110 kV單母三分段接線的備自投分析

閆 石

(深圳市機場(集團)有限公司，廣東 深圳 518103)

0 引 言

備用電源自動投入裝置(簡稱備自投)被廣泛應用于110 kV及以下供電系統[1]，常規接線方式的備自投已非常成熟。互為電源的2座110 kV單母三分段接線變電站組成的供電系統的備自投則相對復雜，運行方式變化較多。本文以此為例，對其備自投方式的選擇、備自投之間的配合、備自投動作邏輯的優化、注意事項等進行分析。

1 110 kV供電系統、變電站的接線

某用戶擬建設的110 kV供電系統由2座110 kV變電站A、B組成。2座變電站的主接線形式相同，110 kV主接線均為單母三分段接線。A變電站從上級電網220 kV變電站C引入2路電源分別接入AⅠ母、AⅢ母，從B變電站的BⅢ母引入1路電源接入AⅡ母。B變電站從上級電網220 kV變電站D引入2路電源分別接入BⅠ母、BⅢ母，從A變電站的AⅢ母引入1路電源接入BⅡ母，110 kV線路均采用電纜。2座變電站的各段110 kV母線上均接入1臺110/10 kV、50 MVA、YNd11主變，主變10 kV側無小電源接入(如圖1、圖2所示)。

圖1 110 kV變電站A簡化接線

圖2 110 kV變電站B簡化接線

2 備自投方式的選擇

110 kV單母三分段接線的備自投功能可由2套備自投裝置BZTA1、BZTA2(BZTB1、BZTB2)共同實現。每套備自投裝置的備自投方式可選擇分段備自投或進線備自投。

根據調度要求，單母三分段接線的3個進線斷路器A101、A102、A103(B101、B102、B103)和2個分段斷路器A112、A123(B112、B123)中最多只能3個斷路器同時在合位，否則電源將合環。當A102在分位，AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母并列運行時，BZTA1采用進線備自投方式，若BZTA2也采用進線備自投方式，為滿足充電條件，A123、A103必須在合位，但這會導致AⅠ線、AⅢ線合環，不滿足調度要求；若AⅢ線僅帶AⅢ母運行，即A103合位，A102、A123均在分位，這又導致BZTA2無法滿足任何備自投方式的充電條件，無法完成充電。所以，A102、B102不宜在分位，否則會影響備自投的投入，降低供電可靠性。

110 kV供電系統的運行方式有5種，如圖3所示。采用運行方式一，AⅢ線(BⅢ線)故障將導致AⅢ母、BⅡ母(BⅢ母、AⅡ母)2條母線短時失電。采用運行方式二，BⅢ線故障將導致AⅡ母、AⅢ母、BⅡ母、BⅢ母4條母線短時失電。采用運行方式三，AⅢ線故障將導致AⅡ母、AⅢ母、BⅡ母、BⅢ母4條母線短時失電。采用運行方式四，BⅢ線故障將導致AⅠ母、AⅡ母、BⅢ母3條母線短時失電。采用運行方式五，AⅢ線故障將導致AⅢ母、BⅠ母、BⅡ母3條母線短時失電。1回線路故障對系統供電影響最小的是運行方式一，在線路均能投運的情況下，應優先選擇運行方式一，即BZTA1、BZTA2、BZTB1、BZTB2均采用分段備自投方式。

3 多套備自投的配合

由于單母三分段接線采用2套備自投，存在以下問題。

圖3 110 kV供電系統的運行方式

1)備自投動作范圍重疊。在AⅡ母(BⅡ母)失電時，BZTA1、BZTA2(BZTB1、BZTB2)均動作。

2)BZTA2與BZTB2的動作時間按上、下級原則無法配合。備自投動作時間宜按照由上至下的原則逐級配合，以避免上級設備的單一故障導致備自投的大面積動作[2]。AⅢ母通過BⅡ線向BⅡ母供電，BZTA2作為BZTB1、BZTB2的上級備自投，其動作時間應小于后二者。BⅢ母通過AⅡ線向AⅡ母供電，BZTB2作為BZTA1、BZTA2的上級備自投，其動作時間應小于后二者。

