電力系統備自投運行方式探究

盧景田

中海瀝青股份有限公司 山東濱州 256600

備自投系統中有工作電源、備用電源、備自投裝置，它的工作原理不是很復雜，接線方式也很多，典型的備自投方式分為內橋接線備自投、內橋接線進線備自投、母線（分段）備自投等[1]。下面就中海瀝青股份有限公司兩個110kV變電站（海疆站、中瀝站）的備自投裝置做詳細說明。

1 內橋接線方式時，橋開關備自投

（1）閉鎖原則。常規運行時，兩臺主變差動保護、高后備保護動作閉鎖高壓側橋開關備自投，此運行方式下，無論哪一主變保護方式，均閉鎖備投裝置。

圖1 海疆站內橋接線橋開關備自投接線圖

（2）橋開關備自投原理。常規運行條件：1＃PT和2＃PT均有電壓，Ⅰ段、Ⅱ段母線均有電壓，113開關在合位，114開關在合位，100開關在分位；啟動條件：郭瀝線失電，備投裝置檢測到該線路無電壓且無電流，官疆線有電壓；啟動過程：如果113開關在合位，則延時跳開113開關，確認后合上100開關；如果113開關在分位，則延時合上100開關。如果是手動斷開113開關，因為不能滿足該線無電壓且無電流的條件，備自投裝置閉鎖不會投入。

2 內橋接線時，進線備自投

（1）閉鎖原則。常規運行時，主變差動保護、主變高壓側后備保護動作均不閉鎖高壓側進線備自投。此運行方式下，無論哪一主變保護動作，均不閉鎖備投裝置。

圖2 海疆站內橋接線進線備自投接線圖

（2）進線備自投原理。常規運行條件：1＃PT和2＃PT均有電壓，Ⅰ段、Ⅱ段母線均有電壓，113開關在合位，100開關在合位，114開關在分位。啟動條件：郭瀝線失電，備投裝置檢測到該線路無電流、Ⅰ段、Ⅱ段母線無電壓、官疆線有電壓；動作過程：如果113開關在合位，則延時跳開113開關，確認后合上114開關，如果113開關在分位，則延時合上114開關；100開關偷跳造成Ⅱ母線失壓時，在官疆線有壓的情況下合114開關。

3 母線（分段）備投方式

（1）閉鎖原則。正常運行時，主變差動保護、高后備保護動作均不閉鎖高壓側備自投。

（2）母線（分段）備自投原理。常規運行條件：1＃PT和2＃PT均有電壓，Ⅰ段、Ⅱ段母線均有電壓，113開關在合位，114開關在合位，100開關在分位。啟動條件：郭化線失電，備投裝置檢測到該線路無電流、Ⅰ段母線無電壓、Ⅱ段母線有電壓。啟動過程：如果113開關在合位，則延時跳開113開關，確認后合上100開關，如果113開關在分位，則延時合上100開關。

圖3 中瀝站母線（分段）備自投接線圖

4 備自投裝置動作原則

備自投裝置只能動作一次并有自鎖功能，若工作母線發生永久性故障，故障點沒有被斷路器切除時，第一次備用電源投入，一旦把備用電源投到事故點上，備用電源上的繼電保護會動作；如果再次投入，不但不會成功，還會使系統再次受到沖擊，造成擴大事故范圍的嚴重后果。

運行中的母線或設備突然失去電壓，不管什么原因（包括工作人員的誤操作等），備自投都應該動作，且動作前必須進行工作電源無壓或者無流檢測，防止PT二次斷線造成失壓誤動。母線突然失去電壓有以下幾個原因：①運行變壓器故障，高后備、低后備動作，變壓器高低側斷路器跳閘；②運行母線上的饋電線路發生故障；③運行母線短路等；工作電源切除后，延時投入備用電源。一級電力用戶的兩路電源來自不同的變電站，備用電源和工作電源間可能存在電壓差，為防止發生非同期并列，應先切除工作電源后再投入備用電源。如果工作電源沒有切除，備用電源有可能投到事故點上。備自投裝置應該在100-150ms間切換完成，快切裝置在100ms內可完成切換。備用電源投入前，必須延時切斷電源，目的是躲過因故障而造成的工作母線電壓下降，延時時限應大于最長的外部故障切除時間。另外，備自投時間要以負荷停電時間盡可能短為原則，時間越短，對電動機的自啟動越有利。手動斷開工作電源或工作母線時，電壓互感器熔斷，備自投裝置不會動作。遠程或就地操作合閘后，閉合的操作回路輸出接點，會作為備自投設備的輸入，使備自投設備充電。保護動作斷開斷路器時，接點閉合，但不會變位。遠程或就地操作分閘后，斷路器會斷開，接點也會斷開，備自投裝置會放電，自動退出。

5 結語

隨著電力系統自動化程度的快速發展，電網結構也發生很大變化，非常態的運行方式也不斷出現，繼電保護功能類型越來越多，備用電源自動投入裝置與也會更復雜。隨著電力系統自動化的發展，備自動投裝置的應用會越來越廣泛，還會有許多新問題有待去發現和解決。