淺談110kV鴻橋變主接線方式和備自投

曹偉杰，陶天祎

（國(guó)網(wǎng)無(wú)錫供電公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

1 鴻橋變主接線方式

110kV鴻橋變電站是一座半戶內(nèi)布置變電站。目前擁有主變壓器2臺(tái)，總?cè)萘?0MVA；110kV采用敞開(kāi)式常規(guī)設(shè)備，進(jìn)線2回，開(kāi)關(guān)3臺(tái)，采用內(nèi)橋接線方式；10kV采用金屬鎧裝中置柜設(shè)備，線路24回，開(kāi)關(guān)31臺(tái)，電容器2組，接地變2組，采用單母分段接線方式。10kV系統(tǒng)采用消弧線圈接地方式。

圖1 鴻橋110kV變電站1次主接線圖

由圖1可以看出，鴻橋110kV變電站110kV系統(tǒng)：采用內(nèi)橋接線方式，鴻梁771線供1號(hào)主變，鴻舜717線供2號(hào)主變。110kV分段開(kāi)關(guān)熱備用，備自投啟用。10kV系統(tǒng)：1號(hào)主變101開(kāi)關(guān)供10kVI段母線，2號(hào)主變102開(kāi)關(guān)供10kVII段母線，10kV分段開(kāi)關(guān)熱備用，備自投啟用。10kV1號(hào)接地變接在10kVI段母線上，10kV2號(hào)接地變接在10kVII段母線上。

運(yùn)行方式：如圖1所示，110kV部分：110kV鴻舜717受電送110kVII段母線，供2號(hào)主變、經(jīng)102開(kāi)關(guān)供10kVII段母線。110kV鴻梁771受電送110kVI段母線、供1號(hào)主變，經(jīng)101開(kāi)關(guān)供10kVI段母線。110kV分段710開(kāi)關(guān)熱備用，保護(hù)停用，備自投啟用。10kV部分：10kVI段母線送各出線，10kV2段母線送個(gè)出現(xiàn)，10kVI-II段分段110開(kāi)關(guān)熱備用，保護(hù)停用，備自投啟用。

1.1 主接線分析

110kV側(cè)：鴻橋變電站有主變壓器2臺(tái)，進(jìn)線2回，因此可采用橋型接線，而橋型接線分為內(nèi)橋和外橋兩種。

內(nèi)橋接線，橋連斷路器QF3在QF1、QF2的變壓器側(cè)。其特點(diǎn)是其中一回線路檢修或故障時(shí)，其余部分不受影響，操作較簡(jiǎn)單，以線路1檢修為例，只需將QF1及其兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)，兩臺(tái)主變和線路2不受影響。而當(dāng)變壓器投切或故障時(shí)，將會(huì)造成一回路短時(shí)停運(yùn)，同樣以主變1切除為例，則需斷開(kāi)QF1，QF3和QS1。因此得出，內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長(zhǎng)或變壓器不需經(jīng)常投切的情況。而外橋接線則反之，在此不再贅述。10kV側(cè)采用單母分段接線。單母分段接線提高了線路的可靠性與靈活性，兩母線段可并列運(yùn)行（分段斷路器接通）也可分裂運(yùn)行（分段斷路器斷開(kāi)）。在10kV配電裝置中，出線回路為6回及以上時(shí)一般均采用單母分段接線方式。

2 備自投裝置和運(yùn)行方式分析

2.1 備自投裝置概述

備自投裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)以后，能迅速自動(dòng)的將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使用戶不至于停電的一種裝置。備自投裝置主要應(yīng)用于110kV及以下的中、低壓配電系統(tǒng)中，其接線方式主要有三種：低壓母線分段斷路器自投；內(nèi)橋斷路器自投；線路備用自投。

2.2 110kV鴻橋變電站備自投裝置分析

110kV備自投：本站110kV710開(kāi)關(guān)配置了國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司的PSP 691數(shù)字式備用電源自投裝置，安裝在110kV分段開(kāi)關(guān)保護(hù)測(cè)控屏上。如圖2所示，即鴻梁線和鴻舜線分別運(yùn)行，鴻梁線帶高壓側(cè)I母，鴻舜線帶高壓側(cè)II母，771,717在合位（圖中黑色所示），710在分位（圖中白色所示），兩條電源進(jìn)線互為備用，選擇內(nèi)橋斷路器自投方案。

圖2 鴻橋變110kV側(cè)備自投配置

備自投裝置可以通過(guò)邏輯判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)只動(dòng)作一次的要求，為了便于理解廣泛采用“充放電”來(lái)模擬這種功能。備自投裝置滿足啟動(dòng)的邏輯條件，應(yīng)理解為充電條件滿足；延時(shí)啟動(dòng)的時(shí)間應(yīng)理解為“充電時(shí)間”，“充電時(shí)間”到了就完成了全部準(zhǔn)備工作；當(dāng)備自投裝置動(dòng)作或者任何一個(gè)閉鎖及退出備用電源自投條件存在時(shí)，立即瞬時(shí)完成“放電”。“放電”就是模擬閉鎖備用電源自投裝置，放電后不會(huì)發(fā)生備自投裝置的第二次動(dòng)作。

