朱應(yīng)欽　司良奎　楊光宇

作者簡介：朱應(yīng)欽（1989.2-），河南，研究方向，繼電保護事故分析及改進措施，學(xué)歷本科，國網(wǎng)新疆疆南供電有限責任公司。

摘要：本文通過對110kV變電站因備自投缺陷而擴大事故的現(xiàn)象展開探究，進而論述當前備自投裝置中存在的應(yīng)用缺陷，并提出了行之有效改進措施。在進一步改進變電站備自投裝置的基礎(chǔ)上，促進了此裝置可靠性及安全性的提高，為電網(wǎng)的安全可靠運行提供了充分保障。

關(guān)鍵詞：繼電保護；備自投；應(yīng)用及改進

引言

備自投即備用電源自動投入裝置，指的是當工作設(shè)備或電源因故障斷開后，可將自動備用設(shè)備或電源投入工作中，從而確保不斷電的一種自動裝置[1]。當前，大部分110kV變電站為了安全、有效地向用戶輸送電能，同時也為了能夠在電網(wǎng)發(fā)生相關(guān)故障時，將停電時間降至最低，均裝設(shè)了相應(yīng)的備自投設(shè)置。然而由于備自投的使用時間較短，缺乏對現(xiàn)場事故的估計，在經(jīng)過一段時間的運行后，其內(nèi)在缺陷便被暴露出來，對變電站的安全生產(chǎn)造成了嚴重影響[2]。因此，對繼電保護方面?zhèn)渥酝兜膽?yīng)用缺陷進行分析，并采取有效的改進措施尤為重要。

1.事故發(fā)生分析

本文以2004年11月馬鞍山110kV變電站發(fā)生了一起設(shè)備事故為例展開分析。在故障發(fā)生過程中，由于變電站裝設(shè)的備自投出現(xiàn)了誤動，從而將事故的波及范圍進行了擴大。以下就此次設(shè)備事故的發(fā)生經(jīng)過展開探討。

1.1事故的發(fā)生經(jīng)過

11月23日21時40分左右，在馬鞍山110kV變電站的Ⅰ號主變路中，型號為#901的開關(guān)發(fā)生了突然跳閘的情況，此時，裝設(shè)在10kV總站上的的備自投進行工作，將分段路上型號為#900開關(guān)進行閉合。而#900開關(guān)才剛閉合，型號為#901的開關(guān)柜內(nèi)便發(fā)生了爆炸現(xiàn)象。隨后沒過多久，位于Ⅱ號主變總路上型號為#902的開關(guān)也發(fā)生跳閘，而Ⅰ號、Ⅱ號主變總路的三側(cè)開關(guān)也相繼跳閘斷電，待10kV與35kV兩種母線斷電以后，馬鞍山變電站內(nèi)的所有用電也全都斷開。變電站人員對事故現(xiàn)象進行經(jīng)濟勘察，并對設(shè)備的故障錄波等信息展開綜合、深入分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這一次的設(shè)備爆炸事故存在四個發(fā)展階段，具體為發(fā)生、波及范圍擴大、持續(xù)、結(jié)束。

1.2事故原因探究

在經(jīng)過變電站工作人員的一系列詳細分析與探究后，我們得主要由以下幾個方面的原因?qū)е铝诉@一次設(shè)備事故的發(fā)生以及擴大發(fā)展。

其一，事故主要由位于Ⅰ號主變路上#901開關(guān)的滅弧室引起。由于存在某些因素，對滅弧室上端絕緣筒造成了一定的損害，并出現(xiàn)了部分裂紋，在此情形下，滅弧室便對#901開關(guān)柜的外殼進行了放電，設(shè)備故障在未經(jīng)處理下一只發(fā)展，到達一定的程度后，散熱柵的金屬條因此產(chǎn)生位移、散出等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致開關(guān)三相金屬性短路這一故障的發(fā)生。

其二，位于10kV總路上的備自投裝置在低復(fù)壓保護動作發(fā)生后，未得到閉鎖，進而使得備自投裝置再一次卷入至故障段中，不但再次損壞了供配電設(shè)備，而且也對整個系統(tǒng)產(chǎn)生了二次威脅及沖擊。除此之外，10kV分段路上位于#901開關(guān)處的備自投裝置跳閘后，未投入出口壓板，難以將#901備自投進行有效切除，從而使得事故當中型號為#902的開關(guān)跳閘，但#300卻沒有及時出現(xiàn)跳閘動作，Ⅱ號主變高后備動作跳三側(cè)，最終擴大事故停電范圍至Ⅱ號主變側(cè)。

