摘要：为提高厂站自用电供电可靠性，厂用电系统安装有备用电源自动投入装置，根据判据为相邻母线之间实现主备用电源自动切换的功能。本文分析了在某些特定情况下，备自投装置会出现不能正确动作的情况，结合实际操作，提出规避意见，避免造成单段母线全部失电、设备停电时间太长等问题。
关键词：厂用电；备自投；异常；分析
0 引言
备用电源自动投入装置（下文简称备自投装置）的作用是当电源发生故障时，能自动将备用电源投入，使一些重要用户不致失去电源[1]。备自投装置能够改善系统的供电能力，提高供电的可靠性和连续性，其安全可靠工作对设备安全运行至关重要。而备自投装置正确运行与系统运行方式、保护配置整定、周密的备自投逻辑紧密联系，在一些特殊运行方式下，备自投需要做出相应调整，才能保证其正确运行[2]。
1 锦西电厂厂用电系统中的备自投装置
1.1厂用电系统构成
锦西电厂厂用电系统采用10kV、400V两级电压供电，厂内共设置6段10kV母线，由6个厂内独立电源点向其供电、2个外来电源点备用；厂外共设置3段10kV母线，由2个厂内独立电源点向其供电，1个外来电源点和1个保安电源备用。母线间设置有联络开关，正常运行方式下，除厂内向厂外供电的两个联络开关合闸运行外，各10kV母线分段运行，事故或紧急情况下，主用电源失电后，可通过备自投装置进行自动联络/分段运行。
10kV经自用变压器变为400V电压等级后供各部厂房厂用电，其中相对较重要的负荷配电盘设置为双段母线供电，并设有联络开关，正常方式下，两段母线分段运行，其中一段主用电源消失、备自投装置满足自动作判据后，母线转联络运行，迅速恢复失电负荷供电。
1.2锦西电厂400V备自投装置构成
锦西电厂厂用400V系统备自投共装设22套，采用太原合创自动化有限公司生产的WBT196D-I型微机备自投，分别装于厂内外双母线供电的配电盘，所有的装有备自投装置的配电盘均有备自投自动投入及自动恢复功能。
锦西电厂采用的是10kV母线备自投和400V备自投装置保护整定互相配合的原则：10kV母线进线失电后，由10kV备自投装置动作使10kV母线联络运行，而避免下级各400V备自投装置动作，只有当10kV备自投装置未动作或10kV馈线回路故障等情况下，400V母线备自投方动作。
WBT196D-I备自投装置主要具有如下功能：①适用于变压器高压侧内桥接线、变压器低压侧母线及分段开关的分段备投方式；②适用于二条进线的互投方式；③分段备投自复功能；④进线互投主电源自复功能；⑤分段保护功能（目前该功能并未投跳闸出口，相应保护功能的实现由进线开关本体配置完成）；⑥母线充电保护功能。
1.3锦西电厂400V备自投装置动作原理[3]
装置同时采集进线电压、母线电压、进线电流、母联电流和进线开关、联络开关的常开/常闭辅助接点，作为备自投正确动作的判据，详见下图。
图1 400V配电盘备自投装置信号采集原理图
其中，1QF为1母进线开关，2QF为2母进线开关，3QF为分段开关；3TV为I母母线PT，4TV为II母母线PT，1TV为1母进线PT，2TV为2母进线PT。
1.3.1锦西电厂400V备自投装置充放电原理[3]
备自投装置充放电原理框图：
图2 400V配电盘备自投装置自投入充电
图3 400V配电盘备自投装置自投入放电
由图2可见，备自投动作的充电条件需判断一次设备的状态须为前文所述的正常运行状态下，母线分段运行且备自投功能投入，而当任一条件不满足时，其充电条件即被破坏。由图3可见，一旦母线间联络开关处于合闸位置，备自投装置便进行放电。
1.3.2锦西电厂400V备自投装置自动作及自恢复原理
分段备用电源自动投入功能原理框图（以1段母线为例，2段同1段）：
图4 400V配电盘备自投装置自投入动作
备自投装置电源自恢复原理框图（以1段母线为例，2段同1段）：
图5 400V配电盘备自投装置自恢复动作
图4和图5中，延时1设置的定值需小于延时2设置的定值，以防止出现母线向10kV馈线反送电或检测原件异常的情况下非同期合闸的出现。
由图5可见，当备自投动作使两段母线联络运行后，此时若原失电的进线恢复供电，备自投检测得其进线电压正常后，会延时跳开联络开关，然后合上进线开关，使配电盘恢复分段运行。
2 锦西电厂备自投动作异常事件概述
2017年3月27日，10kV母线进行检修，隔离做措施时采取拉10kV馈电开关、下级400V备自投动作联络运行的方式进行倒闸操作，在停电后，为避免下级400V向即将检修的10kV母线反送电，将该10kV母线下级所有的400V进线开关拉至检修位置进行隔离。3月29日，10kV母线由检修完毕后，在400V进线开关处于检修位置时，逐个合上10kV馈电开关对各负荷进行送电，此时出现备自投自恢复和自投入先后动作、最终母线仍保持联络运行的状态。
2016年2月3日，在进行10kV母线倒电操作过程中，监控系统报出10kV母线备自投动作信号及其下级某400V配电盘备自投动作及自恢复信号，但检查其一次设备状态，该400V进线开关和联络开关均为分闸状态，导致400V母线其中一段失电。
3 分析与处理
3.1 备自投无效动作的分析与处理
