110kV遠(yuǎn)方備自投在電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

摘要：文章針對(duì)鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)存在就地備自投不能同時(shí)投入運(yùn)行的問(wèn)題，提出了一種遠(yuǎn)方備自投的解決方法。利用光纖通道，在遠(yuǎn)方備自投裝置之間相互交換信息，實(shí)現(xiàn)多個(gè)變電站之間的備自投功能配合，提高了供電的可靠性。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)方備自投；開(kāi)環(huán)點(diǎn)；信息流；鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)；光纖通道 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM762 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.027

110kV鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)接線(xiàn)中，變電站就地備自投在實(shí)際應(yīng)用中不能避免上級(jí)電站負(fù)荷損失的局限已越來(lái)越被大家所熟知。為了更好地解決110kV鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)接線(xiàn)中變電站的供電可靠性問(wèn)題，研究出一種適應(yīng)性及推廣性均更強(qiáng)的通用的遠(yuǎn)方備自投裝置顯得尤為必要。

1 鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)

以臺(tái)山地區(qū)某片電網(wǎng)為例，如圖1：

對(duì)于110kV電磁環(huán)網(wǎng)，按參考文獻(xiàn)[1]中分析，為繼電保護(hù)配置簡(jiǎn)化、上下級(jí)保護(hù)定值配合，同時(shí)有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，還要避免系統(tǒng)熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定破壞，必須開(kāi)環(huán)運(yùn)行。因此正常運(yùn)行時(shí)，在220kV臺(tái)山站、唐美站之間的DL2至DL9總有一個(gè)DL斷開(kāi)成為開(kāi)環(huán)點(diǎn)（實(shí)際運(yùn)行D站DL7為開(kāi)環(huán)點(diǎn)，即DL7正常斷開(kāi)，處于熱備用狀態(tài)）。

2 變電站常規(guī)備自投裝置不能同時(shí)投入

第一，常規(guī)備自投裝置功能主要是檢測(cè)110kV側(cè)主供電源失壓，裝置自動(dòng)投入備用線(xiàn)路或母聯(lián)開(kāi)關(guān)，恢復(fù)失壓母線(xiàn)所帶負(fù)荷供電。如圖1所示，當(dāng)D站進(jìn)線(xiàn)L3失去工作電源時(shí)，該站裝設(shè)的備自投裝置經(jīng)過(guò)檢測(cè)、判斷、比較而啟動(dòng)，先隔離故障跳開(kāi)DL6，后合上DL7，D站經(jīng)L4支路（轉(zhuǎn)E站）供電，備自投過(guò)程結(jié)束。

第二，對(duì)于B站其工作電源失去時(shí)情況就不一樣。盡管也裝有備自投，這時(shí)是不起作用的，只有在電網(wǎng)運(yùn)行方式改變，如DL2或DL3作為開(kāi)環(huán)點(diǎn)時(shí)，其備自投才能發(fā)揮作用；C站、E站的情況與B站相似。因此，在此種方式下，當(dāng)B、C站由于線(xiàn)路故障同時(shí)失去電源側(cè)（A站）工作電源時(shí)，無(wú)法依靠本站備自投盡快恢復(fù)供電。只有通過(guò)調(diào)度遠(yuǎn)方操作分開(kāi)DL2至DL6，隔離電源側(cè)故障，再由DL7至DL3逐一合上才能恢復(fù)對(duì)B、C兩站的供電。

解決上述問(wèn)題的有效方法是運(yùn)用先進(jìn)的光纖通信技術(shù)，使這幾個(gè)站的備自投裝置互相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方備自投功能。當(dāng)電源線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，它們將自動(dòng)互相交換信息，改變有關(guān)變電站開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，快速恢復(fù)失電變電站的供電能力。

3 遠(yuǎn)方備自投的功能分析

3.1 遠(yuǎn)方備自投包含的功能

遠(yuǎn)方備自投功能主要是檢測(cè)本地主供電源失壓后，無(wú)備用電源時(shí)向遠(yuǎn)方站點(diǎn)發(fā)送合閘命令，通過(guò)遠(yuǎn)方站點(diǎn)合閘恢復(fù)本地供電；收到遠(yuǎn)方站點(diǎn)的合閘命令請(qǐng)求，直接合上備投電源給遠(yuǎn)方站點(diǎn)供電。

