110 kV線路備自投故障分析及對策

蔡周

摘 要：隨著我國電網建設步伐的加快，對電力系統自動化的實現也提出較高要求。然而從現行電力系統運行現狀看，仍存在較多故障問題，以其中110 kV線路備自投故障最為明顯，故障出現后對整個系統的可靠運行都會帶來不利影響。這就要求做好故障分析工作，并采取相應的完善策略。該文將以某變電站為例，對該變電站110 kV線路備自投情況、故障出現的原因以及解決備自投故障的有效策略進行探析。

關鍵詞：110 kV主接線 備自投故障 原因 策略

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（a）-0028-02

作為電力自動化的重要配置，110 kV電源備自投是現行大多區域變電站自動化建設中考慮的主要問題。這種備自投裝置應用下對于網絡結構的改善、線路故障的控制都可發揮重要作用。但備自投裝置實際投入使用中，多會出現異常動作現象，影響備自投裝置應用效果的發揮，且不利于系統的可靠運行。因此，該文對110 kV線路備自投故障研究，具有十分重要的意義。

1 110 kV線路備自投故障情況分析

該文在研究中主要選取某變電站作為實例，該變電站中的110 kV主線主要有主線、備用線路。當系統運行過程中，主線路回路出現異常問題，此時備自投裝置便會對啟動條件進行檢測，若啟動條件得以滿足，將會開始處于倒計時狀態。該狀態下，備自投主要執行判斷、行動兩個動作。若故障線路能夠重合，將不會啟動備自投設備。而在判斷過程發現主線路以永久性故障為主，此時因斷路器難以重合，主線斷路器會接收到裝置的跳閘脈沖，而備用線路斷路器所收到的以合閘脈沖為主。這一過程的實現可保證主線故障情況下，變電站仍能夠可靠運行。

然而該變電站運行過程中發現，當主線路有瞬間故障問題出現后，此時保護命令會下發到保護裝置中，由此產生跳閘動作。正常情況下，備自投裝置會在一定延時下對跳閘出口加速。但該次故障中，備自投裝置直接將跳閘脈沖發出，使重合閘裝置、備自投裝置處于閉鎖狀態，最終出現失壓事故。另外，備自投裝置引用下也有其他問題存在，如主線故障情況下，盡管可使本側斷路器實現重合，但供電卻難以實現。而且在將跳閘脈沖發出后，斷路器合閘未能成功[1]。

2 110 kV線路備自投故障原因分析

針對備自投故障出現的情況，可發現其產生的原因主要表現為備自投動作、主線重合閘未能有效配合；閉鎖、備自投裝置未能有效配合；備自投裝置未接收到回饋信號。這些問題的存在，直接導致110 kV線路備自投異常動作出現。首先，從備自投動作、重合閘二者配合情況看。系統運行過程中，若有故障問題出現，保護回路將會有兩個動作出現。其中第一個動作主要表現在重合閘裝置動作上，其與斷路器比較，時間延后1.5 s。而第二個動作則強調備自投裝置的應用，其會將跳閘脈沖發出。這兩個動作實現過程中，要求保證控制在4 s以內的延時。若故障出現后，可將保護動作時間保持在5.5 s。但變電站設備運行過程中，主線路斷路器斷開的同時，備自投裝置直接完成跳閘脈沖的發送，這就造成失壓事故問題出現[2]。

其次，閉鎖與備自投裝置未能有效配合。從斷路器控制系統構成看，其主要表現為閉鎖重合閘、備自投以及控制回路等方面。系統運行過程中，手動跳閘回路、跳閘脈沖本身處于相聯狀態，這樣脈沖會直接影響斷路器動作。例如，脈沖信號發出后，1HJ與2HJ繼電器、手動跳閘都有不同動作。這種動作情況下，重合閘回路、備自投回路會保持接通，可能脫離預期設定的動作程序，動作可能不成功，或者出現錯誤動作。整個系統因過多異常動作的存在，難以滿足可靠運行要求[3]。

最后，備自投裝置未能接收回饋信號。當主線路故障問題出現后，輔線合閘、主線跳閘等脈沖將由備自投裝置發出，需注意的是這些脈沖信號發送過程中，一般需保證主線斷路器跳閘信息被接收后，輔線合閘才可實現，假若該過程中信號的傳遞因受阻而影響回饋的實現，后續的動作都難以執行。通過檢查發現，備自投裝置未能及時接收到回饋信號，成為失壓事故的主要原因。其中在延時控制上，主要以4 s為主，而該系統運行中達到6 s的延時時間，這樣程序的運行便難以實現。對于其中信號受阻問題，產生的原因多表現在主線斷路器動作中，表現出“跳-合-跳”，這便影響信號的實時傳遞[4]。

