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【摘 要】备用电源自动投入装置作为电力系统自动装置的重要组成部分，是确保电力系统供电稳定的重要举措。本文结合事故实例，阐述了110kv变电站事故发生的情况，针对备用电源自动投入装置的误动情况进行分析，并提出有效的处理措施，可供类似事故分析参考。
【关键词】备用电源；备自投；误动；处理措施
随着我国社会经济建设步伐的加快，城市电网规模不断扩大，对电力系统供电安全性和可靠性的要求也相应提高。备用电源自动投入装置（简称备自投）是电力系统中的重要组成部分，主要作用是当电源因故障被断开以后，能自动而迅速地将备用电源或其它正常工作电源投入工作，保证用户连续供电，目前广泛应用城市电力系统当中。但由于软件设计不当、装置配置不能满足电网特殊情况下的需要等原因，在实际应用中备用电源自动投入装置时常出现误动的情况，对电力系统的运行构成极大的威胁。因此，通过对备用电源自动投入装置误动情况进行分析，加强对备自投装置的验收管理及运行维护，确保电力系统的安全运行。
1.事故简述
本站为110kV终端变电站，一次接线情况如图1所示。两路进线电源分别接到110kV两段母线上，以高压侧单母分段分列方式运行，131、132开关在合位，101桥开关在断位。高压侧备自投为桥备自投，备自投装置为WBT822A。装置定值如表1所示。
WBT822A运行方式：
1）分段备自投方式1。当110kVⅠ母线无电压，131线路无电流、110kVⅡ母线有电压则经延时Tt1跳开131开关。确认131开关跳开后，经延时Th1合上101开关。
2）分段备自投方式2。当110kVⅡ母线无电压，132线路无电流、110kVⅠ母线有电压则经延时Tt2跳开132开关。确认132开关跳开后，经延时Th1合上101开关。
3）任一主变压器保护动作，均闭锁备自投装置。10kV低压侧单母分段分列运行，511、512开关在合位，501分段开关在断位，低压侧备自投为分段备自投，备自投装置为CSB21A。
CSB21A运行方式：
1）备自投方式1。当10kVⅠ段母线电压小于U01、511电流小于I01及511開关在合位时，经TM1延时跳开511开关；当检测10kVⅡ段母线电压大于U02、511开关在跳位时，经TM3延时合上501开关。
2）备自投方式2。当10kVⅡ段母线电压小于U01、512电流小于I02及512开关在合位时，经TM2延时跳开512开关；当检测10kVⅠ段母线电压大于U02、512开关在跳位时，经TM3延时合上501开关。
3）备自投动作一次后自动闭锁。2009年10月2日20∶44，甲乙二线发生A相接地故障，对侧220kV变电站线路保护动作跳开三相开关。重合不成功加速跳闸后，本站高压侧备自投跳开132开关，低压侧备自投动作跳开512开关，然后高压侧备自投合101桥开关，低压侧备自投合501分段开关，发生装置动作误动现象。正常的动作序列应该是线路加速跳闸后高压侧备自投跳开进线132开关，经延时合上101桥开关，低压侧备自投不应该动作。
2.误动情况分析
保护动作情况如表3所示。从表3动作时间可看出，A相故障后，重合不成功，距离加速跳闸后，高压侧备自投动作跳进线132开关，合101开关，然后低压侧备自投动作跳512开关，合502开关。然而根据高、低压侧备自投配合时间的定值可看出，在高压侧备自投成功后，低压侧备自投不应该动作，但是实际情况却与预期的设定相反。表2中备自投装置给出的动作时间虽然是按整定时间动作的，但与预期要求的开关动作顺序不一致。
先分析高压侧备自投跳闸情况。备自投动作跳进线开关132、合桥开关101时Ⅱ母线无电压，Ⅰ母线有电压，按备自投动作逻辑，备自投动作正确。
再分析低压侧备自投跳闸情况。在高压侧备自投跳开132进线后，在没合101开关之前，低压侧备自投就跳开了512，导致低压侧母线失电压，按低压侧备自投逻辑，动作也正确。为防止母线TV断线，文献给出了改进方案。
从以上分析可看出关键问题在何时跳512开关。对比备自投启动时间，高压侧备自投比低压侧晚（20∶44∶37∶884-20∶44∶36∶225）ms=1659ms，这个时间正好是RCS941重合后加速的时间。由于启动时间不一致，时间基准不是同一个时间，导致其动作出口比低压侧备自投出口晚1.6s，从而出现上述的误动现象。
WBT822启动时间是对端保护加速跳闸后的时间，而CSB21A的启动时间是第一次故障时的时间，WBT822在对端开关重合后，母线电压恢复瞬间就整组复归了。CSB21A在重合后，母线电压短暂恢复期间，停止计时，但时间不清零，待电压消失后又继续计时，中间有（1653-1580）ms=73ms停滞时间，现以各自装置启动时间为基准计算：
