影響備自投裝置正確動作原因分析及改進(jìn)措施

葉 鋒（廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，廣東佛山，528000）

影響備自投裝置正確動作原因分析及改進(jìn)措施

葉 鋒
（廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，廣東佛山，528000）

備自動裝置在電網(wǎng)中的應(yīng)用使得在電網(wǎng)發(fā)生故障后，仍能保證電網(wǎng)持續(xù)可靠供電的一種裝置，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。本文闡述了備自投裝置不正確動作的常見原因，針對存在的不足，制定了相應(yīng)的改進(jìn)措施，以提高電網(wǎng)供電的可靠性。

備自投；正確動作；改進(jìn)措施；邏輯

0 引言

近年來，我國電力建設(shè)事業(yè)得到了快速發(fā)展，因此，對電網(wǎng)供電的可靠性要求也提出了更高的要求。為了滿足這一要求，備用電源自動投入裝置的應(yīng)用越來越廣泛。備用電源自動投入簡稱備自投，是在工作電源因故障被斷開以后，自動而迅速地將備用電源投入工作的啟動設(shè)備。它在電網(wǎng)中的應(yīng)用，使得變電站的供電可靠性、安全性得到了大大提高。不過受工作人員誤操作、誤碰及供電系統(tǒng)復(fù)雜性等因素的影響，備自投裝置時常出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，影響著備自投裝置的正常運(yùn)行，出現(xiàn)各種不正確動作。本文通過分析影響備自投正確動作的原因，并提出相關(guān)的改進(jìn)措施。

1 影響備自投裝置正確動作的主要原因

1.1 DG接入給備自投裝置所造成的影響

圖1 中的變電站接線含有DG，本文就以110kV的終端變電站作為例子，在進(jìn)線當(dāng)中，L2作為備用，L1為則為運(yùn)行，而DL1、DL9、DL6、DL3、DL4和DL8等均為開關(guān)合位，其中DL2的開關(guān)屬于分位。在110kV的母線中，DG從中穿過并接入到變電站當(dāng)中。筆者擬結(jié)合下文中的兩類情況，分析變電站的主供電源線發(fā)生故障時，DG給備自投所造成的影響。

圖1 含DG變電站接線圖

1.1.1 由DL1開關(guān)形成的側(cè)開關(guān)不具有重合的功能

若是電源進(jìn)線L1出現(xiàn)故障，則在DL1開關(guān)所具有的端保護(hù)動作之下，會及時的跳閘且不會重合，若是未將DG接入，則110kV 的Ⅱ母將會失壓，而備自投具備啟動的條件，能夠及時的將DL1開關(guān)啟動，并將DL2開關(guān)光合，恢復(fù)負(fù)荷供電。當(dāng)把DG接入后，若是無電源進(jìn)線，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)和DG連在一起繼續(xù)完成對負(fù)荷的送電，其屬于一個獨自供電孤島。當(dāng)處于該類情況中時，11OkV的Ⅰ母和Ⅱ母仍舊存有電壓，且超出備自投檢的無壓定值，此時，不可啟動備自投。

1.1.2 DL1開關(guān)在側(cè)開關(guān)中所具有的重合閘功能

未接入DG時，若是進(jìn)線L1出現(xiàn)瞬時性的故障，則DL1能夠?qū)?cè)跳打開，持續(xù)一段時間后，能夠延時將閘檢無壓關(guān)閉，將供電恢復(fù)，但備自投并不運(yùn)行。若是進(jìn)線出現(xiàn)永久性的故障，且DL1開關(guān)跳開之后未實現(xiàn)重合，則可啟動備自投檢無壓，將DL1開關(guān)打開，關(guān)閉DL2開關(guān)。在這一過程當(dāng)中，備自投時間的整定需避開重合閘的動作時間。在接入DG之后，若是出現(xiàn)永久性故障和瞬時性故障，則備自投檢無壓不會發(fā)揮應(yīng)用的作用，不應(yīng)將其啟動，也即備用電源不能夠達(dá)到可靠供電的目標(biāo)。

1.2 備自投與安自裝置功能沖突所致的影響

電網(wǎng)但當(dāng)中安裝有的安自裝置包括低壓、低頻和振蕩解列裝置，自動低壓、低頻減負(fù)荷裝置，切負(fù)荷裝置等。若是系統(tǒng)當(dāng)中的電壓或頻率較電網(wǎng)下限低，表明系統(tǒng)處于無功不足或有功狀態(tài)中，能夠?qū)⒉糠重?fù)荷切除，逐漸的使系統(tǒng)的電壓和頻率趨向于穩(wěn)定。同時，為提升電網(wǎng)供電的可靠性，我國在220kV的變電站中逐步的應(yīng)用安自裝置，將給110kV線路的備自投投退產(chǎn)生影響。

