摘要：备自投装置是供电网络系统自动装置与继电保护装置相结合，是一种对供电网络提供不间断供电的经济而又有效的技术措施。备用电源自投装置在电网中的使用，是保证电网安全、稳定、可靠运行的有力技术手段。不过受电网运行要求的约束，备自投装置在电网中的实际应用常常会遇到一些问题，如备自投与重合闸配合、备自投充放电等问题，这些问题困扰和影响着备自投装置发挥其积极作用。本文对我们实际运用中A站出现的一个110kV备自投装置动作失败的原因进行了分析和探讨，期望能够在遇到和处理此类情况的时候，起到积极的启发作用。
关键词：继电保护 备自投装置 充电条件 放电条件
0 引言
我市供电公司110KV及以下电网为主要采用辐射形电网，为保证电网可靠运行，使电网在N-1的故障情况下能够不间断供电，电网接线一般采用一主一备双电源的接线形式。采用备用电源自动投入装置，当主供电源发生故障时，备用电源自动投入，从而立即恢复对用户的供电，是一种保证可靠供电的经济而又有效的技术措施。但受电网运行要求的约束，备用电源自投装置在电网中的实际应用常常会遇到一些问题，下面将遇到的一个典型110kV备自投装置缺陷问题及解决方法进行了分析和探讨。
1 备自投基本原则
1.1 只有工作电源确实被断开后，备用电源才能投入。工作电源失压后，备自投起动延时到后,总是先跳进线断路器，确认该断路器在跳位后，备自投逻辑才进行下去。这样可防止备自投动作后合于故障或备用电源倒送电的情况。但故障不应由备自投切除，故备自投动作跳工作电源的时限应长于有关所有保护和重合闸的最长动作时限。
1.2 备自投备用对象故障，应闭锁备自投。如低压出线故障而出线保护拒动，引起主变后备保护动作切除主变而造成母线失压时，应闭锁低压侧分段备自投、变压器备自投；主变保护全跳主变时，应闭锁高压侧分段备自投。
1.3 备自投延时是为了躲母线电压短暂下降，故备自投延时应大于最长的外部故障切除时间。因母线的进线断路器跳开而引起母线失压，且进线无重合闸功能时，可不经延时直接跳开断路器，以加速合备用电源。
1.4 人工切除工作电源时，备自投不应动作。本装置引入各工作断路器的合后接点，就地或远控跳断路器时，其合后接点断开，备自投退出。若无法引入合后接点，在人工切除工作电源前，应保证备自投退出工作，可以用手动切换开关退出，或解开相应出口压板或由整定退出。备用电源不满足有压条件时，备自投不应动作。
2 备自投在110kVA变电站应用的基本逻辑
该站采用的是ISA-358G备自投装置
2.1 有压、无压和无流条件 ①母线有压指母线的两个线电压Uab、Ubc中至少有一个大于母线有压定值70V。②母线无压指母线的两个线电压Uab、Ubc均小于母线无压定值30V。③进线有压指进线电压大于进线有压定值40.4V。④进线无流指工作电源进线的一个相电流小于进线无流定值0.15。该定值应小于最小负荷电流，以防止工作电源PT三相断线时备自投误动。
2.2 充电条件 充电条件包括如下内容：备自投投入工作，即相应投退把手置“投入”位置且投退型定值为“投入”；工作电源和备用电源均正常，即符合有压条件；工作和备用断路器位置正常，即工作断路器合位且处于合后，备用断路器跳位；无闭锁条件、放电条件。
所有充电条件均满足后经10s的充电时间，备自投充上电，才有可能动作。
2.3 放电条件 放电条件一般包括以下项目，其中任一放电条件满足，备自投即放电，不再动作。
备自投退出工作，即备自投投退把手置“退出”位置或投退型定值为“退出”。
备用电源不满足有压条件的持续时间大于0.2S。
工作断路器由人为（就地或远控）操作跳开，即工作断路器合后消失。
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备用断路器不在备用状态，即备用断路器合上。
工作断路器拒跳或备用断路器拒合。
闭锁条件满足。无论备自投是否已经起动均强行闭锁备自投，表现为备自投放电。
2.4 动作基本过程 备自投充好电后，母线失压、工作进线无流、备用电源有压，备自投即起动延时；延时到后，跳工作进线，同时判断其是否跳开：若跳闸命令发出5s后，工作进线仍未跳开，即收回跳闸命令，并终止备自投过程。
