區域備自投在電網中應用的風險及對策研究

周海成，熊曉川，李 佳，楊忠艷

云南電網有限責任公司普洱供電局，云南 普洱 665000

0 引言

多源變電站通過常規備自投保證供電可靠性，但在不少供電地區存在較多鏈式、環網等供電方式，當需要斷環運行存在整定配合困難時，運行方式也會設置斷點[1]，導致部分變電站成為單電源的變電站，降低了供電可靠性。鑒于區域備自投技術日益成熟，為避免變電站成為單電源的變電站，加裝區域備自投成為最佳選擇[2-3]。

區域備自投工作原理有別于常規備自投，在其安裝調試、整定計算[4]、運行維護等方面存在新問題、新風險，或者說以常規備自投的方式方法去處理區域備自投應用過程中產生的問題，存在較大安全隱患，極易導致備自投的拒動、誤動。文章根據區域備自投工作原理和實際應用案例，全面辨識、總結其在電網中的應用風險，并提出解決方法和應對策略，以極大程度上避免區域備自投在電網應用中的誤動、拒動風險，對區域備自投在電網中正確安裝調試、保護定值的整定、運行維護等方面具有極佳的借鑒意義。

1 區域備自投的工作原理

備自投裝置除了具備完成就地備自投邏輯功能[5-6]，還具有配合對側變電站完成區域備自投的功能。區域備自投能夠實時獲取包括兩側變電站的電流、電壓、開關位置、合后位置等狀態量的全景信息并進行自動識別判斷，根據裝置保護定值整定情況確定備自投邏輯采用就地或者區域，再制訂相匹配的開放備自投充電、放電、閉鎖等運行條件，從而實現在備自投區域內，任何串供線路失壓均能跳開故障點往開環點方向首個失壓變電站的主供電源開關，合上環網中開環點熱備用開關，啟動備用電源點，恢復對失壓變電站的供電。

區域備自投原理：（1）根據區域電網一次網架結構，自動識別各種運行方式、開環點的熱備用開關；（2）依據當前運行方式，在區域范圍內任意一處發生故障時，區域備自投待執行跳閘的開關需充分適應故障點位置變動，合閘開關均為區域范圍內原處于開環點的熱備用開關，開關對象緊密關聯開環點熱備用開關；（3）在區域電網實際運行方式下發生故障時，區域備自投會根據所獲得的模擬量和狀態量等記錄信息，并準確判斷故障點。

2 區域備自投的風險及措施

常規備自投一般只有兩路電源，因此常規備自投跳合閘的開關相對固定，動作邏輯相對簡單。相較而言，區域備自投不僅要完成常規備自投的邏輯，還需要適時疊加區域備自投邏輯，跳合閘的開關隨著區域范圍內開環點熱備用開關的不同而變化，同時要求區域備自投與就地備自投邏輯緊密配合，過程復雜。考慮到110 kV電網備自投應用的覆蓋率，區域備自投方式是常規備自投方式的2倍多，邏輯功能更復雜，安全風險覆蓋安裝調試、整定計算、運行維護等方方面面，需要重點研究各類風險的根本原因，進而提出有效的控制措施，以實現區域備自投的安全可靠運行。

2.1 安裝調試風險防控

（1）核查閉鎖備自投回路設計是否完善、可靠。如一側使用KKJ（合后位置繼電器）位置對備自投放電，若另一側采用STJ（手跳繼電器）對區域備自投放電，則存在區域備自投誤動風險。如果某側采用STJ閉鎖區域備自投，在停電倒閘操作過程中，裝置將不發出“閉鎖遠方備自投”信號，區域備自投將誤動，此時需要在對側采取防止區域備自投裝置誤動作的措施。

（2）重點驗證區域備自投中各方式跳閘時間的配合。為了使區域備自投充分發揮區域備自投邏輯功能，使具有區域備自投邏輯的方式與具有就地備自投邏輯的方式跳主供電源的時間有效配合。在現場調試試驗時，需使用調度下發的調試定值，驗證各備自投方式的時間配合是否存在問題，確保正式定值準確。

