區(qū)域備自投在電網(wǎng)中的應(yīng)用

摘要：隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，為保證供電可靠性，備自投在電力系統(tǒng)尤其在110kV地區(qū)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。隨著電網(wǎng)的發(fā)展、新技術(shù)的應(yīng)用以及供電可靠性的需求，備自投的應(yīng)用也呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。本文介紹備自投在地區(qū)電網(wǎng)中的多種應(yīng)用情況，通過不同運(yùn)行方式及邏輯功能等的分析，比較各類備自投的優(yōu)缺點(diǎn)，為電網(wǎng)建設(shè)、方式調(diào)整、備自投安裝等提供借鑒。

關(guān)鍵詞：備自投;地區(qū)電網(wǎng);供電可靠性

1引言

電力系統(tǒng)中，因?yàn)楣收匣蚱渌蚬ぷ麟娫磾嚅_以后，將備用電源、備用設(shè)備或其他電源自動(dòng)地迅速地投入工作，令用戶能盡快恢復(fù)供電的自動(dòng)控制裝置，簡(jiǎn)稱備自投裝置（AAT裝置）。采用備自投裝置可以提高供電可靠性、簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配置、限制短路電流并提高母線殘壓。隨著用戶對(duì)供電可靠性要求的提高，備自投裝置得到了廣泛應(yīng)用，是電力部門為保證用戶連續(xù)可靠供電的重要手段。

2"備自投的使用原則

2.1"備自投裝置應(yīng)保證只動(dòng)作一次。當(dāng)工作母線發(fā)生永久性故障或引出線上發(fā)生永久性故障，且沒有被出線斷路器切除時(shí)，由于工作母線電壓降低，備自投裝置動(dòng)作，第一次將備用電源或備用設(shè)備投入，因?yàn)楣收先匀淮嬖冢瑐溆秒娫椿騻溆迷O(shè)備上的繼電保護(hù)會(huì)迅速將備用電源或備用設(shè)備斷開，此時(shí)再投入備用電源或備用設(shè)備，不但不會(huì)成功，還會(huì)使備用電源或備用設(shè)備、系統(tǒng)再次遭受故障沖擊，損毀了設(shè)備，加重了事故的破壞力。

實(shí)現(xiàn)方法：控制備用電源或設(shè)備斷路器的合閘脈沖，使之只動(dòng)作一次。

2.2"工作電源被斷開后才能啟動(dòng)備用電源。工作電源失壓后，備自投起動(dòng)延時(shí)到后總是先跳進(jìn)線斷路器，確認(rèn)該斷路器在跳位后，備自投邏輯才繼續(xù)工作。這樣能避免備自投動(dòng)作后合于故障或備用電源倒送電的情況。

實(shí)現(xiàn)方法：備用電源和設(shè)備的斷路器合閘回路應(yīng)由供電元件受電側(cè)斷路器的常閉輔助觸點(diǎn)啟動(dòng)。

2.3"人工切除工作電源時(shí)，備自投不應(yīng)動(dòng)作。

2.4"備用電源不滿足有壓條件時(shí)，備自投不應(yīng)動(dòng)作。

實(shí)現(xiàn)方法：備自投裝置采集備用電源線路電壓。

3"備自投在電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1"進(jìn)線備自投

目前110kV電網(wǎng)中的變電站大多采用單母不分段、單母分段及內(nèi)橋接線結(jié)構(gòu)，有兩回及以上進(jìn)線，正常方式為一回運(yùn)行，另一回或兩回備用，為實(shí)現(xiàn)進(jìn)線備自投提供有利條件，也使其成為備自投應(yīng)用最為廣泛的功能之一。

3.1.1"方式說明

某變電站由110kV進(jìn)線1供電，110kV進(jìn)線2備供，即1DL開關(guān)運(yùn)行、2DL開關(guān)熱備用，110kV備自投投入運(yùn)行。

3.1.2"備自投邏輯

110kV進(jìn)線1永久性故障，變電站失壓，備自投動(dòng)作，斷開1DL開關(guān)，合上2DL開關(guān)，恢復(fù)變電站供電。

進(jìn)線備自投優(yōu)點(diǎn)為邏輯簡(jiǎn)單，判斷準(zhǔn)確，有多年可靠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但其缺點(diǎn)是功能單一，不適合在多個(gè)變電站手拉手的電網(wǎng)中運(yùn)行。

3.2"內(nèi)橋接線備自投

在內(nèi)橋接線結(jié)構(gòu)的變電站中應(yīng)采用內(nèi)橋接線備自投，正常方式為兩個(gè)開關(guān)運(yùn)行，另一個(gè)開關(guān)備用，通過方式調(diào)整可實(shí)現(xiàn)內(nèi)橋備自投或進(jìn)線備自投功能，滿足不同運(yùn)行方式下的電網(wǎng)供電需要。

3.2.1"方式說明

某變電站110kV母聯(lián)3DL開關(guān)熱備用，110kV進(jìn)線1、進(jìn)線2各供一段母線，即1DL、2DL開關(guān)運(yùn)行，110kV備自投投入運(yùn)行。

3.2.2"備自投邏輯

110kV進(jìn)線1永久性故障，變電站110kVⅠ段母線失壓，備自投動(dòng)作，斷開1DL開關(guān)，合上3DL開關(guān)，恢復(fù)110kVⅠ段母線供電。同理適用于110kV進(jìn)線2故障。

另外，若3DL、1DL開關(guān)運(yùn)行，2DL開關(guān)熱備用，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)線備自投功能。

