的后果。因此，對于從事實際運行檢修工作而言，必須因地制宜，全面細致的考慮變電站的特殊性，接線的復雜性，從中發現并解決問題。希望通過文章的闡述能引起相關部門的重視，及時對有隱患的變電站備自投加以改進，保證裝置的正確動作，提高供電可靠性，避免發生因整定原因造成裝置性事故。

參考文獻

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