备自投装置的闭锁与可靠性分析

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1、备自投装置的闭锁与可靠性分析作者：李海勇来源：广东科技2014年第24期李海勇（广西电网有限责任公司来宾供电局，广西来宾546100）摘要：备用电源自动投入（以下简称备自投）装置的应用，可进一步确保电网运行的安全性。对备自投装置的可靠性相关问题进行了探讨。首先分析了备自投装置的工作原理及过程；然后对母线失压、母线无压后延时跳开进线开关必要性、进线开关跳开后母联开关快速合上等备自投装置稳定型问题进行分析；在此基础上，分析了一起备自投装置闭锁故障案例，结合其误动作原因，研究了具体的整改措施。关键词：备用电源；自投装置；可靠性；闭锁0引言随着我国科学技术的不断进步与发展，备用电源自动投入装置也实现了

2、广泛应用，其主要作用就在于当备用电源自动投入时，可保证发生回路故障的电气设备继续运行。备自投装置在电网中的应用方案主要包括进线备用自投、变压器备用自投、母联或桥断路器备用自投等，依据各不相同的电网接线形式需要确定相应的整定目标，满足各种场合使用要求。由于自投起动方式的不同，有时在不需要备用电源起动的情况仍会投入，这也就导致电气设备再次发生损坏。因此，通过改进备自投回路的起动条件，确定故障点位置，保证电源投入的正确动作。当判定用电设备故障时，备用电源不会自动投入，这也在一定程度上防止电气设备受到二次损坏。1备自投装置原理分析1.1 基本原理在电力系统中，为了从整体上提高供电可靠性，备自投装置也被

3、广泛的应用。一旦由于故障或者其它因素导致工作电源消失，备自投装置便会断开工作电源，同时其它正常工作电源或备用电源投入到工作中去，继续保证电网运行。当前备自投装置在电网中的应用方案主要包括进线备自投、变压器备自投、母联或桥断路器备自投等，在不同的需求下应用于不同场合，满足不同电网接线型式的要求。1.2 工作过程在保证备自投装置工作的诸多条件中，充电条件是其中最为重要的一个环节，是确保闭锁备自投安全的基本保障若缺乏充电条件的支持，轻则导致不能正常工作，重则无法发挥出备自投的应用价值。备自投设备运行接线图具体如图1所示。2备自投装置稳定型问题分析2.1母线失压在线路故障发生时，线路会作用于对侧开关，

4、以此来切除故障，或者由于进线开关出现偷跳，最终发生本侧母线失压。当母线线路出现故障问题的时候，由于会出现跳开进线开关的相应保护动作，使母线在此失压。无论是遥控还是手动跳开进线开关，都会发生母线失压。当发生第一种情况时，也就是线路发生故障或者进线开关出现偷跳，备自投可继续正确动作，保证正常供电；而当母线线路出现故障时，备自投则会禁止动作，在保护动作跳开进线开关的同时，还会发出闭锁备自投的命令，缩小事故波及范围；当手动、遥控跳开进线开关时，需分开工作线路开关，使母线在停电状态下动作，这就需要通过采取措施闭锁备投，禁止合上母联开关。为避免电压互感器断线的同时备自投装置误判断母线无压，需要对线路是否存

5、在电压进行检测，同时也要注意对进线是否有电流的检查。2.2母线无压后延时跳开进线开关必要性(1) 选择延时跳开进线开关，旨在避过由于母线馈线故障引发的母线电压下降(图2B点所示)；当发生馈线故障时，其最长切除时间必须要短于进线开关延时的跳开时间，才可成功切除故障。(2) 为避免进线对侧开关保护动作时，发生与重合闸装置的重合闸时间。需要选择延时跳开进线开关。例如在图2中进线A点中，一旦发生故障，在还未将本侧备自投延时的条件下就合上母联开关3DL，就会直接导致线路1、11供电源同时合上的后果，导致原本无故障的线路II发生故障。所以，在选择延时跳开进线开关时，应及时合上母联开关3DL，这样在有了延时

6、条件的保证，使延时时间超过重合闸装置的重合闸动作时间与进线对侧开关保护动作时间之和。2.3对进线开关跳开后母联开关快速合上分析在某一段母线失压的状态下，无论其进线开关是否处于断开状态，即便是对其进行监测，确定进线电流为零，都应将开关及时断掉，并检查开线开关是在断开的状态下投入母联开关3DL。图2中，设故障A为永久性故障，若在还未将开线开关1DL断开，就合上了母联开关3DL,进线II自身所带电源就会直接投入到故障线路I上，导致大范围的停电。所以，在确保进线开关跳开之后即刻合上母联开关3DL，无需长时间延时，确保将其延时时间控制在0.5s以内。3备自投装置闭锁故障案例分析3.1 故障概况某地区变电