內(nèi)橋接線備自投優(yōu)點(diǎn)為功能強(qiáng)大，兼具內(nèi)橋備自投及進(jìn)線備自投功能，運(yùn)行中方便靈活，但其缺點(diǎn)是二次接線復(fù)雜，操作時(shí)還需注意備自投功能切換等問題。

3.3"10kV母聯(lián)備自投

在多臺(tái)主變供電的變電站中往往采用10kV備自投保證供電的可靠性，10kV備自投整定的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于110kV備自投的動(dòng)作時(shí)間，如上一級(jí)110kV備自投動(dòng)作并恢復(fù)供電后，則10kV備自投應(yīng)不動(dòng)作。

3.3.1"方式說明

某變電站雙主變運(yùn)行，#1、#2主變各供10kV一段母線，即10kV母聯(lián)6DL開關(guān)熱備用，10kV備自投投入運(yùn)行。

3.3.2"備自投邏輯

110kV進(jìn)線1永久性故障，變電站110kVⅠ段母線失壓，若110kV備自投動(dòng)作不成功，則造成10kVⅠ段母線失壓，10kV備自投動(dòng)作，斷開4DL開關(guān)，合上6DL開關(guān)，恢復(fù)10kVⅠ段母線供電。同理適用于110kV進(jìn)線2及單臺(tái)主變故障。

10kV母線備自投優(yōu)點(diǎn)為大幅提高10kV配網(wǎng)的供電可靠性，但其缺點(diǎn)是負(fù)載較重的變電站不能投入10"kV備自投，因當(dāng)備自投動(dòng)作后負(fù)荷將全部切換給另一臺(tái)主變供電，有可能造成主變過載。

3.4"遠(yuǎn)方備自投

常規(guī)的備自投往往只能滿足一個(gè)變電站的供電可靠性，對(duì)于110kV網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)上串接兩個(gè)及以上的變電站，需引入遠(yuǎn)方備自投，通過裝置的遠(yuǎn)方通信功能，實(shí)現(xiàn)多個(gè)變電站之間的電壓、電流、開關(guān)位置等信息的交互，實(shí)現(xiàn)多個(gè)變電站的互備，即滿足了方式調(diào)整的靈活性，也保證了各站的供電可靠性。

3.4.1"方式一說明

110kV線路1供電變電站1，110kV線路3供電變電站2，110kV線路2由變電站1充電至變電站2，即1DL、2DL、4DL開關(guān)運(yùn)行，3DL開關(guān)熱備用。

3.4.2"備自投邏輯

（1）110kV線路1永久性故障，變電站1失壓，遠(yuǎn)方備自投動(dòng)作斷開1DL開關(guān)，并向變電站2發(fā)送遠(yuǎn)方合3DL開關(guān)命令;變電站2接收到遠(yuǎn)方合閘命令后，遠(yuǎn)方備自投動(dòng)作，合上3DL開關(guān)，恢復(fù)變電站1的供電。

（2）110kV線路3永久性故障，變電站2失壓，遠(yuǎn)方備自投動(dòng)作斷開4DL開關(guān)，合上3DL開關(guān)，恢復(fù)變電站2的供電。

3.5"方式二說明

110kV線路1供電變電站1，并經(jīng)110kV線路2供電變電站2，110kV線路3空載運(yùn)行，即1DL、2DL、3DL開關(guān)運(yùn)行，4DL開關(guān)熱備用。

3.6"備自投邏輯

（1）110kV線路1永久性故障，變電站1、變電站2失壓，遠(yuǎn)方備自投動(dòng)作斷開1DL開關(guān)，并向變電站2發(fā)送遠(yuǎn)方合4DL開關(guān)命令;變電站2接收到遠(yuǎn)方合閘命令后，遠(yuǎn)方備自投動(dòng)作，合上4DL開關(guān)，恢復(fù)變電站1、變電站2的供電。

（2）110kV線路2永久性故障，變電站2失壓，遠(yuǎn)方備自投動(dòng)作斷開3DL開關(guān)，合上4DL開關(guān)，恢復(fù)變電站2的供電。

遠(yuǎn)方備自投廣泛應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的手拉手式電網(wǎng)接線方式，只需對(duì)傳統(tǒng)備自投邏輯進(jìn)行修改或重新設(shè)計(jì)，并增加一些開關(guān)量輸入即可實(shí)現(xiàn)，從而提高電網(wǎng)的靈活性和可靠性。其缺點(diǎn)是備自投、重合閘及保護(hù)裝置之間的配合需經(jīng)大量模擬試驗(yàn)以驗(yàn)證其可靠性和正確性，同時(shí)當(dāng)參與遠(yuǎn)方備自投的任意一條線路檢修或停電時(shí)，備自投均需退出，從而降低了供電可靠性。

4"結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鄉(xiāng)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，居民對(duì)供電可靠性的要求逐漸提高，而地區(qū)電網(wǎng)大多采用環(huán)網(wǎng)供電，開環(huán)運(yùn)行的方式，因此，備自投已成為電力系統(tǒng)保證電網(wǎng)穩(wěn)定性和供電可靠性的重要手段。目前，廣東電網(wǎng)為了保證供電的可靠性，備自投裝置被大量使用，其在電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行中的地位也不言而喻。

電網(wǎng)的發(fā)展、新技術(shù)的應(yīng)用加速備自投多元化的發(fā)展，以滿足電網(wǎng)不同運(yùn)行方式下的供電需求。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃、方式安排的需要，選擇合適的備自投裝置，發(fā)揮其最大功效，為地區(qū)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力保障。

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