一种影响备自投装置正确动作的原因分析

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【摘 要】随着对电网供电可靠性要求的不断提高，备自投装置广泛应用于不同电压等级的电力网络中，因此，设备故障情况下，备自投装置能否按逻辑正确动作直接影响到供电可靠性。本文通过对某一片网220kV备自投装置动作情况下录波器波形的分析，发现发生永久性故障或连续多次故障时，存在CT电流拖尾现象影响备自投正确动作情况。

【关键词】备自投；故障录波图；CT；拖尾电流

前言

备自投功能投入时，装置充电正常后，即可以进行启动和动作过程判断，并按照逻辑顺序动作出口。在实际运行工作中，现场运行人员往往通过备自投的充电状态来判断备自投装置运行正常与否，因此，如存在因采集装置等设备原因导致备自投装置不满足启动条件造成备自投未能正确动作的可能性。

1 备自投的动作逻辑

母联备自投起动条件如图1所示，即装置检测到母线失压且无流。

2 某片网变电站运行方式

3 备自投动作情况分析

3.1 保护配置情况

3.2 故障动作情况

220kVAC线路发生A相永久性接地故障，AC线两侧保护动作将线路两侧开关跳开，随后C站220kV1M与10kV2M失压，220kV备自投未动作，10kV备自投动作。

3.3 故障动作分析

AC线开关加速跳开后220kV 1M电压接近于0，远远低于母线失压定值（母线低压定值为30%Un），即无压条件满足。

三个装置的录波图在故障电流消失后呈现出不同的状态，AC线二次电流在一次故障电流消失后未瞬时消失，且二次值大于0.2A，存在CT二次电流拖尾的现象。

故障录波器录波分析：

220kV故障录波器其录波设置为：突变量或开关量启动前后进行波形全状态记录。AC线第3组A相CT在一次电流断开后二次电流的瞬时值为0.634A>0.2A ，录波结束（7539ms）时衰减的瞬时值为0.337A，后续衰减情况未知。

AC线主I保护、主II保护和故障录波器均呈现出CT二次电流拖尾的现象，故推断220kV备自投未动作的原因可能为CT二次电流长时拖尾导致备自投装置不满足启动条件而未动作。

3.4 CT二次电流拖尾分析

CT二次电流拖尾是一次电流切断后二次绕组还有剩余能量引起的，残流的大小和一次故障电流的大小、故障电流的非周期分量大小、一次时间常数、二次时间常数、二次负载及电流互感器型号（剩磁）等因素密切相关。残流衰减时间是按一阶RL电路，衰减时间常数是L/R，主要取决于CT本体特性。

3.5 故障录波器CT拖尾现象分析

AC线故障跳闸时故障录波器装置CT二次电流在一次故障电流消失后至录波结束（7539ms）一直存在，与正常的CT二次电流明显不符。

再次观察故障录波器中AC线三相电流发现，AC线故障前的负荷电流已偏向时间轴一侧。

对AC线的A相电流波形进行直流分量分离，第129个通道波形，即AC线CT二次采样中一直存在一个直流分量；将该直流分量滤除后，第130个通道波形，可以看到二次电流在故障电流消失后没有出现CT二次拖尾现象。

4 总结

为避免故障录波器CT拖尾电流对备自投装置正确动作的影响，建议采取如下措施：

（1）完善备自投装置起动逻辑，备自投装置目前的起动条件是母线无压且进线无流，负荷较轻的线路可能长期满足进线无流的条件，若此时母线电压异常消失（例如空开跳闸、保险烧断等），则备自投就会误动作。

为了杜绝上述运行风险，建议备自投装置采用专用起动，能结合系统运行方式、供电负荷，尽可能的提高备自投装置无流定值；若无法兼顾躲开最低正常负荷电流与CT拖尾电流，需综合评估装置的可用性。

（2）改善备自投装置算法。分析采用基波电流有效值作为无流判据的可行性。

参考文献：

[1]崔家配，孟庆炎，陈永芳，熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京：中国电力出版社.

[2]国家电力调通信中心.电力系统继电保护实用技术问答（第二版）[M].北京：中国电力出版社.