練志斌

摘 要：保證電網(wǎng)系統(tǒng)對用戶的可靠供電，備自投裝置起到重要作用。當主供電源發(fā)生故障時，切斷故障主供電源后，備用電源能自動投入使用，保證對城市供電不中斷，不影響正常的社會生活。文章分析了備自投的構成，主要介紹了變電站中常用的兩種110 kV備自投配置方式，及它們在實際應用中常出現(xiàn)的一些問題，并提出相應的改進措施，以此滿足電網(wǎng)供電的安全可靠需求。

關鍵詞：備自投；線路；母聯(lián)

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）20-0013-02

經(jīng)過多年的實踐，可知道備自投裝置的應用確實能有效的提高供電網(wǎng)的可靠性。但隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市規(guī)模的擴大，使得城市供電網(wǎng)絡規(guī)模也隨之擴大，配電網(wǎng)結構越來越復雜，所以變電站在整個電網(wǎng)中作為樞紐的重要性也越發(fā)突出，各個等級的變電站構成復雜的網(wǎng)絡，運行過程中出現(xiàn)問題在所難免。

1 備自投構成

因為110 kV變電站中輸電線路多且連接復雜，不同變電站有著不同的功能要求，使得不同變電站的備自投程序也存在著差異，但大體上都要經(jīng)過以下幾道程序。

1.1 充電條件

110 kV變電站的主供電路和備供線路上的電壓均不能為零，前者開關置于合位，后者開關置于分位，經(jīng)過5～8 s的延時操作后，使整個備自投裝置處在充電狀態(tài)，運行方式可以通過分合位上的母聯(lián)開關判斷其正確性，同時計算出各支路線上的功率。

1.2 啟動條件

①備用電源上必須確保存在電壓，同時要完全滿足充電條件后備自投裝置方能被啟動。

②主供電源的線路上無電壓并且備供電源線路上存在電壓時，表明其運行方式正確，可以將備自投裝置啟動。

③為避免電氣元件故障引發(fā)備用電源發(fā)生故障，為安全起見，在啟動備自投裝置前必須切斷主供電源。

④主供電源的線路上沒有電壓時，為避免備自投裝置產(chǎn)生錯誤動作，引起設備故障，必須對主供電源進行無電流檢測后才能啟動備自投裝置。

1.3 動作原則

①當外部閉鎖信號或者裝置運行方式判斷出現(xiàn)異常時不能進行備自投動作。

②備自投裝置只允許動作一次，因為當電器元件存在著永久性的故障時，為避免故障元件對備用電源產(chǎn)生不利影響，繼電保護裝置會將備用電源切斷，不能進行第二次動作。

③為避免備自投動作時間過長使得故障元件對電網(wǎng)產(chǎn)生更大破壞，備自投動作一定要快速，時間一定要短。

④為防止事故進一步蔓延，一旦母線出現(xiàn)故障，要加速母差保護裝置的動作，同時使備自投裝置閉鎖。

1.4 閉鎖條件

①檢修備自投裝置線路時，只需要將正在檢修的相關開關閉鎖就行，不需要將整個裝置都閉鎖。

②在母差保護動作或者開關失靈保護動作情況下，備自投裝置要處于閉鎖狀態(tài)，直到人工操作工作完成后，才能解除備自投裝置閉鎖狀態(tài)。

③需要人工操作進行閉鎖時，可將備自投裝置的整個出口使用閉鎖總壓板閉鎖，如果需要解除閉鎖，切除閉鎖總壓板就能恢復備自投裝置的自投能力，這種方式簡單有效。

④手動操作某一個開關，同時會閉鎖另一個開關的自投能力。除此之外，備自投裝置出現(xiàn)異常時也需閉鎖：備自投裝置內(nèi)部本身出現(xiàn)異常情況時將裝置閉鎖。備自投裝置運行方式不正確會使得信號輸出異常，閉鎖備自投。備自投裝置的線路出現(xiàn)三相斷線故障時閉鎖備自投。

2 110 kV變電站中常見的備自投配置方式

常見的備自投配置方式主要有線路備自投和母聯(lián)備自投。它們最大的區(qū)別在于備自投對象的不同，前者以線路為對象，后者則以母聯(lián)開關為對象，這兩種配置方式各有優(yōu)缺點。

2.1 線路備自投原理

2.1.1 線路備自投接線方式

110 kV變電站正常運行時，線路1與線路2不同時運行，一條作為主供電源，另一條則作為備用。

2.1.2 線路備自投裝置動作邏輯

本文以線路1作為主供電源，線路2作為備用，完成備自投動作后，檢測到母線上電壓為零，UL2上存在電壓并且I1上電流為零時，1DL延時跳閘，確認跳閘后收回命令，之后延時將2DL合閘。若1DL拒絕跳閘或者2DL拒絕合閘，備自投發(fā)生動作，發(fā)出“1DL拒絕跳閘”或者“2DL拒絕合閘”信息。

