進線備自投在單鏈單環式配電網結構中的應用

張　菁，龔俊祥（國網山東省電力公司威海供電公司，山東　威海　264200）

進線備自投在單鏈單環式配電網結構中的應用

張菁，龔俊祥
（國網山東省電力公司威海供電公司，山東威海264200）

研究進線備自投在單鏈單環式配電網結構中的應用，提出適應該型式配電網結構的應用方式。利用聯絡線保護裝置的遠傳接點，對進線備自投裝置輸入輸出二次回路進行改進設計，模擬進線故障對備自投動作行為進行分析，提出運行注意事項。結果表明該應用方式適用于單鏈單環式配電網結構，可提高電網供電可靠性，應推廣單鏈單環式電網結構在配電網中的應用。

備自投；單鏈式；單環網式；配電網結構

0　引言

目前C、D類供電區域高壓配電網主要采用單鏈、單環網式的電網結構，所采用的進線備自投應用方式只能在一座變電站內實現進線備自投功能，影響區域電網供電的可靠性。隨著光纖縱差保護在系統內的普遍采用，變電站之間可以交換開關量信息，為實現聯絡線作為兩側變電站備用進線提供了可能性。以此為條件研究進線備自投在單鏈、單環網式高壓配電網結構中的應用，實現聯絡線兩側變電站均具備進線備自投的功能，減少線路故障造成的用戶停電，提高區域電網供電可靠性。

1　目前的備自投應用方式

單鏈、單環網式的高壓配電網結構見圖1、圖2［1］。兩座變電站配備按常規二次回路設計的進線備自投裝置，變電站之間的聯絡線一側開關運行，一側開關備用。進線備自投充電條件為兩段母線電壓大于有壓定值，母聯開關在合閘位置，工作線路開關在合閘位置，備用線路開關在分閘位置，無其他閉鎖條件；備自投動作邏輯為兩段母線電壓均低于無壓定值，工作電源進線無流，延時斷開工作電源進線開關，確認此開關斷開后，閉合備用電源進線開關［2］。聯絡線開關備用的變電站具備進線備自投功能，進線故障開關跳閘，備自投動作閉合聯絡線開關變電站恢復供電；聯絡線開關運行的變電站不具備進線備自投功能，進線故障開關跳閘后需運維或調控人員就地或遠方進行開關操作，恢復失電變電站的運行，這極大影響了電網的供電可靠性，負荷損失嚴重時將構成電網事故。這也是制約簡單可靠的單鏈、單環網式電網結構在高壓配電網中推廣應用的主要原因，因此不得不采用結構復雜、造價昂貴的電網結構來滿足供電可靠性的要求。

圖1　單鏈式電網結構

圖2　單環網式電網結構

2　改進的備自投應用方式

隨著系統內光纜通道的建設完善，光纖保護的應用得到普及，35～110 kV線路保護均允許采用光纖電流差動保護作為主保護，光纖縱差保護裝置不僅可以交換兩側電流數據，同時可以交換兩側開關量信息，實現一些輔助功能，包括遠跳、遠傳功能［3］。為解決目前單鏈、單環網式配電網結構中只能將聯絡線一側作為備用進線實現備自投的不足，考慮聯絡線配置光纖縱差保護裝置，利用聯絡線配置光纖縱差保護裝置的遠傳接點功能，對變電站配置的進線備自投裝置二次回路進行改進設計，增加對側開關位置接點及遠傳對側開關合閘接點的采樣功能，實現聯絡線作為兩側變電站備用進線的備自投功能。以單鏈式配電網結構為例進行詳細說明。

設甲站、乙站兩座變電站高壓側主接線為單母線分段，分別從電源A、B引入1路電源進線，站間設置1條聯絡線，形成單鏈式高壓配電網結構如圖3所示。聯絡線配置光纖縱差保護裝置，由于本側保護有兩個開入量，對應對側保護兩個開出量，相當于本側接點信號能夠遠傳至對側，即具有兩對遠傳接點，甲站、乙站均配置進線備自投裝置。

2.1備自投裝置二次回路改進

甲、乙站進線備自投裝置引入兩段母線電壓，用于有壓、無壓的判別。每個進線開關各引入一相電流，防止PT三相斷線后備自投裝置誤動作，也為更好地確認進線開關已斷開。

圖3　單鏈式電網結構

進線備自投裝置引入電源進線、聯絡線和分段開關的位置接點，用于系統運行方式判別，自投準備及自投動作，聯絡線開關的位置接點采用兩側開關位置接點并聯的方式接入，對側開關位置接點通過聯絡線光纖縱差保護裝置的遠傳信號接點實現。引入電源進線、聯絡線和分段開關的合后位置信號，作為各種運行情況下自投的手跳閉鎖。

