探討數(shù)字化變電站中智能備自投的應(yīng)用

摘 要：現(xiàn)今社會(huì)，數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，以深圳供電局所管轄的變電站為例，傳統(tǒng)的自動(dòng)化變電站也要向數(shù)字化、智能化變電站改造。在數(shù)字化變電站中，傳統(tǒng)的備自投裝置已不能適用，必須進(jìn)行更新。文章主要介紹了備自投裝置的工作原理，以及探討了110 kV變電站中智能化備自投裝置的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，并提出了智能化備自投裝置在使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；備自投；智能化

中圖分類號(hào)：TM762.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）15-0087-02

1 備自投裝置的工作原理介紹

備自投裝置在變電站中起著舉足輕重的作用，它是電網(wǎng)供電穩(wěn)定可靠的重要保證，在電網(wǎng)中是必不可少的自動(dòng)裝置。

在內(nèi)橋接線的110 kV變電站中，備自投的工作方式隨著電網(wǎng)運(yùn)行方式的不同而有所不同，它主要有四種工作方式，其中兩種為進(jìn)線備自投方式，另兩種為分段備自投方式。110 kV變電站中內(nèi)橋的接線方式如圖1所示。

1.1 進(jìn)線備自投工作方式的工作原理分析

所謂的線路備自投方式就是在典型內(nèi)橋接線110 kV變電站中，當(dāng)變電站其中一進(jìn)線作為主供，另一進(jìn)線作為電源備用時(shí)，在母聯(lián)電源的運(yùn)行中，備自投的工作方式采取的就是線路備自投方式。

在110 kV變電站中兩段母線三相都有電壓及及其中一進(jìn)線開關(guān)1DL（2DL）與母聯(lián)電源開關(guān)3DL合位的情況下，當(dāng)“檢定線路有壓”控制字出現(xiàn)時(shí)，電源開關(guān)合位的那條進(jìn)線也會(huì)有電壓產(chǎn)生。這時(shí)在完全沒(méi)有閉鎖量開入時(shí)，以線路備自投為工作方式的備自投裝置就會(huì)自動(dòng)完成充電過(guò)程。

進(jìn)線備自投的具體工作過(guò)程如下：當(dāng)電網(wǎng)中的工作電源出現(xiàn)故障或受其他因素影響而導(dǎo)致停止供電時(shí)，兩段母線的電壓就會(huì)消失。這時(shí)備自投裝置就會(huì)自發(fā)地進(jìn)行啟動(dòng)，從而延長(zhǎng)對(duì)線路的供電時(shí)間，以使T1能夠跳開主供電源的開關(guān)1DL（2DL），然后在確定主供電源開關(guān)已跳開后再將備用電源開關(guān)3DL合上。之所以要延長(zhǎng)電網(wǎng)的供電時(shí)間，主要是為了使主供電源能夠利用重合閘進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)，以及保證備用電源不會(huì)合閘而防止了電網(wǎng)故障的發(fā)生。

1.2 母聯(lián)備自投工作方式的工作原理分析

母聯(lián)備自投方式也就是在典型內(nèi)橋接線110 kV變電站中，當(dāng)變電站的兩段母線分別由兩條進(jìn)線的1DL及2DL進(jìn)行分別供電時(shí)，母聯(lián)上的3DL熱備也跟著開始運(yùn)行，此時(shí)備自投的裝置的工作方式就為母聯(lián)備自投方式。

在110 kV變電站中兩段母線三相都有電壓的情況下，當(dāng)兩條進(jìn)線1DL和2DL都合位而母聯(lián)3DL處于分位且沒(méi)完全沒(méi)有閉鎖量開入時(shí)，以母聯(lián)備自投方為工作方式的備自投裝置同樣也會(huì)自動(dòng)的完成充電過(guò)程。

母聯(lián)備自投的工作過(guò)程如下：當(dāng)兩條工作電源進(jìn)線中的一條出現(xiàn)故障或受其它因素影響而停止了供電時(shí)，由已停止供電的進(jìn)線進(jìn)行供電的那段母聯(lián)的電壓則會(huì)消失。此時(shí)備自投裝置也會(huì)開始啟動(dòng)供電，以將對(duì)線路的供電時(shí)間延長(zhǎng)，從而使T1有足夠的時(shí)間將故障線路上的主供電源開關(guān)1DL（2DL）跳開，然后再將母聯(lián)上的備用電源開關(guān)3DL合上，以恢復(fù)對(duì)失去電壓的母聯(lián)段進(jìn)行負(fù)荷供電。

從上文中對(duì)備自投以不同工作方式進(jìn)行運(yùn)行時(shí)的基本工作原理的分析，不難看出在其完成動(dòng)作邏輯時(shí)必須在交流電流電壓量、開關(guān)位置和備自投裝置的閉鎖量都具備的情況下才能完成。而這些必備量的采集在傳統(tǒng)的變電站中都是通過(guò)二次電纜的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，另外裝置的跳閘和合閘開出回路也是通過(guò)電纜連到保護(hù)屏的。

2 智能化備自投裝置的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)分析

隨著變電站向著數(shù)字化的方向發(fā)展，各種二次裝置也跟著進(jìn)行了革新，其中備自投裝置也不例外，它在向著智能化方面革新。而智能備自投裝置的最大特點(diǎn)就是由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)控制著裝置的工作過(guò)程，它主要是用網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制進(jìn)線及母分的開關(guān)智能終端和測(cè)控裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣就對(duì)備自投裝置的型號(hào)概念不再嚴(yán)格要求。