通過(guò)對(duì)線(xiàn)路運(yùn)行方式的分析，可以判斷裝置需要的功能包括：常規(guī)的線(xiàn)路備自投、常規(guī)的母聯(lián)備自投、遠(yuǎn)方備自投三種。三種方式能根據(jù)接入的回路狀態(tài)與接受到的相鄰裝置信息進(jìn)行自動(dòng)切換。下面結(jié)合某公司FWK-J型110kV側(cè)備用電源自投裝置具體分析實(shí)現(xiàn)的情況。

3.2 遠(yuǎn)方、就地備自投方式下的KRU動(dòng)作判據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)化的110kV備自投裝置“啟用KRU動(dòng)作判據(jù)”控制定值（“K”指合后位置信號(hào)KKJ、“R”指重合閘、“U”指零序和負(fù)序電壓），能在上一級(jí)穩(wěn)控執(zhí)行站采取切負(fù)荷措施后，閉鎖自投功能。具體的動(dòng)作邏輯見(jiàn)圖2：

3.2.1 裝置檢測(cè)到主供單元的開(kāi)關(guān)位置與合后位置信號(hào)不對(duì)應(yīng)。

3.2.2 任一非檢修母線(xiàn)電壓滿(mǎn)足重合閘波形。

3.2.3 至少40ms內(nèi)滿(mǎn)足任一非檢修母線(xiàn)的負(fù)序電壓大于“故障下母線(xiàn)負(fù)序電壓門(mén)檻值U2”（TV斷線(xiàn)的母線(xiàn)不得參與判別）。

3.2.4 至少40ms內(nèi)滿(mǎn)足任一非檢修母線(xiàn)的零序電壓大于“故障下母線(xiàn)零序電壓門(mén)檻值3U0”（TV斷線(xiàn)的母線(xiàn)不得參與判別）。

3.3 遠(yuǎn)方備自投裝置通道的配置

如果要接受相鄰裝置的信息，須配置兩路通信通道，用于和相鄰站點(diǎn)的備自投裝置通信。如圖3所示的網(wǎng)絡(luò)連接（虛線(xiàn)所示），通道1用于和左側(cè)站點(diǎn)進(jìn)行通信，通道2用于和右側(cè)站點(diǎn)進(jìn)行通信。

3.4 遠(yuǎn)方備自投通信傳送的信息流

3.4.1 遠(yuǎn)方備自投功能充電前的信息流（A信息流）。仍以圖1為例，DL7為開(kāi)環(huán)點(diǎn)，裝置在未完成遠(yuǎn)方備投充電前，判斷是否滿(mǎn)足本地線(xiàn)路備投或母聯(lián)備投的充電條件，然后向相鄰裝置連續(xù)發(fā)送“是否有開(kāi)環(huán)點(diǎn)”的信息，見(jiàn)圖3。

3.4.2 開(kāi)環(huán)點(diǎn)完成遠(yuǎn)方備自投功能充電后的信息流（B信息流）。當(dāng)D站就地備自投充電完成后，在遠(yuǎn)方備投充電延時(shí)時(shí)間內(nèi)連續(xù)收到相鄰兩裝置的A信息流狀態(tài)均滿(mǎn)足“無(wú)開(kāi)環(huán)點(diǎn)”且裝置不滿(mǎn)足放電條件、沒(méi)有接收到各種放電信息流，則本站判為“遠(yuǎn)方備投充電成功”，并向相鄰裝置發(fā)送遠(yuǎn)方充電成功信息，見(jiàn)圖3。

未完成遠(yuǎn)方備投充電的裝置若收到其中一側(cè)通道的“遠(yuǎn)方備投充電成功”信息（B信息），則本站判為“遠(yuǎn)方備投充電成功”；待本站遠(yuǎn)方備投充電完成后，若另一相鄰站點(diǎn)仍持續(xù)向其發(fā)送A信息流，則向該相鄰站點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該B信息流。

