1、1针对一起电力事故探讨断路器位置接点接入备自投装置的最优方式【摘要】本文介绍一起断路器位置接点接入方式与备自投动作时间配合出现缺陷而引起备自投未正确动作，并扩大为全站停电事故。在分析事故原因的基础上给出电力系统中备自投引入的断路器位置接点的两种方式。通过对比选择一种可靠方式，防止备自投未判别到断路器位置而终止逻辑，避免停电事故的发生，提高电力系统运行的可靠性。 【关键词】电力事故 备自投装置 断路器位置接点 供电可靠性 中图分类号： F407.6 文献标识码： A 在现代电力系统中，为保证电网的供电可靠性，采用备用电源自投装置（简称 BZT 装置）是一种经济有效的重要技术措施，特别是在变电站的
2、综合自动化系统中体现了更高的实用价值。因此，备自投装置在电力电网中得到了广泛的应用。但由于备自投接线及动作原理比较简单，生产厂家的设计人员在设计时有可能忽视一些重要细节，或者是变电站现场施工人员由于实际施工条件、继电保护装置配合、断路器机构等方面因素的影响，造成备自投装置不能正常动作。 下面依据本局一起由于断路器位置接点接入方式与备自投动作时间配合上出现缺陷而引起的全站失压事故为例，来探讨分析断路器位置辅助接点接入备自投装置的方式。 2一、事故经过及分析 （一）事故发生的经过 主接线图如图一，运行方式如下：110kV 乙变：由 110kV 甲乙线 162断路器主供，110kV 乙丙丁线 163
3、 断路器处热备用，110kV 乙丙线 161 断路器运行，110kV BZT 装置投入。110kV 丙变：110kV 乙丙线 193 断路器运行，分段 112 断路器运行，110kV 乙丙丁线 192 断路器处热备用，110kV 丙基线 191 断路器运行，110kV 水电站通过丙基线上网，110kV BZT 装置投入。 图一 110kV 乙变电站主接线图及运行方式 根据事故方式的经过，用时间点进行分析，如下图二，为了便于分析和突出各个重要时间点，此图未按比例绘制，分析如下： 17:02 0s N Q T 17:02 60s M P RU 图二 事故发生时的各个重要时间点 M 点：17 时 0
4、2 分 25 秒 435ms110kV 甲乙线发生 AC 相相间故障，线路两侧保护装置的距离段保护动作，220kV 甲变侧保护动作跳开 136 断3路器，110kV 乙变侧保护动作跳开 162 断路器，同时联跳上网小电 110kV乙丙线 161 断路器； N 点：17 时 02 分 27 秒 45ms 甲侧重合闸动作成功， （电源侧：检线路无压，母线有压，1.5s） ，合上 136 断路器； P 点：17 时 02 分 27 秒 649ms 乙变重合闸动作成功， （负荷侧：检线路有压，母线无压，0.5s） ，合上 162 断路器，即在甲侧 136 断路器重合成功后 0.5s 重合上 126 断
5、路器； Q 点：17 时 02 分 27 秒 819ms 110kV 甲乙线再次发生 AC 相相间故障，甲侧保护再次动作跳开 136 断路器，重合闸充电时间不够（时间间隔为0.774s，重合闸充电一般需要 15s） ，因此重合闸不会动作；乙侧在甲侧136 断路器跳开后无故障电流，因此 162 断路器的保护不动作； R 点：17 时 02 分 28 秒 500ms 乙变 110kV BZT 发出 110kV 甲乙线162 断路器脉冲，162 断路器跳闸；BZT 跳 162 断路器命令发出后 5s（整定时间）判断 162 的实际位置； T 点：17 时 02 分 33 秒 680ms BZT 需要
6、判断 162 断路器位置 TWJ=1，才能继续备自投的逻辑。此 BZT 中断路器的位置接点从 110kV 甲乙线 162断路器保护装置的操作箱内的 TWJ 接点； U 点：17 时 02 分 35 秒 879ms 162 断路器在 P 点重合成功后便开始储能，储能时间经过现场测试约为 8s，因此直到 U 点，162 断路器储能完毕。 110kV 甲乙线 162 断路器跳闸后，110kV BZT 动作不成功，110kV 乙变电站全站失压。 4（二）事故原因分析 从上面事故发生的经过可以看出：T 点所对应的时间明显小于 U 点所对应的时间，且 BZT 中断路器的位置接点取的是操作箱内的 TWJ 接
7、点。也就是说，BZT 需要判 162 断路器跳位时，由于 162 断路器未储能而无法判断，故 BZT 装置认为 162 断路器未分开（实际已跳开） ，装置发拒动信号，同时停止备投逻辑，未向 110kV 乙丙丁线 163 断路器发合闸命令，进而造成 110kV 乙变电站全站失压。分析如下： 图三 储能与电机回路 Ck 为弹簧未储能接点（储能闭锁接点） ，常闭接点，弹簧未储能时闭合，弹簧储好能后断开，只能遮断 0.3A 的电流； HZ 为遮断容量较大的接触器，可遮断 10A 的电流； ZKK 为储能电源空开； 由于储能电机旋转后停止时 10A 左右的电流，若直接使用 CK 常闭接点驱动旋转电机，可