当3月27日对10kV母线进行转检修操作后，联络开关合闸，满足备自投放电条件，不再满足备自投自投入的动作条件（见图3）。3月29日合上10kV馈电开关后，备自投检测到400V进线电压恢复，满足备自投自恢复条件（见图5），此时备自投自恢复动作跳开联络开关，发令合进线开关。由于进线开关在检修位置，虽然已合闸，但未能给母线充电。联络开关分闸后，备自投放电条件不再满足，加之备自投装置无法检测处于检修位置的进线开关实际分合闸位置，造成逻辑错误、为备自投装置充电，充电完成后又满足备自投装置动作条件，重新动作使联络运行。
由于400V进线开关虽然处于检修位置，但其控制电源并未断开，仍然具备动作条件，当备自投开出其分合闸命令时，开关仍可以动作，只是并未起到一次回路通断的作用。备自投装置无法检测处于检修位置的开关分合闸状态，造成逻辑混乱后，极有可能造成备自投反复地自动作和自恢复，由于进线开关处于检修位置，并不会造成变压器合环运行构成环流。
针对该400V备自投装置特殊情况下逻辑混乱问题，建议在10kV母线转检修操作时，将400V进线开关拉至检修位置后，一并将备自投控制方式切除；待10kV母线恢复运行后，手动恢复一次正常分段运行，再投运备自投功能。同时，向备自投厂家反映该问题，避免备自投发令使一次设备反复动作，对400V母线下级各负荷造成冲击。
3.2 400V备自投先于10kV备自投动作的分析与处理
如前文所述，按照正常备自投动作逻辑，10kV备自投动作应先于400V备自投动作，否则会出现400V备自投动作后，进线重新得电后备自投自恢复动作，造成繁复动作。出现400V备自投和10kV备自投均动作的情况，极有可能为上下级备自投动作配合延时整定不合理。经检查，该400V配电盘上的备自投装置动作延时为1s，上级10kV母线备自投动作延时同样为1s，所以会造成倒电操作时上下级均动作。经重新将下级400V备自投动作时间整定为1.7s后，上下级之间备自投配合试验逻辑正确。
关于备自投自恢复动作时，联络开关分闸、但进线开关未合闸的问题，经检查为备自投CPU板件故障，不排除由于整定时间不合理、400备自投装置反复充放电及动作的原因造成。后更换同型号板件，经备自投逻辑试验验证正确。
系统中涉及多个电压等级的备自投装置配合动作的情况，应充分考虑各级备自投动作延时的整定配合关系，以满足实际应用的需要，从而避免一次设备的繁复动作，减少不必要的停送电给系统和负荷造成的冲击，增加设备使用寿命。同时，备自投装置的运行环境对其影响较大，大多数微机保护装置的运行温度为0-40℃，因此其配电室应保证夏季有良好的通风降温，冬季有加热设备[4]。
4 结语
随着电力系统智能化水平日渐完善，备自投装置已经成为供配电系统中提高供电可靠性的重要设备[5]，在不同的具体条件下、设备不同的运行状态下，装置能否根据具体情况的变化做出正确的判断，装置在不同的冲击下能否保持稳定运行直接关乎供电的稳定性。在电力生产过程中遇到的实际问题，对其硬件的改进及控制系统的优化有着重要的参考价值。
本文对锦西电站发生的两起备自投装置动作异常事件进行了简要的介绍和分析，并提出改进意见。分析了两起事件中备自投装置动作异常的直接原因，并在后续工作中对备自投装置安全运行提出相关建议，提高了其运行可靠性。本文对后续类似事件的分析与处理也起到了很好的借鉴作用。
参考文献
[1]金良.备自投装置运行方式分析[J].东北电力技术，2004，第5期：8-10.
[2]张丰.备自投装置在单母分段接线中应用存在的问题及解决措施[J].电力系统保护与控制，2011，第7期：133-141.
[3]太原合创.WBT196D-I微机型备用电源自动投入装置说明书.
[4]王海东.两起母联备自投装置运行故障分析与处理[J].电世界，2011，第9期：35-37.
[5]高崇.广东110kV电网备自投装置的应用分析[J].电网与清洁能源第三十卷第八期.2014.
作者简介：
刘强（1990-），男，助理工程师，本科，山西朔州人，毕业于东北电力大学电气工程及其自动化专业，在雅砻江公司锦屏水力发电厂从事水电站运行工作；
肖启露（1989-），男，助理工程师，本科，四川西昌人，毕业于四川大学电气工程及其自动化专业，在雅砻江公司锦屏水力发电厂从事水电站运行工作；
李侯小（1994-），男，本科，陕西榆林人，毕业于西安理工大学电气工程及其自动化专业，在雅砻江公司锦屏水力发电厂从事水电站运行工作；
刘鹏（1994-），男，四川成都人，毕业于成都理工大学电气工程及其自动化专业，在雅砻江公司锦屏水力发电厂从事水电站运行工作；
覃春阳（1993-），男，湖北宜昌人，毕业于华北水利水电大学电气工程及其自动化专业，在雅砻江公司锦屏水力发电厂从事水电站运行工作。
论文作者:刘强,肖启露,李侯小,刘鹏,覃春阳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
标签：母线论文; 装置论文; 动作论文; 配电盘论文; 电源论文; 锦屏论文; 雅砻江论文; 《电力设备》2018年第11期论文;