鴻橋變110kV側(cè)充電條件：110kVI段、II段母線均三相有壓；771/717開(kāi)關(guān)合位，710開(kāi)關(guān)分位，經(jīng)10秒充電完成。

備自投正常充電完成后，當(dāng)110kVII段母線失卻電壓，110kVI段母線有電壓，鴻舜717線路無(wú)電流，備自投動(dòng)作，延時(shí)5秒跳717開(kāi)關(guān)，再延時(shí)0.5秒合110kV分段開(kāi)關(guān)。同樣，當(dāng)110kVI段母線失壓時(shí)動(dòng)作過(guò)程類似。

閉鎖條件：所接兩臺(tái)主變高后備、差動(dòng)、非電量保護(hù)動(dòng)作；所接兩路110kV側(cè)進(jìn)線開(kāi)關(guān)及分段開(kāi)關(guān)遙控及手動(dòng)分閘，備自投停啟用開(kāi)關(guān)切至停用位置。滿足其中任一條件，備自投閉鎖。

10kV側(cè)備自投：本站同樣配置了國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司的PSP 691數(shù)字式備自投裝置，安裝在10kVI-II分段開(kāi)關(guān)柜上。本站10kV備自投選用10kV分段開(kāi)關(guān)備投，如圖3所示。

圖3 鴻橋變10kV側(cè)備自投配置

備自投裝置充電條件：10kVI段、II段母線均三相有壓；101、102開(kāi)關(guān)合位，110開(kāi)關(guān)分位，經(jīng)10秒充電完成；備自投正常充電完成后，當(dāng)10kVII段母線失卻電壓，10kVI段母線有電壓，2號(hào)主變10kV側(cè)102開(kāi)關(guān)無(wú)電流，備自投動(dòng)作，延時(shí)7秒跳2號(hào)主變10kV側(cè)102開(kāi)關(guān)，再延時(shí)0.5秒合10kV分段開(kāi)關(guān)。同樣，當(dāng)10kVI段母線失壓時(shí)動(dòng)作過(guò)程類似。

低備投閉鎖條件：所接兩臺(tái)主變低后備保護(hù)動(dòng)作；所接兩臺(tái)主變10kV側(cè)開(kāi)關(guān)及分段開(kāi)關(guān)遙控及手動(dòng)分閘；閉鎖備自投壓板投入；滿足其中任一條件，備自投閉鎖。

綜上，當(dāng)1號(hào)主變差動(dòng)/高后備/非電量保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)771、710、101開(kāi)關(guān)，同時(shí)開(kāi)入備自投總閉鎖端子，對(duì)110kV進(jìn)線及橋備自投裝置放電，閉鎖了橋710開(kāi)關(guān)備自投，有效地避免了系統(tǒng)向故障點(diǎn)的再次沖擊，保證了2號(hào)主變及其負(fù)荷的正常運(yùn)行。當(dāng)2號(hào)主變差動(dòng)/高后備/非電量保護(hù)動(dòng)作時(shí)，分析同上，能避免自投到故障點(diǎn)。而對(duì)于低備投，當(dāng)主變低后備保護(hù)動(dòng)作后，可以判定母線或出現(xiàn)一定發(fā)生了故障，因此可靠閉鎖低備投，避免了自投到故障點(diǎn)。

2.3 多級(jí)備自投動(dòng)作時(shí)間整定

下一級(jí)自投動(dòng)作跳運(yùn)行斷路器時(shí)間≥Δt+上一級(jí)自投跳合閘時(shí)間。

一般上一級(jí)系統(tǒng)故障引起的失壓面較大，可能啟動(dòng)下一級(jí)的多套自投，如下一級(jí)動(dòng)作快于上一級(jí)，將使負(fù)荷頻繁轉(zhuǎn)移。在備自投動(dòng)作的邏輯方案已選定的條件下，多級(jí)備自投定值要按確保上級(jí)備自投動(dòng)作領(lǐng)先于下級(jí)備自投、下級(jí)備自投作為上級(jí)備自投后備的原則整定，以保證備自投動(dòng)作的一致性。

以鴻橋變兩級(jí)備自投的時(shí)間定值為例，若110kV側(cè)備投跳771、717的時(shí)間均整定為5秒，合母聯(lián)710開(kāi)關(guān)的時(shí)間整定為0.5秒，整套備自投動(dòng)作時(shí)間（忽略開(kāi)關(guān)動(dòng)作固有時(shí)間）約5.5秒。而10kV側(cè)備投跳低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的時(shí)間均整定為7.0秒，加上合母聯(lián)110的時(shí)間為0.5秒，整套備自投動(dòng)作時(shí)間（忽略開(kāi)關(guān)動(dòng)作固有時(shí)間）約7.5秒，下級(jí)動(dòng)作時(shí)間遠(yuǎn)大于上級(jí)動(dòng)作時(shí)間，保證了上、下級(jí)備自投的正確性及可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)110kV鴻橋變采用內(nèi)橋接線方式進(jìn)行了分析，對(duì)內(nèi)外橋兩種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比，鴻橋變內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長(zhǎng)或變壓器不需經(jīng)常投切的情況。另外對(duì)鴻橋變的高低備投方案進(jìn)行了分析，特別對(duì)高低備投的配合情況進(jìn)行了整定分析，得出了兩級(jí)備投的整定時(shí)間差。