3 備自投故障問題解決的有效措施

3.1 斷路器動作的簡化

針對當前110 kV線路備自投異常問題，實際解決中需從線路斷路器著手，對其動作進行簡化。實際操作中主要需優化二次接線，其具體步驟主要包括：（1）對脈沖出口進行調整?？煽紤]對保護回路、脈沖出口回路保持連通，這樣可使出口接入得以改變；（2）在閉鎖回路上進行增加。其主要強調將閉鎖重合閘裝置設置在線路中，這樣可使備自投裝置運行中，所有動作都較為可靠；（3）以DL接點取代原有的TWL接點，確保在反饋信息過程中不會受到較大阻礙，對于信息反饋的實現可起到突出作用。除此之外，在優化過程中，也可在線路故障出現后，保證保護動作發揮其功能的基礎上，進行重合閘復電，有利于系統的可靠運行[5]。

3.2 后加速程序在備自投裝置中的裝設

對于備自投裝置運行中，備自投動作、重合閘動作時間不相匹配問題，其解決的有效方法在于將后加速程序引入到控制程序中。一般后加速程序的引入，主要表現在可對輔線、主線斷路器進行有效管理，解決以往延時為5.5 s的保護動作時間問題，有利于及時恢復供電。需注意的是在實際引入后加速程序中，應保證有廠家技術人員參與到應用實踐中，保證程序的調試以及編程都較為合理。這樣才可使備自投裝置運行下，能夠有效配合重合閘動作。

3.3 運行管理的加強

在備自投裝置應用下，應注意充分了解裝置基本原理。以定值整定為例，需及時將其中不必要功能進行剔除。而且在模擬轉動過程中，需避免完全以模擬斷路器應用為主，其很可能難以對斷路器、備自投裝置的配合準確反映出來。實際完善過程中，可考慮對二次回路配合進行優化，對于裝置動作有效性的提高可起到明顯作用[6]。

3.4 人員素質與裝置質量的提高

現行備自投裝置應用過程中，人員素質高低所帶來的影響極為明顯。部分人員在實際進行接線或運行管理中，并未對備自投裝置的相關原理給予足夠重視，這樣驗收、操作與運行等各環節中一旦有問題出現，也難以得到及時處理。這就要求做好人員培訓工作，可在接線等工作開展前對人員的專業技能、責任意識等進行強化，并在具體操作中對人員給予相應的指導，使所有工序質量得到保障。另外，在備自投裝置質量上也需做好控制工作。較多變電站中的備自投裝置，運行中極易出現受損、元器件老化等問題，其會帶來一系列故障問題，這樣便會影響備自投裝置作用的發揮。變電站建設過程中，對于引入的裝置應保證其質量滿足設計要求，且在安裝投入使用后，適時開展相應的檢測維護工作，如對開關觸點、回路絕緣的判斷等，盡可能將設備所有潛在的隱患及時消除，這樣才可確保裝置運行中更為穩定可靠[7]。

4 結語

110 kV線路備自投故障是現行變電站建設中需考慮的主要問題。該文在研究中主要選取某地區變電站建設情況為例，發現其在運行中存在較多異常動作，自身應用功能受到影響的同時也不利于整個電力系統的可靠運行。而產生這種現狀的原因包括許多，要求在實際解決中對斷路器動作進行簡化，將后加速程序裝設于備自投裝置中，并在運行管理、人員素質以及裝置質量等方面進行強化，以此使備自投裝置故障問題得以解決。

參考文獻

[1] 陳麗齊.110 kV線路備自投不正確動作分析探討[J].黑龍江科技信息，2013（36）：34.

[2] 曹亮.110kV線路備自投裝置不正確動作分析及改進[J].機電信息，2013（36）：49-50.

[3] 鄭聯國.110kV線路備自投故障分析及對策[J].工程經濟，2013（12）：30-33.

[4] 陳強，鄧潔清，潘建亞，等. 一起主變壓器低壓側故障的分析與對策[J].電力系統自動化，2015（8）：164-167.

[5] 林振華.某變電站110 kV線路備自投異常動作分析[J].科技創新與應用，2015（36）：200-201.

[6] 王世祥.110 kV變電站電源備自投裝置缺陷分析及對策[J]. 陜西電力，2012（6）：56-58.

[7] 董少江.變電站110 kV線路備自投異常動作分析——以某變電站為例[J].企業技術開發，2015（36）：119，121.