針對上述問題，可采取以下措施：

1)系統采用運行方式一時，AⅢ線、BⅢ線負荷最大，均帶2臺主變運行。若AⅡ母失電，由BZTA2動作，AⅢ線將帶3臺主變運行；若由BZTA1動作，AⅠ線將帶2臺主變運行。從線路負載分配的角度考慮，若AⅡ母失電，宜由BZTA1動作。BZTA2采用單向備自投可解決BZTA1、BZTA2動作范圍重疊的問題，即AⅡ線作為AⅢ線的備用電源，而AⅢ線不作為AⅡ線的備用電源。但在特殊運行方式下，此措施會擴大停電范圍。例如AⅠ線退出運行，AⅡ線帶AⅡ母、AⅠ母并列運行，若AⅡ線故障，BZTA2不動作，則AⅠ母、AⅡ母均失電。BZTA1、BZTA2可通過動作時間的不同來避免動作范圍重疊[3]。按線路負載分配的原則，BZTA2的動作時間應大于BZTA1的動作時間。

2)按規范的要求，備自投的動作時間應大于本級線路電源側后備保護動作時間。為方便整定，BZTA2、BZTB2的動作時間整定相同，并大于AⅡ線、AⅢ線、BⅡ線、BⅢ線電源側后備保護動作時間最長者。BZTA1、BZTB1的動作時間整定相同，并大于AⅠ線、AⅡ線、BⅠ線、BⅡ線電源側后備保護動作時間最長者。并且BZTA2、BZTB2的動作時間大于BZTA1、BZTB1的動作時間。1回線路故障后備自投動作及各線路負載如表1所示。

4 備自投動作邏輯的優化

根據第3節分析，備自投在1回線路發生故障時能保證不損失主變負載，但在2回線路故障時會損失主變負載。以A變電站為例進行分析：

當AⅠ線退出運行時，AⅡ線帶AⅡ母、AⅠ母并列運行，BZTA1放電。BZTA2能完成充電，并在AⅡ線或AⅢ線故障時動作。

當AⅢ線退出運行時，AⅡ線帶AⅡ母、AⅢ母并列運行，BZTA2放電。BZTA1能完成充電，并在AⅠ線或AⅡ線故障時動作。

當AⅡ線退出運行時，AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母并列運行，BZTA1放電。BZTA2不能完成充電，在AⅠ線或AⅢ線故障時無法動作，損失主變負載。

表1 1回線路故障后備自投動作及各線路負載Table 1 Actions of backup power automatic switching device and line loads after a line fault

1座變電站有3路電源，當其中1路退出時，另2路電源仍能互為備用會提高供電連續可靠性。因此，需要優化備自投的動作邏輯，1臺備自投裝置可配置多套動作邏輯以適應不同的運行方式。

4.1 BZTA2的動作邏輯

AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母分列運行，AⅡ線、AⅢ線互為備用(運行方式一)，BZTA2動作邏輯(見圖4)：

圖4 BZTA2的第一套充電條件

充電條件：A103合位，A102合位，A123分位， AⅡ母三相有壓，AⅢ母三相有壓。上述條件為第一套充電條件，均滿足后經延時完成充電，完成充電后為充電完成一。

起動條件：充電完成一，AⅡ母(AⅢ母)三相無壓，AⅡ線(AⅢ線)無流，AⅢ母(AⅡ母)三相有壓。上述條件為第一套(第二套)起動條件，均滿足后起動，經延時跳A102(A103)，確認A102(A103)分位后延時合A123(見圖5)。

只要滿足AⅡ母、AⅢ母分列運行，AⅡ線、AⅢ線互為備用的運行方式，BZTA2的動作邏輯不受AⅠ線運行方式(AⅠ線退出運行，由AⅡ線帶AⅡ母、AⅠ母并列運行)的影響。

圖5 BZTA2的第一、二套起動條件

4.2 BZTA2動作邏輯的優化

1)如圖6所示，AⅡ線人工退出運行，AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母并列運行，AⅠ線、AⅢ線互為備用，BZTA2動作邏輯：

