恶劣天气造成供电电压波动引发的设备故障及解决方案

金 睿

[摘要]介绍一次电力系统故障，分析暴露出的隐患，提出合理的解决方案。

[关键词]各自投开关电力系统故障供电电压波动

中图分类号：TMO文献标识码：A文章编号：1671—7597(2009)1020024--01

一、引言

2009年6月3日河南郑州、开封、商丘等地出现了强飑线天气。我公司所在郑州经济技术开发区内也遭受雷电、狂风、暴雨和冰雹袭击，短时最大风力10级。恶劣的天气对整个区域的供电系统造成了严重冲击，虽然我公司外供线路未出现跳闸断电故障，但期间因供电电压波动频繁，诱发了一次各自投误动，导致部分一级负荷彻底断电，造成部分重要设各损坏和严重的经济损失，以下就是针对这次事故的分析和解决方案。

二、引出问题

各自投全称备用电源自动投入装置，是在常用电源出现异常时，自动使备用电源顺利投入，以确保重要用电设各的电源不会长时间中断的一种自动装置。传统方式是由各种继电器的配合来实现的，现在多用微机程控。我公司是控制系统由微机加继电器电路共同实现，该套设备运用的技术相对陈旧，但从2001年运行至今未发生故障。在极端状况下发生了故障，暴露出系统的设计隐患。

三、事故介绍

事故发生后，通过对当时情况的详细分析，发现造成事故的最直接原因就是：恶劣天气造成区域电网内多处供电线路跳闸，供电系统持续发生供电电压波动。导致备用电源在投入的过程中出现了动作紊乱。

我公司使用的八台各自投装置设置相同，1#、2#变压器二次侧主进开关为1ZK、2ZK，分别给I母、II母送电，两母线间有联络开关3ZK，正常运行状态下两进线开关IZK、2ZK闭合。联络开关3ZK断开。若l#变压器电源出现停电故障，MMP综合保护单元会根据进线无压、无流信号的判断，经过设定的延时后，发出跳闸指令分断IZK开关，再确认开关跳开后并延时60ms合3ZK开关，从而实现给1母下负荷紧急供电的目的；当2#变压器电源出现停电故障，动作程序相同，先跳2ZK再合3ZK，完成给II母负荷供电的目的。为方便阅读，现给出进线开关IZK的二次原理图。

上述八台备自投装置投运前均做了相应的调试、验收试验。投运至今，每当出现一路电源停电时，装置都能正常工作，及时恢复了供电，成功的降低了停电带来的损失。但2009年6月3日，当供电系统持续出现供电电压波动时，有一台装置动作出现了紊乱，出现了IZK、2ZK、3ZK三个开关同时合闸的现象，导致不完全同期的两路供电系统经低压侧联络环网现象，最终因过负荷导致高压侧开关跳闸，两台变压器下负荷全部停电。

四、事故分析

我公司是对供电连续性要求较高的地方，因此对各自投装置的设置要求是自投不自复，因此二次回路中的进线自动合闸和联络自动分闸功能原本可以去掉。如图：二次原理图中红色部分，分别是进线的自动合闸回路，其对应3ZK联络开关的自动分闸回路。在设备调试时，技术人员考虑保证联络不会自动分闸(MMP综台保护单元的13、14接点不会动作)而两进线的自动合闸回路就不会误动，而且当联络因故障不能自投时。如果失压电源能及时恢复自动合闸回路，则可以迅速使进线合闸从而缩短送电所需要的时间，因此就没有对其进行调整。该设计存在的隐患，直接导致了此次事故的发生(如图1)。

五、提出对策

针对上述故障原因，提出两个解决方案。解决问题的第一方案是取消图中的红线部分，使进线开关不会自动合闸，彻底避免三个开关同时合闸的现象发生。

另一个解决方案：将各自投从得到一路进线无压、无流的信号到跳开该进线开关的时间记为t1，进线开关跳开后至备自投合联络动作彻底完成也既是3ZK辅助触头状态完成转变的时问记为t2，如图中蓝色部分将防跳中间继电器改为时间继电器，原常闭接点改为sJ的延时闭合的常闭点，时间设定大于t1+t2，这样保证在3ZK动作彻底完成前进线开关的合闸回路不会被接通，同样可以达到预期目的。

六、结束语

由于供电电压波动的成因比较复杂，而且有很大比例的成因是不可控的。所以，想从成因上阻止供电电压波动发生难度很大，在现阶段甚至可以说不可能彻底避免其发生。

换个角度考虑，供电电压波动之所以危害很大，就是因为很多设备或因系统设计原因或因硬件自身条件所限对供电电压波动太过敏感。通过各种技术手段降低设各对供电电压波动电压波动的敏感度，提高其抗扰动的能力，就可以让把损失降到最小，甚至可以完全避免由于供电电压波动所带来的损失。