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复位PT二次开关引起备自投误动作事故案例分析0引言近年来，随着用户对供电可靠性的不断提高以及电网规模的不断扩大，电网结构多采用环形电网，由于电磁环网运行对电力系统的安全稳定运行有一定的威胁[1,2]，所以对于110KV及以下电压等级的系统，多采用环网结构开环运行的方式保证安全稳定，同时采用备用电源自动投入装置（以下简称备自投）来提高系统的供电可靠性。如果备自投工作原理或者动作判据对运行中可能的情况考虑不足，就会导致备自投的不正确动作，从而对电网的安全稳定运行造成不良影响[3]。本文的目的主要是通过总结本公司二期总变6KV电压等级备自投运行经验及误动作原因进行分析，指出了现有备自投存在的缺陷，并提出了相应的技术解决措施。1.备自投原理备自投有分段备自投、进线备自投、变压器备自投，中海化学二期总变6KV配电系统采用的是单母线分段备自投。其主接线图如图1，正常运行时分段运行，1#进线带I段母线，2#进线带II段母线，当某路进线失电时，跳开相应的进线开关，合母联开关。该6KV系统进线和母联柜采用的都是厦门ABB产的REF542plus继电保护器，通过在进线继电器里编写相应的备自投逻辑来实现备自投动作。图16KV主接线图1)1#进线继电保护器中备自投跳进线逻辑翻译成中文如图2，即当备自投开关投入、PT完好、1#进线断路器合位、1#失压、2#进线电压正常都成立时，延时20ms,跳1#进线；其中PT完好信号连接的是PT小车空开辅助触点，1#失压的判据是当PT二次三相电压都小于30%额定值时动作。合母联逻辑翻译成中文如图3，即备自投开关投入、PT完好、1#失压、1#进线断路器分位、无备自投闭锁信号、2#进线电压正常都成立时，母联合闸；其中闭锁信号为手动分进线断路器、远控分断路器、保护跳闸及保护器内部故障跳闸信号。图2备自投1#进线跳闸逻辑图3备自投1#进线合母联逻辑2)备自投2#进线跳闸逻辑及合母联逻辑与1#进线逻辑类似，分别如图4和图5。图4备自投2#进线跳闸逻辑图5备自投2#进线合母联逻辑2事故经过1)2012年7月4日11点整，总变当班作业监督在拆除6KV某馈线柜继电保护器背后端子PT二次线时，线头碰到了保护器的外壳，导致6KVI段PT二次开关跳开。2)11点09分，在继电器二次线全部拆除并包好情况下，将6KVI段PT二次开关进行恢复，在未合到位时，6KV1#进线断路器跳开，操作人员松手，PT二次开关分开，引起6KVI段母线失电，母联未动作。3)11点27分，再次合6KVI段PT二次开关，在未合到位时，6KV母联断路器合上，操作人员松手，PT二次开关分开。4)11点31分，备自投开关退出，合上6KVI段PT二次开关。12点16分，合上6KV1#进线，分开母联，恢复正常运行方式。3事故分析3.1故障录播分析11点09分，6KV1#进线断路器跳闸故障录波如图6，该录播对应事故经过（2），从录播可以看出在11:09:14.929+280ms=11:09:15.209时刻三相电流从正常变为0，说明1#进线跳闸。从-100ms到280ms三相电压正常，说明跳闸前三相电压至少建立了100ms+280ms=380ms。电压从280ms时刻衰减，说明进线跳闸后，PT二次开关尚未分开，现场电机产生的失电残压经PT二次开关送到了综合保护器。图61#进线断路器跳闸故障录播11点27分，6KVI段PT未合到位母联断路器自动合故障录波如图7，对应事故详细经过（3)，该录波显示了PT二次开关送上又分开的整个过程,三相电压从无到有，再从有到无，整个过程持续820ms。三相电流变为0图7母联断路器自动闭合故障录播6KV1#进线11点31分故障录波如图8，对应事故详细过程（4）,该录波说明合PT二次开关时存在抖动，电压建立100ms后失去，600ms后电压才真正建立图811点31分1#进线故障录播3.2事故原因技术分析综述：事故原因从PT二次开关跳闸原因、1#进线跳闸原因、母联未合闸、1#PT完好信号报警问题四个方面进行分析。其中1#进线跳闸原因是重点。3.2.1PT二次开关跳闸原因图9PT原理图PT二次线接触外壳接地，一点接地不能引起PT二次开关跳开，但出于安全上的考虑，PT一次侧、二次侧绕组中性点接地。这样做的目的是当一次、二次侧绕组间绝缘被高压击穿，一次侧高压窜到二次侧时，能确保人员和设备的安全，图9是PT原理图。所以当PT二次线接触到接地的设备外壳时，导致两点接地短路，PT二次开关断开。