圖6 110 kV變電站A的運行方式(AⅡ線人工退出運行)

充電條件：A101合位，A102分位，A103合位，A112合位，A123分位， AⅡ母三相有壓，AⅢ母三相有壓。上述條件為第二套充電條件，均滿足后經延時完成充電，完成充電后為充電完成二(見圖7)。

圖7 BZTA2的第二套充電條件

起動條件：充電完成二，AⅡ母(AⅢ母)三相無壓，AⅠ線(AⅢ線)無流，AⅢ母(AⅡ母)三相有壓。上述條件為第三套(第四套)起動條件，均滿足后起動，經延時跳A101(A103)，確認A101(A103)分位后延時合A123(見圖8)。

由于AⅡ線人工退出運行，已無電流，而AⅠ線作為電源，BZTA2應判別其電流，以防止因PT斷線等原因失壓誤動，這就需要BZTA2采集AⅠ線電流。但BZTA2無需判別AⅠ母電壓，因為A112合位，AⅠ母、AⅡ母并列運行，AⅠ母有壓(無壓)，AⅡ母肯定有壓(無壓)。

2)當AⅡ線故障，AⅡ母失電，由BZTA1動作恢復AⅡ母供電。BZTA2因AⅡ母電壓恢復而起動后返回。若BZTA2已放電，按滿足第二套充電條件重新充電，則時間太長，通常備自投的充電完成時間在10～15 s，若在此期間，AⅠ線或AⅢ線故障，主變10 kV側備自投先動作，待BZTA2動作后，主變僅僅是空載，其10 kV負載已被轉移或切除，所以BZTA2不采用A101、A102、A103合位變分位延時放電的邏輯。BZTA2未放電，能讓AⅠ線、AⅢ線互為備用，在AⅠ線或AⅢ線故障時動作。但此時BZTA2的動作邏輯與AⅡ線人工退出運行，AⅠ線、AⅢ線互為備用時的動作邏輯有所不同，因為BZTA2是按第一套充電條件完成充電的，但起動后的動作出口對象則是A101、A103、A123。

圖8 BZTA2的第三、四套起動條件

BZTA2優化后的動作邏輯：

充電條件：第一套充電條件。滿足第一套充電條件后經延時完成充電。

起動條件：第二套起動條件。滿足第二套起動條件后起動，經延時跳A103，確認A103分位后延時合A123(見圖9)。

充電完成一，AⅡ母三相無壓，AⅠ線無流，AⅢ母三相有壓，A102分位，A112合位。上述條件為第五套起動條件，均滿足后起動，經延時跳A101，確認A101分位后延時合A123。

此邏輯中BZTA2跳A101的延時時間應小于跳A102的延時時間，考慮斷路器分閘時間、位置接點動作時間及時間裕度，應至少小于0.2 s。若二者相同，滿足起動條件并經延時后，BZTA2同時跳A101、A102，由于A102已在分位，BZTA2動作合A123而不確認A101分位。

在AⅡ線故障，BZTA1動作后，由于BZTA2充電完成一未放電，待第二套充電條件滿足后，BZTA2就有兩套充電條件完成。為避免此情況，在第二套充電條件中引入充電完成一，即BZTA2按第一套充電條件完成充電后，第二套充電條件無法滿足。

圖9 BZTA2的第五套起動條件

4.3 BZTA1的動作邏輯

AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母分列運行，AⅠ線、AⅡ線互為備用(運行方式一)，BZTA1動作邏輯：

充電條件：A101合位，A102合位，A112分位，AⅠ母三相有壓，AⅡ母三相有壓。上述條件均滿足后經延時完成充電(見圖10)。

圖10 BZTA1的充電條件

起動條件：充電完成，AⅠ母(AⅡ母)三相無壓，AⅠ線(AⅡ線)無流，AⅡ母(AⅠ母)三相有壓。上述條件均滿足后起動，經延時跳A101(A102)，確認A101(A102)分位后延時合A112(見圖11)。