2.2 母聯(lián)備自投原理

2.2.1 母聯(lián)備自投接線方式

通常情況下，1#變和2#變同時運行，1DL、2DL、1GL、2GL都處在合閘狀態(tài)，3DL備自投裝置處在斷開狀態(tài)。1#為I段母線的相關設備供電電源，2#為II段母線的相關設備供電電源。

2.2.2 母聯(lián)備自投裝置動作邏輯

I段母線上電壓為零，1DL跳閘；II段母線存在電壓時，將3DL合閘；II段母線電壓為零，2DL跳閘，當I段母線存在電壓時，將3DL合閘；1DL或者2DL跳閘時，將備自投裝置3DL合閘，保證供電正常。

3 應用線路備自投方式的常見問題及防止措施

①線路備自投的跳位開關不適合使用保護操作箱的跳閘位置繼電器接點。彈簧儲能開關廣泛使用在110 kV輸電線路上，控制著跳閘位置繼電器，對儲能接點、斷路器和合閘線圈等元件起到監(jiān)測作用。如果串供電源情況在110 kV變電站中普遍存在，當主供電源的線路上發(fā)生永久性故障時，繼電器保護動作發(fā)生，斷開斷路器，保證電網(wǎng)運行安全。重合閘故障時，促使保護動作再次發(fā)生，此時的斷路器處于分位，儲能開關需要大約15 s來儲滿能量，否則儲能接點不能接通，使得監(jiān)視合閘線路的跳閘位置繼電器不能動作，不能確認備自投的啟動，備自投裝置不能投入使用。在備自投的開關跳位接點處可以采用輔助接點接入，來保證開關接點分位和合位應變的及時性，禁止運用操作箱中跳閘位置繼電器接點。

②處于外界環(huán)境中110 kV變電站備自投不宜接入刀閘跳位閉鎖備自投。容易受到環(huán)境不利因素（如暴雨大風）干擾較大的110 kV變電站，特別是在一些地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)（如高山），110 kV刀閘輔助接點的防水、防銹、防腐蝕等工作是重點難題，刀閘輔助接點運行時，會因為上述工作不到位造成備自投閉鎖。通過綜合考慮110 kV變電站的運行環(huán)境和運行方式，適當?shù)娜∠堕l跳位的開入接線，防止線路備自投裝置的錯誤閉鎖。

③保證備自投接入開關控制回路的正確性。備自投裝置的線路開關控制著整個輸電回路，在保護跳閘位置處安裝著備自投條運行開關，動作時繼電器接在合位不能置于分位。如果繼電器置于分位了，導致備自投運行線路開關的合后位置消失，備自投判斷屬于人工操作，使得備自投的線路開關動作后立即停止工作。

4 母聯(lián)備自投應用中的優(yōu)缺點

4.1 優(yōu)點

①母聯(lián)備自投方式的啟動條件更加嚴格，閉鎖條件也更加可靠，使得這種方式更加安全。母聯(lián)備自投只有在多個條件同時滿足備自投動作要求后才能被啟動，否則程序會被終止，備自投閉鎖。母聯(lián)備自投在啟動后便會閉鎖備自投裝置，避免出現(xiàn)二次合閘現(xiàn)象，造成事故。相電壓一旦出現(xiàn)異常情況，備自投裝置將立刻閉鎖，保障安全。

②母聯(lián)備自投采用的是時間不滿足要求就立刻返回重新動作，時間上一定要配合備自投的工序。

③為防止重合閘現(xiàn)象可采取合理的措施：整個電網(wǎng)系統(tǒng)必須運行正常；無電壓無電流保證著三相斷線使備自投產(chǎn)生錯誤動作。

4.2 缺點

①在輕負荷條件下，即三相電流小于0.25 A，同時滿足無電壓無電流條件，母聯(lián)備自投就會自動啟動。如果采取修改備自投邏輯來避免這種情況發(fā)生，在實際中又會使得母聯(lián)備自投裝置形同虛設，不發(fā)生動作。

②現(xiàn)今的備自投邏輯只考慮了簡單情況，它只能對于簡單情形發(fā)生動作，對于更為復雜的情況，備自投動作不一定準確。

5 分段備自投和變壓器備自投

除了進線備自投和母聯(lián)備自投，分段備自投與變壓器備自投應用也非常廣泛。

母線上存在電壓，1DL、2DL處在合閘狀態(tài)，3DL處在跳閘狀態(tài)。

母線上存在電壓，輔變壓器進線也存在電壓，主變壓器各側(cè)斷路器處在合位置，輔變壓器各側(cè)斷路器處在分位置。

6 結 語

全文具體分析了變電站中110 kV線路備自投和母聯(lián)備自投應用中的常見問題和優(yōu)缺點，并提出些許改進措施。綜上所述，要保證備自投裝置的正常工作，必須正確接線，運用合理的備自投動作邏輯，采取合理措施，避免上述情況在應用中的出現(xiàn)，保證電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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