110kV變電站備用電源自動投入控制策略研究

趙眾元　羅恩情

摘要：文章根據110kV變電站備用電源自動投入的運作原理，對其在實際運用過程中可能會發生的問題及其原因進行分析，并提出相應的改進措施，從而提高110kV備自投裝置的供電效率，提高變電站供電系統的供電可靠性。

關鍵詞：110kV變電站；備自投裝置；備用電源；自動投入控制；供電可靠性 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2016）01-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.068

1 概述

為使供電更為高效、可靠，備用電源自動投入裝置在其中起到非常重要的作用，是電力系統中不可或缺的。在工作電源發生故障或者是由于突發狀況使得電源消失的時候，備用電源就能夠立即切斷工作電源，接著投入備用電源或是其他的正常工作電源繼續工作，保證系統的正常運行。隨著目前電網規模的擴大，電力系統所覆蓋的網絡結構也越來越復雜，為了更有效地保證可靠的供電，備自投裝置在我國電力系統，尤其是對110kV變電站起到非常重要的作用，被廣為應用。

2 110kV變電站備用電源自動投入裝置現狀分析

2.1 110kV變電站備用電源自動投入裝置的運行原則及要求

目前110kV變電站所采用的主要是開環備用、環網設計運行方式，因此采用的大多是進線備自投的裝置方式。即閉合母線聯絡開關，同時閉合另外進線開關，使得兩段母線同時運行；另外一條進線的開關處于熱備用的條件下。在兩段母線沒有電壓的時候，備自投裝置會使工作電源開關跳開，閉合備用電源開關。

圖1 進線備自投裝置主接線圖

在實際的運用中，110kV變電站備自投控制策略的工作流程可以以一個流程圖來表示。第一步，SCADA系統發出的數據會被備自投系統接收，這個接收是實時的，接收之后，系統會進行一個邏輯診斷。當收集到的變電站遙測、遙信以及保護動作信號等方面的條件信號時，一旦動作達到相關條件和要求，主站就會自動進行調度，對相關設備實現聯切，并使用備用電源。分步驟則可以表示成：SCADA系統獲取最新信息→對數據進行邏輯判斷是否符合動作發生的條件→符合條件，及時啟動并延時處理→根據條件來計算判據，得出動作和閉鎖的條件，執行相關指令。

圖2 110kV變電站備用電源自動投入控制策略工作流程

110kV備用自投系統在使用的過程中需要注意幾個基本要求，才能保證系統安全、穩定運行：第一，對電源進行檢查，在閉合備用電源斷路器前就要做好相關檢查，檢查保證它是斷開的，通過檢查可以避免電源系統發生連接錯誤，從而導致事故的進一步惡化，起到保護設備的作用。實際上，備自投裝置有自動保護的功能，它在進行了動作之后，會向工作電源發出跳閘的指令，使其斷路，之后再采取相關的動作；第二，對備自投裝置是否還有工作電源進行判斷，在檢查時發現工作的線路檢測不到電流，這是在母線失去電壓的時候。當母線上的電壓互感器出現障礙，即二次回路發生故障，容易誤導測控系統，使系統錯誤地判斷為母線失壓，導致備自投裝置的錯誤啟動，這會擾亂電路的正常運行。母線在短時間失壓之后得到恢復，這時候應該先將裝置的充電時間調整為零，再重新進行充電；三是備自投裝置只能動作一次，當備自投裝置上的電源斷路器被閉合，如果出現跳閘的情況，這表示有可能有永久性故障。因此，備用電源是不能夠再次投入的，以免產生后續沖擊或者引發嚴重故障。

2.2 推廣應用的價值

相對普通的備自投系統而言，備用電源自動投入裝置有著非常突出的四個優勢：第一，其擴展性非常好，它的系統能夠允許其他硬件甚至個性化軟件功能的擴充和加入，能夠運行多種類型的計算機設備，各種應用軟件是兼容并且能夠進行移植的；第二，投入成本不高，能夠對資源進行充分利用，使得資源的浪費達到最少，并且進行這一次性投資，通過對控制方式的有效運用，盡量減少新硬件的增加，減少內耗，降低電網投資成本；第三，有很強的實用性。系統能夠依據電網的變化而進行自身調整，靈活且及時；第四，其供電過程中的可靠性非常高，能夠使得故障得到有效控制，包括運行方式受到限制而被迫退出等方面的故障，使得供電的可靠性得到有效提高。