2.備自投裝置的缺陷分析

分析110kV變電站事故的發(fā)生情況可知，由于備自投裝置出現(xiàn)了不正確動作，從而進一步擴大了事故的影響范圍。在此次事故中，事故擴大的主要原因即為備自投裝置未能對產(chǎn)生的故障展開準確、可靠的判斷，因此，當母線故障發(fā)生時，備自投裝置誤以為發(fā)生了母線分壓，進而投入到了10kV分段的開關(guān)中。因此，備自投裝置為充分發(fā)揮出自身的繼電保護作用，對10kV母線究竟發(fā)生故障還是失壓現(xiàn)象進行準確判斷具有非常重要的意義。

然而，備自投裝置自身并不具備足夠的信息來對母線故障或母線失壓進行判斷。在此種形勢下，為采取有效方法對這備自投裝置這一問題進行解決，變電站工作人員就應(yīng)當根據(jù)其他的保護動作信息來對故障展開判斷?；诖?，其他保護裝置還應(yīng)在一定時期對線路中的備自投裝置進行閉鎖操作[3]。

3.備自投的改進及實現(xiàn)方法

3.1備自投的改進措施

針對110kV變電站事故情況，備自投裝置應(yīng)采取以下改進措施。

（1）當備自投的備用對象發(fā)生故障時，應(yīng)及時將備自投進行閉鎖

當故障發(fā)生時，應(yīng)在其10kV母線發(fā)生故障或出線故障時，進行出線保護拒動；當引起主變后備保護動作而將主變切除，從而導(dǎo)致母線失壓現(xiàn)象時，應(yīng)將主變低壓側(cè)的分段備自投裝置進行閉鎖。

此外，針對高壓側(cè)采取內(nèi)橋接線形式時，當主變保護全部跳為主變時，應(yīng)將高壓側(cè)的分段備自投，也即橋斷路器自投進行閉鎖。由于進線的備自投不會投于發(fā)生故障了的變壓器，因而無需對進線自投進行閉鎖。

（2）備自投裝置應(yīng)當能夠自動適應(yīng)一次系統(tǒng)運行方式

當變電站改變其運行方式時，備自投裝置應(yīng)做到自動適應(yīng)，并將自身的運行模式進行改變，例如進線備自投轉(zhuǎn)變?yōu)榉侄蝹渥酝叮蚴桥c備自投的工作方式不相同時，將其閉鎖。

3.2實現(xiàn)方法

當10kV母線因其他原因出現(xiàn)故障，進而導(dǎo)致出現(xiàn)保護發(fā)生拒動，而母線則在主變后備保護動作切除主變后，出現(xiàn)了失壓，此時，應(yīng)將位于低壓側(cè)分段處的備自投進行閉鎖。為實現(xiàn)這一系列動作，備自投就需要具備一定的閉鎖外接點功能。

當出線開關(guān)拒動，或出線保護拒動等由10kV的母線故障而導(dǎo)致的現(xiàn)象發(fā)生時，均有主變10kV的后備保護進行動作，將主變的10kV側(cè)總路開關(guān)進行切除。而非電量保護及主變差動保護等在將主變的三側(cè)開關(guān)切除時，會將10kV側(cè)總路的開關(guān)一并切除掉，因而我們必須對10kV總路被切除的原因進行準確區(qū)分。在設(shè)計時，不可利用10kV側(cè)總路開關(guān)操作箱中的起保護動作跳閘作用的信號接點，來對備自投裝置進行閉鎖。主變10kV側(cè)后備保護主要具備兩方面的作用，其一，起10kV母線故障保護作用，其二，起這一條母線上出線后備保護作用。10kV母線故障的一項重要判定標準即為10kV的側(cè)后備出現(xiàn)動作。因此電力設(shè)備工作人員在設(shè)計過程中，需將主變10kV側(cè)后備保護的出口接點作為主變低壓側(cè)的保護閉鎖接點。

除此之外，當變電站中的高壓側(cè)采取了內(nèi)橋的接線方式時，主變保護全跳主變時，則必須閉鎖位于高壓側(cè)的備自投裝置。在主變故障切除保護中，具有本體、差動、高壓側(cè)后備等保護，因而此時需并聯(lián)以上保護的出口接點，進而對高壓側(cè)分段的備自投裝置進行閉鎖。

4.結(jié)語

當前，110kV變電站已按照上述方法對備自投裝置進行了改造，由于裝置外部未發(fā)生太大的改變，未給實際的施工操作產(chǎn)生太大的麻煩，不僅如此，由于在改進過程中不需要停電來支持施工的進行，因而不但簡便可行，而且大大促進了變電站安全、可靠運行。（作者單位：國網(wǎng)新疆疆南供電有限責任公司）

參考文獻：

[1]陶蘇東.備用電源自動投入裝置的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2011，16（02）：40-42.

[2]張麗麗，侯有韜.備自投裝置在雙母線接線方式下的改進[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013，36（17）：90-91.

[3]陳曦，張慶.備自投裝置的若干應(yīng)用問題及改進措施探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，9（22）：88-89.