跳132开关时间（37884+3012）ms=40896ms
合101开关时间（37884+4027）ms=41911ms
跳512开关时间（36225+5122+73）ms=41420ms
合502开关时间（36225+6200+73）ms=42498ms
正好与实际跳闸顺序一致。
3.备自投正确动作解决方案
3.1 定值整定及时间配合
保护装置的时间定值决定着装置动作行为的先后顺序，时间定值的设定不仅要考虑装置本身的动作顺序，同时也要考虑与其相关的其他保护的动作行为，如果设置不当，将会带来意想不到的后果，上述误动现象就是由于时间定值设置不当造成与预期的结果相悖，而预期动作行为是在故障后3s时跳132，跳开132后1s合101，如果合101不成功，低压侧电压没恢复正常，低压侧备自投就在故障后5s跳开512，跳开512后1s再合501。
现提出两种方案加以解决：
1）考虑到WBT822A/R5在重合后重新计时，把跳132开关动作时间缩短一个对端站保护RCS941A重合时间段，这样就和预期一致。
2）考虑到CSB21A在电压短暂恢复期间停止计时，但不是重新计时，而是以第一次电压消失开始计时，可以把跳512时间延长一个对端站保护RCS941A重合时间段，这样在110kV高压侧备自投不成功情况下，10kV低压侧会比预期失电延长一段重合时间。
3.2 保护动作原理
WBT822A和CSB21A计时原理不一致是导致动作误动的主要原因。两者计时起点不同，导致以后的动作行为有误差。在应用时要尽量选择同一动作原理的保护装置，以避免装置的软件差异带来的影响。
4.结束语
综上所述，备用电源自动装置的稳定运行是变电站安全运行的重要保障，如出现误动的情况，必然会影响到电力系统的正常供电。因此，应做好备自投装置的设计工作，满足电力系统的实际需要。同时电力维护人员在备自投试验检查工作中要做到细心周全，一旦发现问题应立即解决，保证装置设备的可靠性，为电力系统的安全运行提供保障。
参考文献：
[1] 段悦芳.备用电源投入装置在供配电系统中的应用[J].低压电器.2011年第08期
[2] 张军；王则.备用电源自动投入装置的研究与分析[J].科技创新与应用.2012年第20期
作者简介：
李平彩（1987—），男，工程师，研究方向为电力系统继电保护。
【关键词】备用电源；备自投；误动；处理措施
随着我国社会经济建设步伐的加快，城市电网规模不断扩大，对电力系统供电安全性和可靠性的要求也相应提高。备用电源自动投入装置（简称备自投）是电力系统中的重要组成部分，主要作用是当电源因故障被断开以后，能自动而迅速地将备用电源或其它正常工作电源投入工作，保证用户连续供电，目前广泛应用城市电力系统当中。但由于软件设计不当、装置配置不能满足电网特殊情况下的需要等原因，在实际应用中备用电源自动投入装置时常出现误动的情况，对电力系统的运行构成极大的威胁。因此，通过对备用电源自动投入装置误动情况进行分析，加强对备自投装置的验收管理及运行维护，确保电力系统的安全运行。
1.事故简述
本站为110kV终端变电站，一次接线情况如图1所示。两路进线电源分别接到110kV两段母线上，以高压侧单母分段分列方式运行，131、132开关在合位，101桥开关在断位。高压侧备自投为桥备自投，备自投装置为WBT822A。装置定值如表1所示。
WBT822A运行方式：
1）分段备自投方式1。当110kVⅠ母线无电压，131线路无电流、110kVⅡ母线有电压则经延时Tt1跳开131开关。确认131开关跳开后，经延时Th1合上101开关。
2）分段备自投方式2。当110kVⅡ母线无电压，132线路无电流、110kVⅠ母线有电压则经延时Tt2跳开132开关。确认132开关跳开后，经延时Th1合上101开关。
3）任一主变压器保护动作，均闭锁备自投装置。10kV低压侧单母分段分列运行，511、512开关在合位，501分段开关在断位，低压侧备自投为分段备自投，备自投装置为CSB21A。
CSB21A运行方式：
1）备自投方式1。当10kVⅠ段母线电压小于U01、511电流小于I01及511開关在合位时，经TM1延时跳开511开关；当检测10kVⅡ段母线电压大于U02、511开关在跳位时，经TM3延时合上501开关。
2）备自投方式2。当10kVⅡ段母线电压小于U01、512电流小于I02及512开关在合位时，经TM2延时跳开512开关；当检测10kVⅠ段母线电压大于U02、512开关在跳位时，经TM3延时合上501开关。