圖11 BZTA1的起動條件

只要滿足AⅠ母、AⅡ母分列運行，AⅠ線、AⅡ線互為備用，BZTA1的動作邏輯不受AⅢ線運行方式(AⅢ線人工退出運行或故障，由AⅡ線帶AⅡ母、AⅢ母并列運行)的影響。

根據第3節所分析的多套備自投的配合，BZTA1采用一套動作邏輯即可在2回線路發生故障時不損失主變負載。

5 增加保護后備自投動作邏輯的優化

5.1 與備自投相關的保護

110 kV終端變電站的110 kV母線通常不配置母差保護，110 kV母線故障時，由本級線路電源側后備保護動作跳開本級線路電源側斷路器，備自投動作合于故障母線[4]。以A變電站為例進行分析：

AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母分列運行，若AⅠ母故障，由AⅠ線電源側后備保護動作將AⅠ母切除，但故障點仍在AⅠ母上，此時，AⅠ母三相無壓，AⅠ線無流，AⅡ母三相有壓，BZTA1充電完成，滿足BZTA1起動條件，BZTA1動作后合于故障。為解決此問題，可利用A101保護動作閉鎖BZTA1。110 kV線路保護配置光纖電流差動保護、距離保護、零序過電流保護，A101保護作為終端線路的弱饋側保護，在AⅠ線故障時，光纖電流差動保護能快速動作，但距離保護、零序電流保護是否動作與變壓器接地方式、負荷電流、故障類型有關，可能動作，也可能不動作。所以可利用A101保護的距離保護、零序過電流保護動作閉鎖BZTA1，但其方向由線路指向母線。當AⅠ母故障時，A101保護的距離保護、零序過電流保護動作閉鎖備自投，這就需要A101線路保護配置單獨的距離保護、零序過電流保護動作接點。A101、A102、A103保護的整定原則是保證對110 kV母線故障的靈敏度不小于本級線路電源側后備保護對110 kV母線故障的靈敏度，動作時間不大于線路電源側后備保護的動作時間。

A112、A123保護配置相間過電流保護、零序過電流保護，在110 kV母線并列運行時縮小母線故障的影響范圍。A112、A123保護的整定原則是與本級線路電源側后備保護相配合。A112、A123還配置后加速保護，BZTA1(BZTA2)動作或手動合A112(A123)，后加速保護開放。

為方便整定配合，A101、A102、A103、A112、A123保護可按對110 kV母線故障有相同的靈敏度整定。

5.2 保護與BZTA1、BZTA2的關系

AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母分列運行(運行方式一，見圖12)。

圖12 110 kV母線故障(運行方式一)

A101保護動作閉鎖BZTA1，A102保護動作閉鎖BZTA1、BZTA2，A103保護動作閉鎖BZTA2。A112保護動作跳A112并閉鎖BZTA1，A123保護動作跳A123并閉鎖BZTA2。

當AⅠ母的K1故障時，A101保護動作閉鎖BZTA1。

當AⅡ母的K2故障時，若A102保護的動作時間大于A112保護的動作時間1個級差，A112保護動作跳A112并閉鎖BZTA1，由于故障位于A112與A112保護用CT之間，A112保護動作無法切除故障，A102保護動作閉鎖BZTA1、BZTA2。

當AⅡ母的K3故障時，A102保護動作閉鎖BZTA1、BZTA2。

當AⅡ母的K4故障時，若A102保護的動作時間大于A123保護的動作時間1個級差，A123保護動作跳A123并閉鎖BZTA2，由于故障位于A123與A123保護用CT之間，A123保護動作無法切除故障，A102保護動作閉鎖BZTA1、BZTA2。

當AⅢ母的K5故障時，A103保護動作閉鎖BZTA2。各保護能防止BZTA1、BZTA2動作合于K1～K5故障。

在此基礎上，A112保護與A101保護的配合，A123保護與A103保護的配合，A112保護與A123保護的配合，A101、A112保護是否閉鎖BZTA2，A103、A123保護是否閉鎖BZTA1，則要在其他運行方式下結合BZTA1、BZTA2的動作邏輯進行整定、配置。