圖2 為典型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖，其中220kV站Ⅰ需進(jìn)行低周減載裝置的安裝，而在A站當(dāng)中，則需進(jìn)行進(jìn)線備自投裝置的安裝。若是系統(tǒng)缺乏有功，則220kV站Ⅰ處所安裝的周減載裝置能夠?qū)⒇?fù)荷線路1切除。此時，A站處備自投裝置能夠?qū)δ妇€無壓情況，以及主供開關(guān)有無電流的情況進(jìn)行檢測，確保能夠達(dá)到啟動的要求，這也會導(dǎo)致備自投裝置出現(xiàn)誤動，即在低周減載裝置和備自投之間出現(xiàn)功能沖突。但在實際的運(yùn)行中，備自投專裝置能夠?qū)€路跳開的具體原因進(jìn)行分析。

圖2 典型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 兩線路主變組的接線圖

1.3 備自投裝置所受到的過負(fù)荷影響

圖3屬于典型兩線路主變組的運(yùn)行方式，(a)屬于兩線路主變組，其采用的接線方式為備用自投；（b)屬于兩線路主變組，其接線方式為進(jìn)線備自投。若是系統(tǒng)當(dāng)中的單臺主變?nèi)萘勘热镜呢?fù)荷小，或是兩臺主變的容量大小不一，則其中一臺主變出現(xiàn)故障時，則備自投能夠?qū)⑷械呢?fù)荷均轉(zhuǎn)移到另一臺主變上，很容易出現(xiàn)單臺的主變負(fù)荷過大的問題。此時，若是將備自投閉鎖，則會將負(fù)荷減少一半。

1.3.1 分段備自投的過負(fù)荷問題

在圖3當(dāng)中，若是主變1或主變2 發(fā)生斷電，則備自投將會促使1DL開關(guān)或2DL開關(guān)跳開，則其中一臺的主變將承當(dāng)兩臺主變的負(fù)荷。此時，若是產(chǎn)生負(fù)荷問題，則過負(fù)荷中的保護(hù)裝置將會發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)動作，進(jìn)而造成整個變電站失電。但若是閉鎖備自投，則可去掉一半的負(fù)荷。

1.3.2 進(jìn)線備自投中的過負(fù)荷問題

在圖3中，如果在發(fā)生故障之前，通過進(jìn)線1將全站的負(fù)荷帶動，則進(jìn)線1所連接的變壓器需具有足夠大的容量。若是進(jìn)線1 出現(xiàn)失電情況，則備自投會將1DL開關(guān)跳開，并將2DL開關(guān)開啟。若是線路2 連接的變壓器容量較小，則小容量的主變將會發(fā)生過負(fù)荷的問題，將備自投關(guān)閉之后，則全站將會失電。

2 針對影響備自投裝置正確動作因素的改進(jìn)措施

2.1 促使DG接入適應(yīng)備自投的邏輯改進(jìn)

若是電源的進(jìn)線出現(xiàn)故障，未將DG可靠且快速的切除，則可采用以下兩種措施：其一于主供電源的進(jìn)線處進(jìn)行光纖縱差保護(hù)的安裝。通過該類裝置的安裝，在主供電源線發(fā)生故障的情況下，線路的兩側(cè)停因保護(hù)工作而產(chǎn)生跳閘的同時，可聯(lián)跳DG，并啟動備自投檢無壓，能夠?qū)渥酝锻度霊?yīng)用的時間減少。

其二，于進(jìn)線斷路器的位置進(jìn)行具備檢電流、電壓且具備功率方向功能裝置的安裝。在系統(tǒng)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)中時，DL1開關(guān)功率能夠通過線路最終到達(dá)母線；若是主供電源出現(xiàn)故障，則DG能夠給故障點供應(yīng)相應(yīng)的短路電流，而此時DL1開關(guān)中的功率流向?qū)霈F(xiàn)一定程度的改變。

2.2 促使安自裝置適應(yīng)備自投的邏輯改進(jìn)