3 運行中可能會發生的投入失敗情況及處理方法分析

3.1 低壓側的母線發生失電

電流的閉鎖設置定值偏低、低壓的側備自投裝置沒有動作，致使低壓側的母線發生失電。某供電站高壓側的低壓側單母線、內橋接線分段接線。故障發生在2號主變，并且10kVⅡ段有失電現象，由于電力閉鎖，導致低壓方向的備自投正確閉鎖。發生這樣的情形，是由于兩臺主變電流和低壓側已經達到了額定數額的1.25倍。發生這樣的情況，一般采取以下措施，為了嚴重過載現象的發生，需要完善調度規程，更清晰、規范化。在主變的有功負荷總和超出了單臺主變容量的1.4倍時，需要考慮備投裝置停同時將夏季的高溫情況考慮在內，在夏季時要進行適當的壓降負荷，使鎖定值進行下調，調整為1.4Ie。

3.2 裝置的內部參數設置值不相匹配致使低壓側的備自投錯誤發動

110kV變電站低壓側的單母線與高壓側的內橋接線分段接線。當低壓側母線出現了故障，后備保護裝置就會發生一系列的動作，歷時1.5s的時間對故障母線進行切除，接下來低壓側的備自投合上分段開關，最后通過10kV分段進行保護，歷經1.1s時間，并將故障解除。導致這一故障發生，是由于裝置內部參數的默認值，設備內部“遙信去抖時間”的默認設置1號主變故障的開入值為200ms，但在剛才的情況中，實際上只有84ms。因此裝置不能夠收到閉鎖的信號，這樣就會導致備自投裝置進行錯誤的動作。針對這個情況，需要通過手動調整進行糾正，將遙信去抖的時間變為70ms，并對設備進行檢查和整改。

3.3 電流錯誤接入裝置致使低壓側的備自投錯誤動作

變電站系統低壓側的單母線與高壓側的線變組接線分段接線。由于高壓側的進線發生故障，10kV的Ⅰ、Ⅲ段母線分段的自投裝置沒有正確調整，從而使得10kV Ⅰ段的母線失電。導致這種現象的原因是接錯電流，對應接入其裝置主變次總開關接錯，使得設備收集到電流、電壓值不相對應，使得自投裝置動作錯誤。針對這一情況的整改意見是進行檢查，尤其是對變電站的低壓側備自投裝置，并對驗收工作進行強化。

3.4 裝置的正電源發生接觸不良致使低壓側的備自投錯誤動作

110kV變電站低壓側的單母線與高壓側的線變組接線。在高壓側10kV的Ⅰ、Ⅱ段母線失電，分段開關沒有成功自投。原因是盡管對跳101開關合110開關的命令得到執行，但是因為101開關的跳閘接觸不良，所以開關未分閘，導致沒有動作。針對這一情況的整改措施是加強變電站自投裝置的質量，提高工程驗收的標準。

3.5 非常規性的開關操作致使高壓側的備自投錯誤動作

110kV變電站低壓側的單母線與高壓側的內橋接線分段接線。由于主供高壓側的進線2電源發生故障，高壓側的備投裝置沒有發生應有動作，從而使得站發生失電。這一故障的發生原因是自投裝置的判斷開關位于手分處，不能滿足裝置的充電條件，因而沒有充電。可以使用以下的措施進行調整：嚴禁在GIS匯控柜對開關進行分合，并且由于變電站的無人值班，需要對備自投裝置進行適當改造，以適應該情況，改造可以通過自投回路進行，由控制回路中的4n110接點改至4n112接點，通過這樣的改造來保證裝置在發生動分合開關后，能夠自行進行調整，不需要手工的復位。

4 結語

目前，由于電網規模的持續擴大，提升其供電的效率和可靠性是迫切而必要的，為了使得供電能夠連續、穩定、安全，在110kV變電站中，備用電源的設置變得尤為重要，對可能發生的問題的處理、備用電源自投設備投入率的提高以及變電站整體供電水平的提高具有重要的實際意義。

參考文獻

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（責任編輯：蔣建華）