5.3 保護與BZTA2的關系

1)AⅡ線退出運行(AⅡ線人工退出運行或故障)，AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母并列運行，AⅠ線、AⅢ線互為備用(見圖13)。

圖13 110 kV母線故障(AⅡ線退出運行)

當AⅠ母的K1故障時，A101保護動作，由于A101保護動作不閉鎖BZTA2，BZTA2動作合于故障。若A101保護動作閉鎖BZTA2，在AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母分列運行的運行方式下，AⅠ母故障，A101保護動作會誤閉鎖BZTA2。若先將AⅠ母切除，BZTA2再動作就不會合于故障，具體措施是若BZTA2收到A101保護動作信號，動作跳A101同時跳A112，由于BZTA2動作時間是按躲A101保護動作時間整定的，為使BZTA2在AⅠ線電源側后備保護動作將AⅠ母切除后仍能收到A101保護動作信號，BZTA2對收到的A101保護動作信號采取自保持處理，當BZTA2合A123、A123合位任一條件滿足，解除自保持。另外，BZTA2在收到A101保護動作信號后確認A112分位后合A123，而無需確認A101是否在分位，因為A112分位已能保證BZTA2動作不會合于故障。BZTA2跳A101、A112的延時時間應小于跳A102的延時時間，考慮斷路器分閘時間、位置接點動作時間及時間裕度，應至少小于0.2 s。若二者相同，滿足起動條件經延時，BZTA2跳A101、A112、A102，由于A102已在分位，BZTA2動作合A123而不確認A112分位，BZTA2動作會合于故障。

當AⅡ母的K2故障時，A101保護動作，由于A101保護動作不閉鎖BZTA2，BZTA2動作合于故障。考慮故障位于A112與A112保護用CT之間，故障發生概率低， BZTA2動作合于故障后，由BZTA2的后加速保護動作跳A123切除故障。

當AⅡ母的K3故障時，若A101保護的動作時間大于A112保護的動作時間一個級差，A101保護不動作，A112保護動作跳A112切除AⅡ母，BZTA2動作合于故障；若A101保護、A112保護的動作時間相同，則二者同時動作，當A101保護動作、A112保護動作的條件同時滿足，閉鎖BZTA2。由于A101保護動作僅發信不跳閘，其動作時間與A112保護的動作時間相同不會導致保護誤動。

當AⅡ母的K4故障時，若A112保護的動作時間大于A123保護的動作時間一個級差，A123保護動作跳A123并閉鎖BZTA2，但在AⅢ線帶AⅢ母、AⅡ母、AⅠ母并列運行的運行方式下AⅠ母故障，A123保護會越級動作，擴大停電范圍。若A123保護的動作時間大于A112保護的動作時間1個級差，A112保護動作跳A112并閉鎖BZTA1，AⅡ母被切除，A123保護不動作，BZTA2動作合于故障，且在AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母并列運行的運行方式下AⅢ母故障，A112保護越級動作，擴大停電范圍。所以A112保護、A123保護的動作時間應相同，A123保護動作跳A123并閉鎖BZTA2，故障由A112保護動作切除。

當AⅢ母的K5故障時，A103保護動作閉鎖BZTA2。各保護能防止BZTA2動作合于K1、K3、K4、K5故障。

2)AⅠ線退出運行(人工退出運行或故障)，AⅡ線帶AⅡ母、AⅠ母并列運行，AⅡ線、AⅢ線互為備用(見圖14)。

圖14 110 kV母線故障(AⅠ線退出運行)

當AⅠ母的K1故障時，由于A102保護的動作時間大于A112保護的動作時間1個級差，A112保護動作切除故障，A102保護不動作，不會誤閉鎖BZTA2。

當AⅡ母的K2故障時，A112保護動作切除AⅠ母，由于故障未被切除，A102保護動作閉鎖BZTA2。

當AⅡ母的K3故障時，A102保護動作閉鎖BZTA2。

當AⅡ母的K4故障時，A123保護動作跳A123并閉鎖BZTA2。

當AⅢ母的K5故障時，A103保護動作閉鎖BZTA2。各保護能防止BZTA2動作合于K1～K5故障。

5.4 保護與BZTA1的關系

AⅢ線退出運行(人工退出運行或故障)，AⅡ線帶AⅡ母、AⅢ母并列運行，AⅠ線、AⅡ線互為備用(見圖15)。

圖15 110 kV母線故障(AⅢ線退出運行)