在進(jìn)線兩端的變電站均設(shè)置有備自投和安自裝置時，如果線路由于低周減載而跳開，則需閉鎖備自投裝置，確保能夠可靠的切除負(fù)荷。

筆者主要通過對變電站中母線電壓數(shù)值大小所具有的對稱性進(jìn)行比較，進(jìn)而對線路切除的原因進(jìn)行判斷。主要的分析方法如下所示：

當(dāng)K1set∪K2set＞K1時，則圖2當(dāng)中的220kV輸電線路I將會發(fā)生故障。此時，需將備自投裝置開放一定的時間段，且在該段時間范圍中，備自投裝置能夠根據(jù)原有的動作完成邏輯動作。如果不能夠滿足以上的相應(yīng)條件，則可判斷為外部110kV的輸電線路發(fā)生故障，此時應(yīng)閉鎖備自投裝置，確保安全、可靠的將切除負(fù)荷。

圖4 基于功率負(fù)荷自適應(yīng)的備自投方案

2.3 促進(jìn)負(fù)荷情況適應(yīng)備自投的邏輯改進(jìn)

若是主供電源的進(jìn)線由于故障而跳開，備自投能夠能夠把工作的母線接到備用的電源上，但會出現(xiàn)負(fù)荷高于備用電源容量的問題。該類問題的存在可導(dǎo)致停電的范圍擴(kuò)大。本文采用以下的方案加以解決，見圖4。

兩臺主變的遙測信息和符合功率經(jīng)變電站的二次側(cè)采樣接口處完成采樣操作之后，能夠轉(zhuǎn)換為一次側(cè)有的有功功率(P1、P2)，以及無功功率(Q1,、Q2)。據(jù)此可得出總視載功率S，如以下公式所示：

經(jīng)過多次的減載之后，能夠得出剩余的總有功、總無功和總視載功率，如下式：

經(jīng)過第n輪的減載后,系統(tǒng)剩余的總有功Ptn、總無功Qtn和總視載功率Stn分別表示為：

在第n輪中需將減掉的無功及有功如下：

根據(jù)以上公式分析可得出，被子設(shè)備在運(yùn)行之后，需滿足以下的邏輯條件：

(1)當(dāng)S1＞S時，無需應(yīng)用減載裝置實施減載操作，可直接投入備自投裝置運(yùn)行；(2)當(dāng)S1＜S，且Stn

3 結(jié)束語

備自投裝置目前在電網(wǎng)中具有廣泛的應(yīng)用，能夠有效的促進(jìn)電網(wǎng)安全，進(jìn)而促進(jìn)供電可靠性的提升。為此，需在分析備自投正確動作影響因素的基礎(chǔ)上，采取對應(yīng)的改進(jìn)措施，將備自投的誤動情況減少，提升電力運(yùn)行的質(zhì)量。

[1] 田志瑞等.備自投裝置不正確動作原因分析及防范措施[J].科學(xué)之友:下,2012(10).

[2] 黃家豐.備自投裝置不正確動作的原因分析及對策[J].廣西電業(yè),2012(05).

圖1 基于云計算數(shù)據(jù)中心的數(shù)字化城市系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖

4.4 交通與醫(yī)療服務(wù)

在數(shù)字化城市建設(shè)中應(yīng)用云計算技術(shù)可以利用網(wǎng)絡(luò)建立城市智能交通運(yùn)輸網(wǎng)，有利于提高出行效率，改善道路通行狀況，及時有效對道路環(huán)境進(jìn)行監(jiān)管，并可減少由交通問題帶來的一系列負(fù)面影響。

5 結(jié)束語

數(shù)字化城市建設(shè)是我國城市的未來發(fā)展趨勢，云計算技術(shù)以其自身所具有的優(yōu)勢，為數(shù)字化城市的建設(shè)提供了技術(shù)支持與保障。數(shù)字化城市建設(shè)過程中要涉及海量數(shù)據(jù)的存儲與復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理，有必要通過云計算技術(shù)來實現(xiàn)這些功能，通過云計算技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)勢作用，可以保證數(shù)字化城市建設(shè)的順利進(jìn)行，確保城市的健康、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂劍亮，李偉.中國數(shù)字化城市發(fā)展模式研究[J].情報科學(xué)，2006（5）：672-675.

[2] 葉裕民，皮定均等.數(shù)字化城市管理導(dǎo)論[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，2009.

Effect of BZT device correctly cause analysis and improvement measures

Ye Feng
（Guangdong Grid Co Foshan Power Supply Bureau,Guangdong Foshan,528000）

Automatic device in the power grid in the power system fault,still can ensure a continuous and reliable power supply device of the power grid, plays an important role on the safe and stable operation of power grids.In this paper,the common causes of BZT device is not correct action,aiming at the existing problems,improvement measures,in order to improve the reliability of power supply.

BZT;correct action;improvement measures;logic

于鵬洲（1978-），男，河北寧晉人，天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理專業(yè)博士研究生，研究方向為公共管理；天津市紅橋區(qū)建設(shè)管理委員會，副主任。