3.4.3 “無(wú)流無(wú)壓”信息流（C信息流）。當(dāng)遠(yuǎn)方備自投方式充電完成的非開(kāi)環(huán)點(diǎn)裝置滿(mǎn)足無(wú)流無(wú)壓條件超過(guò)延時(shí)時(shí)，備自投裝置啟信向開(kāi)環(huán)點(diǎn)所在側(cè)對(duì)應(yīng)的相鄰裝置連續(xù)發(fā)送“無(wú)流無(wú)壓”信息（即C信息流），如圖4所示：

3.4.4 “遠(yuǎn)方備投動(dòng)作允許”信息流（D信息流）。如圖4所示，滿(mǎn)足“無(wú)流無(wú)壓”條件后，僅由未收到C信息流的失壓B站點(diǎn)裝置進(jìn)行KRU判據(jù)判別，滿(mǎn)足判據(jù)該裝置則延時(shí)100ms發(fā)送D信息流；收到C信息流的失壓站點(diǎn)裝置不進(jìn)行KRU判據(jù)判別，則等待D信息流的到來(lái)。

3.4.5 遠(yuǎn)方功能動(dòng)作過(guò)程配合的信息流（E信息流）。遠(yuǎn)方備投充電成功的非開(kāi)環(huán)點(diǎn)裝置在滿(mǎn)足遠(yuǎn)方功能的啟動(dòng)動(dòng)作條件后，在動(dòng)作跳主供元件并檢測(cè)到相應(yīng)的主供元件均已跳開(kāi)后，往開(kāi)環(huán)點(diǎn)方向向相鄰裝置持續(xù)發(fā)送“備自投已動(dòng)作”信息（即E信息流，連續(xù)發(fā)送，直至備自投放電后返回）。

4 遠(yuǎn)方備自投動(dòng)作過(guò)程實(shí)例分析

事前方式：按照?qǐng)D1的運(yùn)行方式，DL1至DL6開(kāi)關(guān)合位，DL8至DL10開(kāi)關(guān)合位，D站DL7開(kāi)關(guān)熱備用，為開(kāi)環(huán)點(diǎn)；B、C、D站各備自投裝置充電完成。動(dòng)作過(guò)程（見(jiàn)時(shí)序圖5）：

某時(shí)刻A站與B站間的線(xiàn)路發(fā)生永久性故障，B、C、D站失壓，B、C、D站裝置啟信發(fā)送信息流。

B站裝置失壓后經(jīng)Tq延時(shí)發(fā)令跳DL2開(kāi)關(guān)，檢測(cè)DL2開(kāi)關(guān)在分位后，裝置發(fā)令切負(fù)荷線(xiàn)路和小電源并等待Tt延時(shí)，隨后檢測(cè)到母線(xiàn)電壓恢復(fù)，報(bào)備自投成功。

C站裝置失壓后經(jīng)Tq延時(shí)發(fā)令跳DL4開(kāi)關(guān)，同時(shí)發(fā)令切負(fù)荷線(xiàn)路和小電源，隨后檢測(cè)到母線(xiàn)電壓恢復(fù)，裝置經(jīng)Tw延時(shí)合DL4開(kāi)關(guān)，并報(bào)備自投成功。

D站裝置失壓后經(jīng)Tq延時(shí)發(fā)令跳DL6開(kāi)關(guān)并切除負(fù)荷和小電源，再經(jīng)Tt等待延時(shí)后合DL7開(kāi)關(guān)，母線(xiàn)電壓恢復(fù)后再合上DL6開(kāi)關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)方備自投功能適用于雙端供電電源、單回或雙回鏈?zhǔn)酱┑木W(wǎng)架系統(tǒng)，系統(tǒng)有且只有一個(gè)開(kāi)環(huán)點(diǎn)。通過(guò)分析。可以看出，在上述的4個(gè)110kV變電站安裝遠(yuǎn)方備自投裝置后，在一定程度上可以避免全站失壓的情況出現(xiàn)，該地區(qū)的供電可靠性得到有效提高。僅增加二次設(shè)備投資，就彌補(bǔ)了一次網(wǎng)架的不足，對(duì)類(lèi)似變電站備自投改造有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張春湖（1979-），男，廣東開(kāi)平人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)供電局工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)安裝、調(diào)試及維護(hù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）