淺析110kV變電站10kV備自投裝置

龔幸玲

摘 要：隨著電網負荷不斷增長及對供電可靠性的要求日益增加，10kV備自投的重要性凸顯。文章主要對備自投的動作原理、備自投出現問題進行了分析與探討，為今后再遇上和處理此類情況時候能夠提供一定的參考。

關鍵詞：110kV變電站；10kV；備自投裝置

引言

備自投裝置又稱為備用電源自動投入裝置，它是繼電保護與供電網絡系統自動裝置相結合的產物，是一種對供電系統提供不間斷供電的經濟而有效的技術裝備。當故障導致系統工作電源失去時，該自動裝置能夠迅速地將備用電源自動工作。在實際的運行中，備自投裝置時常都會發生誤動、拒動，原因涉及運行維護、裝置本身、接線等方面，比如備自投充放電、備自投過載聯切等問題。文章主要是分析110kV變電站10kV備自投裝置出現的問題以及采取的防范措施。

1 10kV分段備自投裝置原理

圖1 110kV變電站接線圖

1.1 參數說明

外部電流和電壓輸入經隔離互感器變換后，在通過濾波輸入到模數變換器，然后CPU采用數字處理后形成各種保護繼電器，并計算各種遙測量，其中Ua1、Ub1、Uc1為1M母線的電壓輸入，Ua2、Ub2、Uc2為2M母線的電壓輸入，用于判別母線有壓、無壓；I1、I2為兩進線一相電流輸入，用于無流檢測和防止PT斷線時誤啟動裝置； 為零序電流輸入，用于零序保護；IA、IB、IC測量兩母線環流輸入，其中，IA、IC為專用測量CT用輸入，用于過流保護用。

1.2 原理說明

裝置引入兩段母線電壓，用于判別無壓、有壓，每個進線開關各引入一相電流為了判斷進線開關已跳開，也是為了防止PT三相斷線后造成分段開關誤動作。裝置引入兩個進線開關位置接點（TWJ1、TWJ2），加上裝置自帶操作回路產生的分段開關節點（TWJ3），用于判別系統運行方式、自投準備、自投操作。裝置將兩個進線開關的KKJ（合后位置繼電器：KKJ是反映手跳、手合的，即：如果手動合上開關，KKJ就變為1，如果再由保護切掉，KKJ仍然為1，只有手切才會變為0；同理，開關手切KKJ為0，如果保護合上開關，KKJ也還是為0，只有手合才會變為1。）串接作為備自投放電，另外引入一個閉鎖備自投輸入接點。

PT斷線檢測，某段母線斷線判據如下：（1）正序電壓小于30V，且I1有流或1DL在跳位、3DL在合位且I2有流；（2）負序電壓大于8V。滿足以上任一條件延時10s報母線PT斷線，斷線消失后延時2.5s返回。

以圖1為例，正常運行時，#1主變供電1M母線，#2主變供電2M母線，501、502開關在合位，500開關為分位，500投入分段備自投。為了使分段備自投能夠動作，首先備自投要滿足充電條件：（1）1M、2M母線三相均有電壓（三相電壓均大于）；（2）501、502在合位，500分位。滿足以上條件后，經裝置參數整定菜單中的備自投充電時間后充電完成，備自投能夠動作一次。為了保證分段備自投不會誤動，當滿足特定條件后，備自投會放電，無法動作：（1）500開關在合位；（2）1M、2M母線均不滿足有壓條件（三相電壓均小于），延時15s；（3）有外部閉鎖信號；（4）手動斷開501或502開關（即KKJ為0）；（5）裝置發出跳進線命令后，若一定時間內相應開關未變位；（6）控制回路斷線，合閘壓力降低開入為1，501、502或500開關的TWJ有異常；（7）遠方退出備自投（軟壓板“備自投總投退”為0）。

充電完成后的動作過程，主要有兩種形式啟動，以1M母線失壓為例：（1）1M母線無壓啟動（Ua1、Ub1、Uc1均小于無壓起動定值）且I1沒有檢測到電流，2M母線檢測到有壓則經過Tt1延時后跳開501開關。確認501開關跳開后經Th1延時，且1M母線無壓（Ua1、Ub1、Uc1均小于無壓合閘定值）或滿足同期條件（檢測同期投入時）合500開關；（2）501開關跳閘，1M母線無壓啟動，I1沒有檢測到電流，2M有壓則不經過延時空跳501開關，確認501開關跳開后經Th3延時，且1M母線無壓或滿足同期條件（檢測同期投入時）合500開關[1]。

2 備自投誤動分析

備自投想要動作，必須滿足備自投動作的條件，如果PT斷線，備自投則會存在誤動的可能性。從裝置PT斷線的判據1可以分析，正序電壓小于30V，且I1有流時候，裝置報PT斷線。

以圖1為例，如果#1主變變低501開關在合閘位置，帶10kV1M母線負荷，#2主變變低502開關在合閘位置，帶10kV2M母線負荷，I1、I2均有電流流過，500開關在分閘位置。此時備自投應該閉鎖，無法工作。如果#1主變的負荷電流很小且低于備自投檢無流定值，滿足了進線無流條件，而此時，#1PT二次空氣開關跳閘（人為斷開），裝置應該報PT斷線的，但是根據PT斷線的判斷，如果I1判斷為無流的話，PT斷線的依據就不符合了。1M母線無壓條件也成立了。滿足了備自投動作條件，先跳開#1主變變低501開關，再合上10kV母聯500開關。出現了備自投誤動作的情況。

針對上述情況，在設定備自投定值的時候，不僅要結合一次運行方式，更要考慮分合分配情況。對于停送10kV母線PT，當母線與母線之間互為備用，配置了分段備自投，應考慮先將相應的備自投裝置退出，在按照母線停電原則執行停送電操作。

3 備自投過載聯切

以圖1為例，如果1M母線失壓，備自投正確動作，則1M母線上的負荷轉移到2M母線上，即#2主變帶全站運行負荷。由于電網負荷不斷加重，該站的#2主變在N-1后有可能出現嚴重過載（超過主變負荷150%）。為了避免備自投動作后主變過載或者元件（CT、開關）過載現象，主要有兩種處理手段：（1）按照每年最大負荷來計算主變負荷電流，根據計算結果來安排備自投裝置投退，但是這種方式的缺點是當某些變電站峰谷負荷差別較大時候，且多數谷期時候N-1時候也不過載，備自投裝置退出后大大地降低了供電可靠性。（2）針對上述原因，文章提出一種可行的方法，在當前10kV備自投裝置功能基礎上增加一種新的功能：總電流閉鎖功能，該功能實時采集主變的負荷電流，如果采集到的負荷電流之和大于定值，則退出備自投，反之亦然。這樣能夠大大地減少了備自投功能退出的時間，提高了供電可靠性。

4 結束語

隨著備自投裝置地不斷普及，必然會出現各種問題。不斷地加強對備自投裝置的分析和研究，才能保障電網的安全穩定運行。

參考文獻

[1]王穎，鄭春瑩.10kV備自投裝置配置及動作邏輯分析[J].電工技術，2011，8：63-64.