若在5s内，工作进线跳开，即收回该跳闸命令；若在5s内，备用电源已合上，即发“F010”信号（即备自投成功）。
3 备自投在110kVA变电站动作失败的分析和探讨
3.1 备自投在110kVA变电站动作失败的经过：
110kVX线线路末端B相接地故障，110kVX线距离II段（动作时间0.6秒）保护动作，跳开110kVX线电源侧128开关，开关没有重合。由于电网的网络是辐射型网络，110kVX线担负110kVB站和110kVA站的负荷。110kVX线电源侧128开关分开后，110kVY线失压失去作用，110kVA站母线失压。根据供电网络的结构分析，此时装有备自投的110kVA站应该立即动作110kV备自投，断开110kVA站的110kVY线124开关，合上处于热备用状态的110kVZ线125开关。让110kVA站从电源端经过110kVW线、110kVM线、110kVZ线供电网路取得电源，保证110kVA站的正常运行。但是110kVA站备自投动作失败。
3.2 备自投在110kVA变电站动作失败的原因分析：由于这是一个简单的供电网络，110kV备自投主备线路均来自同一电源端，110kVX线B相线路末端的接地故障时，根据电源端打印的故障录波，110kVX线B相线路末端的接地故障瞬间，电源端系统的B相电压降低至28V，根据等电位原理，110kVZ线的B相线路抽取电压在110kVX线接地故障瞬间也降低至28V。远远低于110kV备自投判进线有压定值40.4V，满足110kV备自投放电的条件。又因为110kVX线距离II段保护动作时间（0.6秒）大于110kVA站110kV备自投动作开放持续时间（0.2S）。如此巧妙的电压幅值（28V<40.4V）、故障相别（B相）和动作时间（0.6S>0.2S）配合，导致110kV备自投放电，110kV备自投动作失败。
3.3 解决方案：根据备自投在110kVA变电站动作失败的原因分析可知，我们可以采用多种解决此种110kV备自投动作失败的方法。主要有以下三种：1、改变供电网路结构，使110kV备自投的主备线路不处于同一电源端，就不会导致进线失压导致110kV备自投放电。2、改变输电线路的继电保护，采用全线速动的光纤差动保护。使保护动作时间小于110kV备自投判进线失压放电时间。3、将备用电源自投装置的进线失压放电时限定值加大，延长110kV备自投的持续开放时间。
经过综合的考虑和分析，根据厂家提供的技术资料说明和本局的供电网络结构，最终的解决方案是将110kVA站110kV备自投ISA-358G备用电源自投装置的定值整定要求将进线失压放电时限由原来的0.2S改为现在的10S（厂家提供）。
现场更改110kV备自投装置的进线失压放电时限定值后，继电保护专业班组对类似110kVX线线路末端故障的现象进行了多次模拟，110kVA站备自投均可靠动作。结果证明通过更改进线失压放电时限定值方案是可行的。
4 结束语
电网规模的不断扩大，网络结构的日益复杂，电力电网技术的日新月异，使备自投装置在110 kV变电站中广泛被采用，来进一步保证系统的安全、稳定运行及提高系统供电可靠性。备用电源自装置的应用在电网的实际应用中也已经取得的很多成功的经验，但是随着电力系统的不断完善和复杂，日益提高的电网自动化和坚强程度要求，使得原来不太明显的问题逐步显现出来，需要我们在设计、施工、验收、使用的各个环节更进一步全面化和精细化，特别是在调试设计和调试阶段，充分地考虑电网运行的实际要求，认真做好各种可能出现情况的试验，加强对备自投的分析研究，保证备自投装置的可靠动作和电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1]深圳南瑞科技有限公司ISA-358G备用电源自投装置技术说明书.
[2]崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.北京:中国电力出版社.
论文作者:李雄
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
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