7、站曾发生过备自投误动作的案例，具体是在主电源还未断电的情况下，导致110kV线路发生备自投误动作，加之装置二次电压熔丝本就接触不良、负荷电流小，这样致使电流瞬间就进入临界值，装置则进入备自投自动状态，一方面阻碍了电网的正常运行与调度管理，另一方面更是为整个地区并网小电厂造成严重威胁。3.2 误动作原因剖析对装置工作原理接线图予以查询，该装置分别是两段母线电压与两段进线电压的110kV单母线，合成后成为正母线电压。当时装置端子排上任意两相熔丝端子出现接触不良，电压悬浮，UAB与UBC值均为0,装置发闭锁。另外，所采集的符合电流与其临界状态值稍有差别，这也满足了备自投动作的要求。在之后的试验中，已

8、经失去的二相电压装置发出闭锁信号。由此来看，可确定由于电压互感器二次熔丝与二次接触存在不良问题，而且符合电流未能超过流闭锁定值是引发该备自投误动的主要因素。3.3 整改措施确保在满足用户基本需求的条件下，设备生产长假生产的设备可满足普遍人群需求，这样相反也造成其具有一定的局限性，而普遍性设备的使用，不仅无法实现每个电网的实际应用需求，也无法满足其特殊性要求，最终导致发挥不了其应用作用。3.3.1 避免非同期合闸一般在断路器跳开运行之后，再合上备用断路器，实现备自投装置动作，在整个过程中也不会考虑到是否同期的问题，但如果将变压器中的小电源与其它电源都接入到系统，在这种情况则就需要考虑到跳开运行断

9、路器的问题。另外，还需要将考虑同时将其它电源联络线予以跳开，如若不然，在备用电源投入使用时就会出现非同期并列的问题。对此，本文也提出了一些相应的解决对策：起用装置联切功能，在运行断路器跳开时，发出联跳联络信号，解列小电源与电网；虽然在这个过程中可能会发生丢失电源供电可靠性的问题，但却可以很好地避免电力系统受到二次损坏，确保当电力系统发生故障时还依然能够恢复送电。3.3.2 与主变压器配合、保护相关问题图3中桥接线作为主要接线形式，表现为一线路带两台变压器装，当#1变压器发生差动保护动作，1DL、3DL跳开，则两条母线就会同时失去电压，这是备自投启动，2DL合上，#2变压器实现持续供电；当#2变

10、压器发生查动作保护，1DL跳开、#2母线失去电压，此时#1母线还存在电压，那么系统的运行依旧可以满足备自投充电要求，再次造成对电力系统的冲击。如果采用桥断路器的自投方式，为避免系统再次受到故障变压器影响，两台变压器的差动保护应完全使用闭锁备自投。3.3.3低压母联备用自投与其他保护配合两台变压器由于受到一定运行方式的局限性，需低压侧分列运行，而由于为了满足地压系统供电可靠性的要求，如果一台主变压器跳闸，那么其故障变压器所带负荷则需起用备自投动作，将其转移到另外一台变压器上，继续实现正常供电。图3中，当#1变压器故障跳闸，低压1母线失压，低压2母线带压，1DL跳开、3DL合上，实现对低压1母线的

11、继续供电。同样，#2变压器故障动作也是如此。阳d桥楼饨的主桂住如果低压侧母线装有母联差动保护的，应取母联差动保护动作信号，作为闭锁低压母联备用自投的基本保障，再一次使故障母线并入系统。在电网运行过程中还存在这样一个问题，如果负荷较大，两台主变压器就会面临持续满负荷的运行方式，如果其中一台变压器跳闸，那么地压备用自投会直接导致另外一台主变压器超出其原有负荷，发生负荷联切，导致部分低压线路失压，最终出现的结果便是损害到用户低压电气设备。实现自投装置联切功能的应用，发生动作后，将不重要的负荷线路进行联切，以此保证主变压器负荷值正常，实现主变压器超过负荷联切装置作为必要补充的存在。4结语综上所述，一旦

12、未能合理设置电源自投装置，在发生错误动作之后，势必会引起一定事故,造成电器设备的愈加损坏，带来较为严重的政治经济影响。随着当前我国科学技术的不断进步与发展，电气设备也愈加向着智能化方向发展，自然对备自投装置的使用也提出了较高要求，传统的备自投装置已经再也无法满足当前设备的运行需求，在这种情况下，带故障点监测备自投装置的出现很好的解决了这一问题，只有将电网实际的运行需求结合其中，做好可能会发生意外情况的试验，确保装置的可靠动作，进一步促进电网的稳定、安全运行。参考文献：1 刘利成.一种备自投装置的缺陷及解决方案J.电力自动化设备，2014(8).2 金良，李太宇，薛晓敏.备自投装置运行方式分析J.东北电力技术，2014(5).3 古卫婷，刘晓波，古卫涛.变电站备自投装置存在问题及改进措施J.继电器,2011(10).4 刘华毅，何霖.浅析备自投装置应用中应注意的特殊问题J.科技风，2009（19）.5 刘仁恭，杨欢欢，杨程，等.考虑不对称故障的10kV备用电源自动投入装置控制策略研究J.广东电力，2013，26（1）.作者简介：李海勇（1981），男，工程师，本科，从事继电保护维护管理工作。