3.2.26KV1#进线跳闸原因复位PT二次开关，却引起6KV1#进线跳闸，经分析跳闸原因为1#进线继电保护器备自投逻辑不严密：在PT二次开关送电瞬间，PT二次开关辅助触点的“PT完好”与PT二次开关送电后的“1#失压”信号在状态转变上存在快慢，导致1#进线跳闸。将备自投1#进线跳闸逻辑转化为真值表如表1表1备自投1#进线跳闸逻辑真值表正常运行跳开合上瞬间（理想情况）合上瞬间（实际情况）备自投开关投入1111PT完好10111#失压01011#进线合位1111PT二次开关状态输入输出信号2#电压正常11111#进线跳闸输出0001根据PT二次开关运行状态，将表1分为四个状态，在理想情况下，PT二次开关合上瞬间，“PT完好”信号从0变1与“1#失压”信号从1变0同步,1#进线跳闸条件不成立，跳闸输出为0。实际情况是，PT二次开关合上瞬间，“1#失压”信号从0变1，而“1#失压”信号一段时间后由1变0，即两个信号不同步，造成与门输入信号存在全部为“1”的时刻，跳闸条件成立，1#进线跳闸。“1#失压”信号与“PT完好”信号不同步原因：“1#失压”信号是模拟量信号，需经模拟量板卡转化为数字信号后才能运算，模拟量的采集一般是需要几百毫秒的时间；“PT完好”信号是直接光耦转化为数字信号，只有几毫秒的抗干扰延迟。图10是电压的模拟量采集模块界面图。图10电压模拟量采集模块界面从图12可以看出该模块相当于失压延时继电器，电压低于30%Un（即图中TR0.30*ULE），“1#失压”信号延时0.9s输出1;当电压恢复到高于70%Un(即图中TR0.70*ULE)时，“1#失压”信号要延时0.5s才由0变为1，该时间远远大于“PT完好”信号的光耦合转化时间。3.2.31#进线跳闸后母联未合闸及再次复位PT二次开关母联合闸原因分析将11点09分1#进线断路器跳闸故障录播分解成三个阶段，如图11，第一阶段为1#进线跳闸前，时间为-100ms到280ms；第二阶段是1#进线跳闸后到PT二次开关分开,时间为280ms到980ms；第三阶段是PT二次开关分开后，时间为980ms后(由录播软件录播时间限制，图中未能清楚显示)；11点27分合PT二次开关独立为第四阶段。将1#进线合母联逻辑做成真值表如表2。图111#进线断路器跳闸故障录播分解图表21#进线合母联逻辑真值表第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段备自投开关投入1111PT完好11011#失压10111#进线分位0111备自投闭锁信号11112#进线电压正常1111母联合闸否否否是第一阶段“1#进线分位信号”为0。第二阶段，1#进线电压已建立500ms，“1#失压信号”已经从0-1，这时1#进线跳开，需要电压小于30%Un,并且持续0.9S.“1#失压信号”才从1-0，所以第二阶段“1#失压信号”为0。第三阶段“PT完好信号”为0。在11:27时刻，即第二次合上PT二次开关时，母联合闸条件都具备，母联合闸。第一阶段第二阶段运行状态信号4、事故教训在PT二次开关跳开后，技术人员应根据备自投逻辑充分评估PT二次开关复位的风险，不允许在备自投开关投入位置盲目的复位PT,从而可以避免事故的发生。5、备自投存在的缺陷及整改措施二期总变为2002年建设的项目，当时的备自投逻辑是厂家工程师现场设计，边试边改，虽然备自投试验成功，但由于未经周密的测试，存在逻辑不严密问题，在极端情况比如本次事故状态下，就会出现备自投误动。近年来变电站项目建设的备自投逻辑都为厂家设计好的标准程序，然后根据客户的需求适当修改，这样的逻辑程序更加的严密。现在备自投逻辑都增加了有流闭锁，即进线失压情况下，检测电流是否存在，无压无流备自投才动作，无压有流说明是二次回路故障备自投不动作，所以在备自投进线跳闸逻辑增加有流闭锁，如图12，有流信号取进线电流互感器三相电流。图12增加有流检测的备自投进线跳闸逻辑6、结束语现场试验表明增加有流闭锁措施是可靠有效的，通过两年的运行，二期总变6KV备自投无误动作产生，表明改造是可行的、成功的。电力系统现有的备自投装置，部分存在本文所提到的缺陷，按照本文提出的方法逐步进行改造，将会提高备自投的可靠性，减少不正确动作，提高了供电的可靠性和稳定性。参考文献：[1]电网调度运行实用技术问答.国家电力调度通用中心[M].北京：中国电力出版设，2000.[2]李坚.电网运行及调度技术问答[M].北京：中国电力出版设，2004.[3]马力，宋庭会，库永恒.防止母线PT断线引起备自投不正确动作的研究与改进[J].继电器，2008