摘要：110kV线路备自投装置是确保电网薄弱地区安全稳定运行的一道屏障，被誉为电网的“第三道防线”，对供电可靠性有重大的贡献。当110kV线路备自投装置动作异常时，将严重影响电网的安全运行，造成110kV变电站失压，负荷损失。本文介绍了传统110kV线路备自投装置的动作逻辑，分析了该类装置在实际运行过程中遇到的问题，并且提出了改进的思路及解决问题的方法，确保电网能安全可靠的运行。
关键词：备自投装置；三相联动空开；完善备自投逻辑
一、前言
在电网薄弱地区的变电站一般都会安装进线备自投装置，当主供线路故障时，能快速自动投入备供线路。现场实际运行过程中出现了110kV线路备自投装置按动作逻辑正确动作，而110kV母线仍然失压的事件。本文分析其中的原因，对之提出改进措施并予以实施，对提高电网供电可靠性有着重要意义。
二、正文
（1）提出问题
110kV变电站110kV单母单TV运行，#1、#2主变变低侧分列运行，由110kV甲线主供，110kV乙线备供，投入110kV线路备自投装置。（接线方式如下图1）
图1：变电站一次接线图
09：37：31.886，110kV线路备自投装置动作跳开主供线路110kV甲线127开关，09：37：32.346合上110kV乙线126开关；09：37：32.404 110kV乙线保护启动，经29ms距离加速、30ms距离I段分别动作跳闸，造成110kV 1M失压。
（2）问题的分析
现场检查发现110kV 11TV端子箱内保护电压二次空气开关在跳闸位置，空气开关型号为Nader-ndm1-63 C6（交流6A）、三相联动型，厂家为上海良信电器股份有限公司，生产时间2004年。事后对空气开关进行特性测试，空气开关出现误动及动作时限大幅度缩短的异常现象，判断其内部元件已发生老化。
110kV 1M二次电压失压时，110kV甲线负荷电流一次值为65A，未达到110kV线路备自投有流闭锁（定值按0.1In整定，折算一次值80A）。110kV线路备自投装置为国电南自PSP641U系列设备，满足母线无压、主供线路无流的动作逻辑，跳开110kV甲线127开关，合上110kV乙线126开关。备投动作逻辑正确。
备自投合上110kV乙线126开关后，110kV乙线保护29ms距离加速、30ms距离I段动作跳闸。因三相电压同时消失，乙线带上负荷电流后，满足距离加速和距离I段动作特性，保护动作跳开110kV乙线126开关。110kV乙线保护型号为RCS943A，装置报交流电压断线异常信号需满足以下其中之一条件：（1）三相电压向量和大于8V，保护不起动，延时1.25s。（2）正序电压小于33V时，当任一相有流元件动作或TWJ不动作时，延时1.25s。110kV备自投跳开110kV甲线127开关后，保护因不满足TV断线判据没有闭锁距离保护。上述保护动作行为正确。
（3）问题的解决
可以看出110kV 11TV端子箱内保护电压二次空气开关运行时间长，性能老化，运行中脱扣跳闸，是造成110kV 1M二次电压失压、引起备自投动作的直接原因。
解决的方案：
1、修改110kV线路备自投有流闭锁整定值。
目前110kV线路备自投装置有流闭锁值一般按0.1In整定，但实际在线路负荷低谷时，可能会出现负荷电流小于闭锁值，110kV线路备自投装置对在运的线路出现误判的情况。闭锁值可考虑CT二次额定电流为1A时按0.05A整定，5A时按0.2A整定。但该方案不适用于负荷低谷电流值仍然小于改后整定值的情况。
2、将三相联动空气开关更换为三个分相空气开关。
110kV线路备自投装置的动作逻辑为：三相电压均小于U无压定值，且主供线路无流，延时Tq后跳主供线路，再经延时Th后合备供线路。将三相联动空气开关更换为三个分相空气开关时就不满足电压的动作逻辑，有效防止因二次回路短路、空开故障等原因造成的二次失压而使备自投装置动作的情况。该方案对设备改动小，且效果明显，建议配置备自投装置且线路可能轻载的厂站应优先更换。
3、优化110kV线路备自投动作逻辑。
增加元件跳闸判别逻辑，备自投装置动作判据由母线无压、主供线路无流调整为母线无压、主供线路跳闸。备自投装置充电完成后，应进行主供线路的跳闸判别。当同时满足以下两个条件时，判定其跳闸：① 主供线路三相电流均小于有流闭锁定值；② 主供线路的线路电压小于U无压定值或其开关合位信号为“0”。该方案从根本上解决了问题，但需结合设备的改造升级来完成。
三、结束语
110kV线路备自投装置在大量使用，特别在供电网络比较薄弱的地区。完善110kV线路备自投装置的动作逻辑及各种设计缺陷，规范行业标准，对提高电网供电可靠性有着重要意义。文中提出的110kV线路备自投装置动作逻辑的优化方案，更符合电网运行的实际需求，更能使电网安全稳定运行。
参考文献：
[1]刘学军.继电保护原理.中国电力出版社
[2]邹森元.《系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》例案分析.白云山出版社
[3]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答.（第二版）中国电力出版社.
[4]许正亚.电力系统自动装置.中国电力出版社
作者简介：刘顺强（1982—），男，继电保护工程师，从事继电保护及安自装置的安装、调试工作。
论文作者:刘顺强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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