（3）嚴格制訂調度投產試驗方案。常規備自投調度投產試驗時會通過遙跳主供電源線路開關來滿足備自投動作條件，但是區域備自投在某些方式下若采取遙跳開關，會導致本站備自投裝置向對側發送“閉鎖遠方備自投”信號，從而導致區域備自投動作失敗。遵循區域備自投不得通過調度下令遙跳開關進行試驗的原則，讓現場保護專業人員配合，通過繼電保護測試儀整組傳動試驗跳開串供線路開關，滿足區域備自投裝置的動作條件。

2.2 整定計算風險防控

（1）有壓無壓定值整定。在裝置有壓無壓定值整定時，其有壓定值、無壓啟動定值、無壓合閘定值必須均按線電壓整定，然后根據不同基準進行相應的折算。

（2）跳主供電源開關時間整定。備自投方式為區域備自投邏輯，具區域備自投功能，即區域范圍內任意一處發生故障時，均能判斷出該故障發生的真實位置，跳開故障點往開環點方向首個失壓變電站的主供電源開關，合上區域范圍內開環點熱備用的開關，由另外一個電源點恢復對所有失壓變電站的供電。在整定區域備自投邏輯的跳閘時間內，應考慮就地備自投邏輯的跳閘時間有效躲過區域備自投邏輯的跳閘時間。

（3）合后位置接入。在整定合后位置接入時，需要落實現場實際接線情況，明確裝置是接入了KKJ還是STJ，在裝置接入KKJ時，需將備自投定值“合后位置接入”整定為1，否則整定為0。

（4）出口定值整定。出口定值與常規備自投定值類似，需要符合現場實際接線情況及裝置的固定值設置要求。

2.3 運行維護風險防控

通過區域備自投對變電站進行常規備自投倒電操作時，必須退出區域備自投發“閉鎖遠方備自投”的通道，否則站內區域備自投將收到“閉鎖遠方備自投”信號后閉鎖備自投裝置，導致備自投倒電不成功，造成變電站失壓。主要原因在于區域備自投在沒有跳閘出口時，遙跳或手跳任意一個區域內串供開關時均會產生閉鎖對側遠方備自投信號。

區域內外開關如圖1所示。110 kV A站由孟西線142開關供電，唐西線141開關熱備用，當孟西線需停電轉檢修處理缺陷時，調度若通過備自投倒電方式將110 kV A站由孟西線142開關供電倒由唐西線141開關供電，若按照常規備自投倒電的方法，通過遙跳孟西線132開關進行備自投倒電，將導致110 kV A站備自投裝置拒動。此時，需在對110 kV A變電站備自投倒電前，退出區域備自投發“閉鎖遠方備自投”的通道，才能保證110 kV A變電站備自投倒電成功。

圖1 區域內外開關示意圖

區域備自投將橢圓內開關（141、112、142、132、131）作為域內開關，遙跳域內任一開關，裝置均會發“閉鎖遠方備自投”信號，將對側區域備自投裝置閉鎖，故需在采取備自投倒電方式前退出區域備自投發“閉鎖遠方備自投”的通道。區域外139、182開關不受此限制，可按常規備自投倒電方法進行備自投倒電，在現場運行規程中警示運維人員和調度運行方式人員，避免備自投倒電不成功。

3 實際應用案例解析

以圖1為例，110 kV A變電站為單母分段接線、110 kV B變電站為單母線接線。

加裝區域備自投裝置具體方案如下：在110 kV A、B變電站分別就地配置一套備自投裝置，通過兩站兩套備自投裝置配合形成一套區域備自投。區域備自投加裝后，能夠實時獲取區域范圍內電網全景模擬量和狀態量信息，根據信息進行快速自動識別判斷，執行相應的備自投邏輯。在備自投區域范圍內，任何串供線路失壓，均能跳開故障點往開環點方向首個失壓變電站的主供電源開關，合上環網中開環點熱備用的開關，由另外一個電源點恢復對失壓變電站的供電。

4 總結

文章總結了區域備自投的工作原理和技術特點，以及在電網應用中涉及安裝調試、整定計算、現場運維等方面可能觸發的新問題、新風險，提出了有針對性的反制方法和安全手段措施，通過對區域備自投的配置運行案例解析，提供了具體有效地降低由于人為因素可能引發的拒動、誤動風險抑制對策，可保障區域備自投在電網運行和推廣運用過程中的穩定性、可靠性，具有實際借鑒意義。