當AⅠ母的K1故障時，A101保護動作閉鎖BZTA1。

當AⅡ母的K2故障時，A112保護動作跳A112并閉鎖BZTA1。

當AⅡ母的K3故障時，A102保護動作閉鎖BZTA1。

當AⅡ母的K4故障時，A123保護動作切除AⅢ母，由于故障未被切除，A102保護動作閉鎖BZTA1。

當AⅢ母的K5故障時，A123保護動作切除故障。各保護能防止BZTA1動作合于K1～K5故障。

A103、A123保護的動作時間配合不影響BZTA1、BZTA2。為方便整定，二者動作時間整定相同。為使斷路器可靠分、合閘，考慮110 kV斷路器的分、合閘時間，BZTA1、BZTA2的合閘脈沖為200 ms，分閘脈沖為100 ms。

5.5 放電條件

BZTA1、BZTA2的放電條件與常規單母分段接線的分段備自投放電條件相同。除5.1～5.4節所分析的保護閉鎖BZTA1、BZTA2以及特殊運行方式下的手跳斷路器閉鎖備自投(見圖16、圖17)。

圖16 BZTA1的放電條件

圖17 BZTA2的放電條件

在AⅡ線退出，AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母并列運行，AⅠ線、AⅢ線互為備用的運行方式下，手跳A101閉鎖BZTA2，但在AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母分列運行的運行方式下，手跳A101會誤閉鎖BZTA2，所以A112合位、A102分位的條件均滿足，手跳A101才閉鎖BZTA2。

BZTA1、BZTA2的任一母線不滿足有壓條件，延時放電邏輯中的延時應大于BZTA1、BZTA2先后動作的時間總和，否則無法恢復系統供電。例如AⅠ母、AⅡ母均失電，BZTA1不起動，開始延時放電計時，BZTA2動作恢復AⅡ母供電，AⅡ母滿足有壓條件后，BZTA1動作，恢復AⅠ母供電，若在此過程中，BZTA1放電，則無法恢復AⅠ母供電。

6 2回線路故障時備自投的動作

優化動作邏輯后的BZTA1、BZTA2在2回線路故障時的動作情況(BZTB1、BZTB2類同)如下所述。

6.1 AⅠ線、AⅡ線故障時備自投的動作

1)AⅠ線、AⅡ線同時故障：AⅠ母、AⅡ母同時失電，BZTA2按第一套起動條件動作，恢復AⅡ母供電；AⅡ母有壓條件滿足后，BZTA1動作，恢復AⅠ母供電。

2)AⅠ線、AⅡ線先后故障：AⅠ線故障，AⅠ母失電，BZTA1動作，恢復AⅠ母供電；AⅡ線故障，AⅠ母、AⅡ母失電，BZTA2按第一套起動條件動作，恢復AⅠ母、AⅡ母供電。

3)AⅡ線、AⅠ線先后故障：AⅡ線故障，AⅡ母失電，BZTA1動作，恢復AⅡ母供電；AⅠ線故障，AⅠ母、AⅡ母失電，BZTA2按第五套起動條件動作，恢復AⅠ母、AⅡ母供電。

3種故障工況下，備自投動作后的運行方式相同：AⅢ線帶AⅢ母、AⅡ母、AⅠ母并列運行。B變電站運行方式不變。

6.2 AⅠ線、AⅢ線故障時備自投的動作

無論AⅠ線、AⅢ線同時故障或先后故障， BZTA1、BZTA2的動作情況相同：AⅠ線故障，AⅠ母失電，BZTA1動作，恢復AⅠ母供電；AⅢ線故障，AⅢ母、BⅡ母失電，BZTA2按第二套起動條件動作，恢復AⅢ母供電；BZTB1先于BZTA2動作，恢復BⅡ母供電。備自投動作后的運行方式：AⅡ線帶AⅢ母、AⅡ母、AⅠ母并列運行；BⅠ線帶BⅠ母、BⅡ母并列運行，BⅡ母、BⅢ母分列運行。