進線備自投裝置輸出跳電源進線、聯絡線各兩對同時動作的接點。輸出合電源進線、聯絡線各兩對獨立動作的接點。輸出跳、合分段開關的動作接點。其中一對合聯絡線開關的接點通過聯絡線光纖縱差保護裝置的遠傳信號接點實現對側開關合閘。甲、乙站備自投二次回路改進設計如圖4所示。

圖4　備自投開入開出邏輯

2.2備自投動作行為分析

正常運行時，甲、乙站之間聯絡線熱備用（兩側開關斷開或任一側斷開、另一側閉合），甲、乙站進線備自投裝置均采用電源進線運行、聯絡線備用的備投方式。甲、乙站Ⅰ母線、Ⅱ母線均三相有壓，電源進線、分段開關閉合，聯絡線開關采用兩側開關位置接點并聯的方式接入，因此備自投裝置判斷處于分位，滿足充電條件，經備自投充電時間后充電完成。

設甲站電源進線故障跳閘，甲站Ⅰ母線、Ⅱ母線均無壓，電源進線無流起動，經過一定延時，電源進線跳閘接點動作跳開電源進線開關，確認電源進線開關斷開后，分別經過一定延時，聯絡線的兩對合閘接點動作，其中一對合閘接點信號遠傳至對側實現合對側乙站聯絡線開關，甲站恢復供電。

設乙站電源進線故障跳閘，乙站Ⅰ母線、Ⅱ母線均無壓，電源進線無流起動，經過一定延時，電源進線跳閘接點動作斷開電源進線開關，確認電源進線開關斷開后，分別經過一定延時，聯絡線的兩對合閘接點動作，其中一對合閘接點合本側乙站聯絡線開關，乙站恢復供電。

甲、乙站進線備自投裝置均可將聯絡線作為備用進線，進線故障，備自投裝置自動投入作為備用電源的聯絡線，確保了變電站供電安全。

2.3備自投裝置運行注意事項

聯絡線光纖縱差保護裝置動作接點應閉鎖兩側進線備自投，防止聯絡線處于故障狀態時備投動作再次充電于故障線路。聯絡線熱備方式為甲站側開關合閘、乙站側開關斷開時，甲、乙站備自投裝置應通過壓板控制只合聯絡線乙站側開關，不應對聯絡線甲站側開關發出合閘命令，反之亦然，防止出現開關斷開后立即閉合影響開關的開斷故障電流能力［4］。

3　結語

在單鏈、單環網式高壓配電網結構中，利用聯絡線光纖縱差保護裝置的兩對遠傳接點，通過改進進線備自投裝置的二次回路設計，每座變電站備自投裝置在具備取得聯絡線對側開關位置接點信號和發送對側開關閉合命令的功能后，均可將聯絡線作為備用進線，實現進線備自投功能。單鏈、單環網式電網結構和進線備自投裝置的合理配置應用，使每座變電站等效為具備兩路電源進線，不但能夠減少因線路故障造成的用戶停電次數，提高區域供電可靠率，而且將擴大單鏈、單環網式配電網結構的應用范圍，使電網結構整體上趨于結構簡單、安全可靠、經濟合理，在滿足供電可靠性要求的同時減少了其他復雜電網結構的使用，極大降低輸變電工程造價，經濟和社會效益顯著。

［1］Q/GDW 1738—2012配電網規劃設計技術導則［S］.

［2］Q/GDW 766—201210 kV～110（66）kV線路保護及輔助裝置標準化設計規范［S］.

［3］王小英.單元接線機組的遠跳與遠傳功能解析［J］.硅谷，2012 （19）：94-95.

［4］傅知蘭.電力系統電氣設備選擇與實用計算［M］.北京：中國電力出版社，2004.

Application of Incom ing Line Automatic Sw itching in Distribution Network w ith Single-chain and Single-ring Structure

ZHANG Jing，GONG Junxiang
（State Grid Weihai Power Supply Company，Weihai264200，China）

The application of incoming line automatic switching in distribution network with single-chain and single-ring structure is analyzed，and the corresponding application mode for these two structures of distribution network is proposed. Using the transfer contactor of the protection device of interconnecting line，a refined design is presented on the input and outputof secondary circuitof incoming line automatic switching device，and the incoming line fault is simulated to analyze the action of automatic switching device，and suggestions are given with regard to operation.The result shows that the application mode is suitable for the distribution network using single-chain and single-ring structure，and it can improve the reliability of power system and expand the application of these two structures in the distribution network.

automatic switching；single-chain；single-ring；structure of distribution network

TM726

B

1007－9904（2016）04－0056－02

2015-11-06

張菁（1975），女，高級工程師，從事變電設計工作；

龔俊祥（1972），男，高級工程師，從事電網規劃工作。