8、能会造成 CK 接点烧粘住，会造成断路器过储能。为5了防止这种情况，用 CK 常闭接点起动接触器 HZ，其常闭接点 HZ 来驱动电机，可遮断电机旋转后停止时 10A 的电流，不会烧粘 HZ 接点，只要断路器储能完毕，就将储能电机切断。 图三可分析如下：断路器未储能（一般是断路器刚合上时能量释放完毕，就开始储能）时，常闭接点 CK 闭合，让接触器 HZ 带电，常开接点 HZ 闭合，储能电源空开 ZKK 合上后便开始储能；储能完毕后，常闭接点 CK 断开，接触器 HZ 失电，其常开接点 HZ 断开，随之储能电机停止旋转，不再储能。 图四 断路器分、合闸回路 6图五 备自投引入的断路器位置接点回路
9、TWJ 为断路器跳闸位置继电器和接点； HZ 为接触器的常闭接点 DL 为断路器辅助接点；HQ 为断路器合闸线圈；TQ 为断路器跳闸线圈 图四、图五可分析如下：断路器未储能（一般是断路器刚合上时能量释放完毕，就开始储能）时，常闭接点 CK 闭合，让接触器 HZ 带电，常闭接点 HZ 断开，合闸回路不通，则断路器跳闸位置继电器 TWJ 不带电，其常开接点 TWJ 断开，因此备自投未接收到断路器的跳闸位置；储能完毕后，常闭接点 CK 断开，接触器 HZ 失电，其常闭接点 HZ 闭合，合闸回路接通，则断路器跳闸位置继电器 TWJ 带电，其常开接点 TWJ 闭合，因此备自投判别出断路器处于跳闸位置。
10、从以上的原理图及分析可看出：若备自投引入的断路器位置接点是从断路器操作箱（即保护装置）上来的，由于断路器一般有 810s 的储能时间，只要断路器合闸后处于储能的过程中，TWJ 接点不会闭合，即使断路器在这段时间内跳闸，则备自投均判断 TWJ=0，即认为断路器为合位，从而终止备自投逻辑，导致备用电源未投上，造成 110kV 乙变电站全站失压。 二、断路器位置接点接入备自投的方式 目前，电力系统中的备用电源自投装置大都需要取断路器位置的接点，考虑图纸设计原理和现场施工条件，主要有以下两种方式： 7（一）备自投引入保护装置的跳位继电器 TWJ 接点 一方面，通常情况下，设计人员在设计图纸时，考虑到现
11、场施工方便（施工方便也是设计人员必须考虑的问题之一） ，备自投经常会取保护装置的 TWJ 继电器接点，因为保护装置与备自投装置均是安装在变电站的主控制室内，在施工接线时，相比取安装在开关场的断路器本体机构箱的断路器位置接点而言，敷设的电缆较短，同时大大降低敷设电缆的工程量较少，这是取 TWJ 继电器接点的重要原因。 另一方面，多数备自投装置提供的厂家图纸在开关量输入端都标取进线 TWJ 接点，这也是误导图纸设计人员取 TWJ 继电器接点的原因之一。 （对于跳位开入可用操作箱 TWJ 的常开接点或断路器辅助常闭接点）从上面的分析可看出：备自投取保护装置的 TWJ 继电器接点有降低工程量、易于施工
12、等优点，缺点正如同本文中列举的事故所述，会造成备自投拒动，影响电力系统的供电可靠性。 （二）备自投引入断路器本体机构箱的断路器位置接点 备自投引入断路器位置接点取机构箱内断路器的辅助接点，通常取用常闭接点，一般也是要求如此，因为这样才能够第一时间正确地反映断路器的实际合分位状态，而不受其它因素的影响，从而保证备自投的正确动作性。相对于备自投取保护装置的 TWJ 继电器接点，备自投引入断路器本体机构箱的断路器位置接点敷设电缆从主控制室到断路器场，工程量较大， （加上如果断路器的辅助接点损坏，备自投也判别不出断路器的实际位置） ，但可以避免本文中列举的事故发生。 8通过上述比较可得出：备自投装置引
13、入断路器位置时应取断路器机构箱内断路器位置的辅助常闭接点，才能保证电力系统供电可靠性。 三、结束语 备自投装置的动作正确与否将直接关系到电网的安全稳定运行和供电可靠性，虽然它的原理很简单，但是要将它很好的运用到实际设计和运行中却并不简单，这不仅需要我们设计人员加深对其原理的认识和理解，还需要现场施工人员不因为实际施工条件、工期、工程量等方面因素而改变设计图纸进行施工，其中断路器位置接点接入备自投的方式应该引起专业人士足够的重视，本文介绍了备自投引入的两种位置接点方式：保护装置的跳位继电器 TWJ 接点和断路器本体机构箱的断路器位置接点，通过探讨分析，加上合理的图纸设计，同时兼顾电网的各种运行方
14、式，保证备用电源自投装置的各项功能设置完善，备自投引入断路器本体机构箱的断路器位置接点这种方式将更加有利于电网的安全和供电的稳定可靠。 参考文献 1王梅义,蒙定中,郑奎璋,谢葆炎,王大众.高压电网继电保护运行技术M,北京：电力工业出版社. 2古卫婷,刘晓波,古卫涛.变电站备自投装置存在的问题及改进措施J.继电器.2007,35(10) ：70-75 3郑曲直,程颖.备用电源自投装置设计、应用的若干问题J.继电9器.2003,31(8)：18-21 4许育敏.备自投装置的设计探讨.浙江电力,2000(4)：57-58 5李斌,电力系统自动装置,高等教育出版社. 作者简介： 陈 寅，出生于 1986 年 02 月，现在云南电网公司楚雄供电局工作，本人曾从事变电运行工作两年，现主要从事电网调度相关工作。