6.3 AⅡ線、AⅢ線故障時備自投的動作

1)AⅡ線、AⅢ線同時故障：AⅡ母、AⅢ母、BⅡ母同時失電，BZTA1動作，恢復AⅡ母供電；AⅡ母有壓條件滿足后，BZTA2按第二套起動條件動作，AⅢ母恢復供電。BZTB1與BZTA1同時動作，恢復BⅡ母供電。

2)AⅡ線、AⅢ線先后故障：AⅡ線故障，AⅡ母失電，BZTA1動作，恢復AⅡ母供電；AⅢ線故障，AⅢ母、BⅡ母失電，BZTA2按第二套起動條件動作，恢復AⅢ母供電。BZTB1先于BZTA2動作，恢復BⅡ母供電。

3)AⅢ線、AⅡ線先后故障：AⅢ線故障，AⅢ母、BⅡ母失電，BZTA2按第二套起動條件動作，恢復AⅢ母供電；AⅡ線故障，AⅡ母、AⅢ母失電，BZTA1動作，恢復AⅡ母供電。BZTB1先于BZTA2動作，恢復BⅡ母供電。

3種故障工況下，備自投動作后的運行方式相同：AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母并列運行；BⅠ線帶BⅠ母、BⅡ母并列運行，BⅡ母、BⅢ母分列運行。2回線路故障后備自投動作及各線路負載如表2所示。

表2 2回線路故障后備自投動作及各線路負載Table 2 Actions of backup power automatic switching device and line loads after two line faults

續表2

7 三段母線并列運行時的保護配合

根據第5節的分析，A112、A123保護的動作時間相同，但在AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母并列運行(AⅢ線帶AⅢ母、AⅡ母、AⅠ母并列運行)的運行方式下，AⅢ母(AⅠ母)故障，A112、A123保護均動作，保護失去選擇性，擴大停電范圍(B112、B123保護類同)。

在AⅠ線帶AⅠ母、AⅡ母、AⅢ母并列運行的運行方式下AⅢ母故障，應由A123保護先動作切除故障，若A123拒動，再由A112保護動作切除故障。當A112保護檢測A101、A112、A123均在合位，自動將動作時間延長，考慮彈簧儲能操作機構斷路器分閘時間、熄弧時間、全波傅氏算法故障檢測的保護出口時間、繼電器驅動時間及時間裕度[5]，延長0.2 s。若超過延長后的動作時間，故障電流仍未消失，A112保護動作切除故障。在AⅢ線帶AⅢ母、AⅡ母、AⅠ母并列運行的運行方式下，則A123保護延長動作時間。

A112、A123保護的動作時間應小于與本級線路電源側后備保護中的最短動作時間至少0.4 s。這樣在三段母線并列運行時，A112、A123保護延長動作時間后，本級線路電源側后備保護不會越級動作，仍能保證選擇性。

8 結 語

1)1回線路的最大負載為4臺主變。結合運行經驗，1臺主變的最大負載率約為70%。110 kV線路選擇800 mm2交聯聚乙烯電纜能滿足要求。

2)若A、B變電站的2回以上線路發生故障，備自投動作后，非故障線路可能過載，并且過載線路為鄰站線路。考慮2座變電站之間的過載閉鎖實現繁瑣，且A、B變電站2回以上線路發生故障的概率極低，在特殊運行方式下，由運行人員加強監控，人工退出非重要負載。

3)主變中性點應直接接地運行，以防止備自投動作時發生的電容傳遞過電壓導致的主變故障，備自投動作后，對主變中性點進行切換，以保證變電站的零序阻抗基本不變。若電網調度不允許主變中性點直接接地運行，則必須采取防止過電壓的措施。

4)通常備自投裝置不具備采集3路進線電流的功能，線路保護裝置不配置單獨的距離保護、零序過電流保護動作接點，這就需要保護裝置增加配置。