某變電站110 kV線路備自投異常動作原因分析與對策

李杰

摘要：隨著變電站自動化建設日趨完善，110 kV電源備自投裝置成為了電力自動化建設的標配。然而在實際應用中，備自投的邏輯會受低壓側電源的影響，出現異常動作的情況，無法按照定值設定的時間動作，影響供電穩定性。現以某變電站110 kV線路備自投異常動作為例進行分析，提出了相應對策，為電網穩定運行提供了保障。

關鍵詞：110 kV線路;備自投;異常動作

1 事件概況

2019年5月某日，某變電站110 kV線路出現備自投動作異常的情況。110 kV 2M PT并列裝置重動回路失壓，23：12：11.364 110 kV線路備自投保護動作，切開110 kV芙冶線1216開關，然后備自投合上110 kV鷹冶線1286開關，23：12：11.585 110 kV鷹冶線合閘后距離加速保護動作，跳開1286開關。

2 110 kV線路備自投異常動作分析

2.1? ? 保護動作過程

保護動作過程詳細時序如表1所示。110 kV備自投保護在23：12：10開始啟動，在1 s內完成了跳主供電源、合備供電源、鷹冶線距離加速保護動作、鷹冶線距離I段保護動作。

動作過程時序如圖1所示。

2.2? ? 保護動作行為分析

2.2.1? ? 110 kV線路備自投保護裝置動作分析

表2為110 kV線路備自投保護相關定值，據此我們做出如下分析：110 kV芙冶線與110 kV鷹冶線互為備自投，其中110 kV芙冶線為主供線路，110 kV鷹冶線為備供線路，兩條線路同在110 kV 2M上，故備自投保護裝置的母線電壓只采集110 kV 2M PT三相電壓。

在23：12：10.672，110 kV線路備自投保護裝置啟動，母線電壓為0.18 V，滿足無壓定值要求（30 V），110 kV芙冶線三相電流均低于0.15 A（0.03IN=0.15 A），滿足無流定值要求，在23：12：11.364，備自投正確動作，切開主供電源110 kV芙冶線1216開關，確認了110 kV芙冶開關分位后，在23：12：11.521備自投保護正確動作，合110 kV鷹冶線1286開關。

2.2.2? ? 110 kV鷹冶線保護動作分析

表3為110 kV鷹冶線保護相關定值，在23：12：11.521，110 kV備自投合110 kV鷹冶線1286開關，鷹冶線保護裝置采得交流電流0.59 A，交流電壓 0 V（110 kV 2M PT重動回路異常造成交流失壓），由相間距離公式ZZD=2×I×m和接地距離公式ZZD=I×（1+K）×m得，ZZD的計算值近乎為0，保護裝置故障測距0.3 km，且持續時間超過30 ms，滿足距離加速時間（25 ms）要求，23：12：11.585距離加速保護及距離I段保護動作，正確跳開三相開關。

2.3? ? 二次故障點情況

經檢查，由于110 kV 2M PT側112PT刀閘位置輔助接點故障，導致110 kV 112 PT并列裝置2M PT重動回路不通，110 kV線路備自投保護、110 kV鷹冶線保護等所有采集110 kV 2M二次PT電壓的回路全部失壓。

2019-05-19T23：12：10，110 kV 2M PT側112PT刀閘位置輔助接點故障，導致110 kV PT并列裝置2M PT重動回路不通，110 kV 2M二次電壓回路失壓，相關保護裝置正確動作。

2.4? ? 原因分析

備自投裝置跳閘都是接保護跳或者永跳的，不接手跳回路;通常都是兩路接點輸出，一路接線路的保護跳閘回路，一路接線路保護的閉鎖重合閘開入。本案例中的備自投會動作，是因為該備自投線路輕載，負荷電流小。其次，備自投邏輯存在缺陷，只根據母線電壓消失就認為主供線路失壓，保護動作。因此想要提高動作可靠性，可以選擇加入線路電壓判據，以母線電壓和線路電壓同時消失作為主供線路失壓的判據。

3 解決對策及改進措施

3.1? ? 簡化線路斷路器動作環節

通過對控制系統的邏輯進行分析可知，備自投裝置回路一旦紊亂就會造成動作異常，所以需要優化線路的二次接線設計。首先，對備自投跳閘脈沖出口接入點的位置進行更改，連接保護跳閘回路與脈沖出口回路。其次，增加閉鎖重合閘回路，在線路保護裝置增加閉鎖重合閘開入以達到閉鎖主線的目的，以此提高備自投動作的可靠性。接著是改變繼電器的接點，將TWJ接點改為DL接點，在斷路器控制回路中，相較于TWJ接點的方式，通過DL接點方式反饋的信息會更加真實可靠。最后，退出終端保護裝置，可以通過保護動作發生后重合閘或者直接靠備自投裝置來復電，以應對線路運行管理時發生的線路故障問題。通過簡化線路斷路器動作環節，可以有效降低備自投出現動作異常的概率，提升線路運行的可靠性。

3.2? ? 升級裝置的邏輯程序

對于已投入運行的備自投裝置間的計時邏輯問題，可以對裝置進行邏輯程序升級，增加線路電壓判據，使線路備自投裝置同時滿足進線無流、進線電壓無壓、母線電壓無壓條件時，備自投裝置才會動作。另外，可以在規定時間允許范圍內，適當加大低壓側備自投裝置的動作時間。

3.3? ? 增加電壓繼電器

對于常規的備自投裝置，由于繼電器接點數量、邏輯實現困難等，通常會造成回路輔助接點不到位、熔斷等問題。當裝置自身原因，無法對邏輯程序進行升級時，可以通過增加電壓繼電器來解決此類問題。當母線電壓和線路電壓不能同時滿足有壓條件時，開出閉鎖開入給備自投裝置，放電閉鎖備自投。微機繼電保護具有程序化設計、自檢、記憶功能等優勢，可以用來計算電力系統電量情況以及判斷系統故障，從而發出跳閘信號。