2.1 傳統(tǒng)110 kV備自投應(yīng)用現(xiàn)狀

110 kV備自投裝置在如今自動(dòng)化變電站的應(yīng)用比較普遍，以深圳供電局為例，德霖廠家、南電研廠家、深南瑞廠家等都有，其中以南自廠家NDB310為多。在結(jié)構(gòu)上看，基本相似，均為開關(guān)位置開入，電流電壓采集，傳動(dòng)節(jié)點(diǎn)，信號(hào)節(jié)點(diǎn)組成。應(yīng)用時(shí)候，均靠二次電纜連接與外面采集量的聯(lián)系。例如，對(duì)某開關(guān)位置的采集量，必須依靠開關(guān)機(jī)構(gòu)提供備用開關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)完成，使用時(shí)候?qū)C(jī)構(gòu)的依耐性較高；同時(shí)，若在運(yùn)行中變電站進(jìn)行備用電源自投裝置的安裝，必須依次停運(yùn)相關(guān)間隔。使得電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)增加，工作量大。

2.2 智能備自投在數(shù)字化變電站中的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行分析

智能化備自投的工作邏輯與傳統(tǒng)備自投的工作邏輯基本一樣，但是他們?cè)谙嚓P(guān)工作量的采集上還是存在著很大的差別。智能化備自投主要采集的是相關(guān)設(shè)備合并單元的數(shù)字量來(lái)作為交流量，并用光纖來(lái)進(jìn)行傳輸。在智能化備自投裝置的裝置動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)化中，不管是進(jìn)線和母分?jǐn)嗦菲鞯奈恢煤脱b置的閉鎖量開入，還是主供電源中有無(wú)電流的判別和備用電源線路有無(wú)電壓的判定以及相關(guān)設(shè)備的跳合閘都是由基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE網(wǎng)進(jìn)行連接和控制的。

如圖2所示，不管是變電站中的進(jìn)線還是母聯(lián)，只要是與備自投有關(guān)的測(cè)控裝置和智能終端都有連接在雙網(wǎng)配置的GOOSE網(wǎng)上，而備自投的功能完全由母分來(lái)控制執(zhí)行。母分主要是利用與GOOSE網(wǎng)連接的測(cè)控裝置來(lái)收集GOOSE網(wǎng)上的位置信號(hào)以及通過(guò)SV網(wǎng)所收集到的交流量以對(duì)備自投方式和充電過(guò)程進(jìn)行判別和控制。在備自投的運(yùn)行過(guò)程中，其能持續(xù)地監(jiān)視報(bào)文，一旦其接收到有滿足備自投啟動(dòng)的報(bào)文時(shí)就會(huì)利用光纖來(lái)發(fā)送有目標(biāo)地址的GOOSE跳合閘報(bào)文，目標(biāo)地址對(duì)應(yīng)的設(shè)備智能終端在接到收GOOSE跳合閘報(bào)文后就會(huì)自動(dòng)的跳合閘。從而達(dá)到利用GOOSE網(wǎng)接收發(fā)送閉鎖報(bào)文來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)備自投的放電操作。

2.3 智能備自投所具備的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的備自投裝置相比較，智能化備自投裝置有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

①用數(shù)字化模式進(jìn)行交流量的采集，從而杜絕了交流回路中CT二次回路開入或PT二次回路短路或接地等故障的發(fā)生。

②數(shù)字化的開入回路和咣合閘回路，很大程度的減少了二次電纜的連接，從而節(jié)約了電網(wǎng)的運(yùn)行成本。

③作為傳輸工具的光纖與二次電纜相比較，其抗干擾性能明顯更高，并且其回路也很簡(jiǎn)潔，從而避免了誤動(dòng)發(fā)生的可能性。

雖然智能化備自投方式具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是其還處在發(fā)展的初步階段，它還有更多的性能和優(yōu)勢(shì)需要我們?nèi)ミM(jìn)行研究開發(fā)。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，智能化備自投裝置的工作原理與傳統(tǒng)備自投裝置的工作原理基本一致，但是其相關(guān)工作量的采集方式還是有很大不同的。相較于傳統(tǒng)裝置利用二次電纜的連接來(lái)進(jìn)行工作量的采集和信息的傳輸，利用光纖進(jìn)行數(shù)字化的工作量的采集和傳輸，其抗干擾性更高，二次回路故障的發(fā)生也得到了有效的防止，而二次電纜的減少更節(jié)約了電網(wǎng)的運(yùn)行成本。然而，智能化備自投裝置的位置接點(diǎn)、線路中是否存在電壓或電流的判別等信息的采集和跳閘回路都是由網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制執(zhí)行的，所以其對(duì)通訊可靠性的要求非常之高。另外，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE網(wǎng)進(jìn)行控制的智能化備自投裝置還處在發(fā)展的初步階段，其運(yùn)行、檢修、校驗(yàn)等方面還沒(méi)有健全的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程來(lái)作為參考和執(zhí)行依據(jù)，這就需要我們進(jìn)行不斷的探索與研究，將其不斷的完善，從而使智能化備自投裝置在數(shù)字化變電站中的發(fā)展與應(yīng)用能更上一層樓。

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