3）备自投动作一次后自动闭锁。2009年10月2日20∶44，甲乙二线发生A相接地故障，对侧220kV变电站线路保护动作跳开三相开关。重合不成功加速跳闸后，本站高压侧备自投跳开132开关，低压侧备自投动作跳开512开关，然后高压侧备自投合101桥开关，低压侧备自投合501分段开关，发生装置动作误动现象。正常的动作序列应该是线路加速跳闸后高压侧备自投跳开进线132开关，经延时合上101桥开关，低压侧备自投不应该动作。
2.误动情况分析
保护动作情况如表3所示。从表3动作时间可看出，A相故障后，重合不成功，距离加速跳闸后，高压侧备自投动作跳进线132开关，合101开关，然后低压侧备自投动作跳512开关，合502开关。然而根据高、低压侧备自投配合时间的定值可看出，在高压侧备自投成功后，低压侧备自投不应该动作，但是实际情况却与预期的设定相反。表2中备自投装置给出的动作时间虽然是按整定时间动作的，但与预期要求的开关动作顺序不一致。
先分析高压侧备自投跳闸情况。备自投动作跳进线开关132、合桥开关101时Ⅱ母线无电压，Ⅰ母线有电压，按备自投动作逻辑，备自投动作正确。
再分析低压侧备自投跳闸情况。在高压侧备自投跳开132进线后，在没合101开关之前，低压侧备自投就跳开了512，导致低压侧母线失电压，按低压侧备自投逻辑，动作也正确。为防止母线TV断线，文献给出了改进方案。
从以上分析可看出关键问题在何时跳512开关。对比备自投启动时间，高压侧备自投比低压侧晚（20∶44∶37∶884-20∶44∶36∶225）ms=1659ms，这个时间正好是RCS941重合后加速的时间。由于启动时间不一致，时间基准不是同一个时间，导致其动作出口比低压侧备自投出口晚1.6s，从而出现上述的误动现象。
WBT822启动时间是对端保护加速跳闸后的时间，而CSB21A的启动时间是第一次故障时的时间，WBT822在对端开关重合后，母线电压恢复瞬间就整组复归了。CSB21A在重合后，母线电压短暂恢复期间，停止计时，但时间不清零，待电压消失后又继续计时，中间有（1653-1580）ms=73ms停滞时间，现以各自装置启动时间为基准计算：
跳132开关时间（37884+3012）ms=40896ms
合101开关时间（37884+4027）ms=41911ms
跳512开关时间（36225+5122+73）ms=41420ms
合502开关时间（36225+6200+73）ms=42498ms
正好与实际跳闸顺序一致。
3.备自投正确动作解决方案
3.1 定值整定及时间配合
保护装置的时间定值决定着装置动作行为的先后顺序，时间定值的设定不仅要考虑装置本身的动作顺序，同时也要考虑与其相关的其他保护的动作行为，如果设置不当，将会带来意想不到的后果，上述误动现象就是由于时间定值设置不当造成与预期的结果相悖，而预期动作行为是在故障后3s时跳132，跳开132后1s合101，如果合101不成功，低压侧电压没恢复正常，低压侧备自投就在故障后5s跳开512，跳开512后1s再合501。
现提出两种方案加以解决：
1）考虑到WBT822A/R5在重合后重新计时，把跳132开关动作时间缩短一个对端站保护RCS941A重合时间段，这样就和预期一致。
2）考虑到CSB21A在电压短暂恢复期间停止计时，但不是重新计时，而是以第一次电压消失开始计时，可以把跳512时间延长一个对端站保护RCS941A重合时间段，这样在110kV高压侧备自投不成功情况下，10kV低压侧会比预期失电延长一段重合时间。
3.2 保护动作原理
WBT822A和CSB21A计时原理不一致是导致动作误动的主要原因。两者计时起点不同，导致以后的动作行为有误差。在应用时要尽量选择同一动作原理的保护装置，以避免装置的软件差异带来的影响。
4.结束语
综上所述，备用电源自动装置的稳定运行是变电站安全运行的重要保障，如出现误动的情况，必然会影响到电力系统的正常供电。因此，应做好备自投装置的设计工作，满足电力系统的实际需要。同时电力维护人员在备自投试验检查工作中要做到细心周全，一旦发现问题应立即解决，保证装置设备的可靠性，为电力系统的安全运行提供保障。
参考文献：
[1] 段悦芳.备用电源投入装置在供配电系统中的应用[J].低压电器.2011年第08期
[2] 张军；王则.备用电源自动投入装置的研究与分析[J].科技创新与应用.2012年第20期
作者简介：
李平彩（1987—），男，工程师，研究方向为电力系统继电保护。