110kV变电站备自投装置应用中相关问题的分析与探讨

发表时间：2018-07-05T16:34:39.983Z 来源：《电力设备》2018年第9期 作者： 李承义

[导读] 摘要：备自投装置广泛应用于110 kV及以下变电站，其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致全站停电或者大面积停电。

（广东电网公司茂名供电局 525300）

摘要：备自投装置广泛应用于110 kV及以下变电站，其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致全站停电或者大面积停电。随着用户对供电可靠性要求的提高，对备自投装置使用要求也有所加强。本文介绍了变电站备自投装置的基本使用原则和要求，并结合该地区某110kV 变电站实际的备自投方式，从运行方式与逻辑关系方面对备自投存在的问题进行了分析及探讨，并针对问题提出了思路或改进措施。

关键词：供电可靠性；备自投；加速备自投 0 引言

近年来，由于电网规模的不断扩大，电力系统网络结构日益复杂，用户对供电稳定性与可靠性要求的不断提高。在电力系统中，因为故障或其他原因，工作电源断开以后，将备用电源、备用设备或其他电源自动地迅速地投入工作，使用户能尽快恢复供电的自动控制装置，简称备自投装置。备用电源自动投入装置作为电力系统密不可分的一部分，在保证电力系统供电可靠性和满足社会对电力供应的依赖性等方面有着非常重要的作用。

茂名供电局现有63座110kV电压等级变电站，其中绝大多数变电站均装设有110k线路或主变备用电源自投装置。现以当地一座110 kV变电站为例，结合作者几年来的运行、维护实践，对备自投装置在现场应用中遇到的问题，进行分析与探讨。 1 备自投装置的基本原则和要求 1.1 备自投装置的基本使用原则

进线备自投、分段备自投和变压器备自投是 现场常用的几种备投方式，无论何种备投方式，都 应遵循以下原则。

（1）备自投应保证在主供电源确实断开后，方能投入备用电源。以避免将备用电源系统连接至故障点，扩大事故，加重设备的损坏程度。为此，备自投应在起动后先跳（或空跳）主供电源断路器，防止将备用电源合闸于故障点。

（2）备自投应考虑全站的电源分布情况。互为进线备投方式，为了防止电网非同期并列的事故发生，备自投在合备用电源之前应首先切除发电机的并网开关，待其断路器跳位接点返回后，再合上备用电源。

（3）备自投的动作延时是为了躲过工作电源 引出线故障造成的母线电压下降，对备自投动作时限的整定，应在满足大于最长的外部故障切除 时间的前提下，尽可能缩短负荷的停电时间。 1.2 备自投装置的使用要求

（1）工作电源的母线失压时，必须进行工作电源无电流检查，才能启动备自投，以防止电压互感器二次电压断线造成失压，引起备自投误动。

（2）备自投装置只允许动作一次。在备自投装置将备用电源断路器合上以后，如果继电保护装置动作出口将此断路器跳闸，说明可能存在永久性故障。因此，不允许再次投入备用电源，以免多次投入到故障元件上。

（3）备用电源无电压时，备自投装置不应动作；考虑到一个备用电源同时作为几个工作电源的备用，以及备用电源检修时，备自投装置应能相应地退出，故要求备自投装置运行方式应灵活。 2 一起现场应用110 kV 备自投问题分析与探讨 2.1 进线备投方式

如图1所示，110kV大河坝站扶大线1177开关、大合线1178开关在退出状态。大竹线1176开关（主供线路）合上供110kV母线，旺大线1188开关（备用线路）在热备用状态，110kV线路备自投投入运行。

2015 年 7 月 16日01时40分25秒，110 kV 大竹线1176差动保护动作，线路两侧开关跳闸。与此同时，在1176线路重合闸未动作之前，110kV备自投装置动作，不经延时空跳1176开关并联切该站35kV及10kV小电源开关，再经延时合上旺大线1188开关。

按正常逻辑，备自投应先满足大于最长的外部故障切除时间的前提下才能启动，而不是误动。究其原因，该类型的南瑞继保RCS9651C备自投装置设置了“加速备投”投退控制字。当“加速备投”控制字投入时，若1176开关断开，母线失压、1176进线无流、1188线路有压时，不经延时空跳1176开关和需要联切的开关，确认开关跳开后经延时合上1188开关。

厂家在设计装置逻辑时，“加速备投”用意何在？显然，在大河坝站这种备自投方式下，不必将“加速备投”控制字投入，备自投跳闸时间可以躲过线路保护与重合闸动作时间之和。若大竹线1176保护动作跳闸，重合闸动作成功，备自投不启动，电网恢复正常运行，避免了由联切带来不必要的损失。

图1 110kV大河坝变电站一次接线图（部分） 2.2 母联备投方式

如图2所示，在这种母联备自投方式下，若没有将“加速备投”控制字投入。在1DL（2DL）开关偷跳或者#1主变（#2主变）差动或后备保护动作跳开1DL（2DL）开关后，备自投要经过Tt跳开1DL（2DL）开关，确认1DL（2DL）开关断开后，再经Th延时合上3DL开关。备自投装置将停电时间延长了Tt，很显然，这样违背了备自投“应尽量使负荷的停电时间缩短”的原则。相反，若将“加速备投”控制字投入，在1DL（2DL）开关偷跳或者#1主变（#2主变）差动或后备保护动作跳开1DL（2DL）开关后，备自投装置不经延时空跳1DL（2DL）后，再经Th延时合上3DL开关，这样就可以把停电时间缩短Tt。

图2 母联备投一次接线图1 图3 母联备投一次接线图2 如图3所示为另一种运行方式下的母联备自投方式。这种运行方式下备自投动作情况与110kV大河坝站进线备自投动作情况相似，若将“加速备投”控制字投入，在进线1（进线2）保护动作跳开1DL（2DL）后，而在其重合闸未动作之前，备自投装置将要误动，即不经延时跳1DL（2DL），再合3DL。因此，这种运行方式下备自投也不必将“加速备投”控制字投入经以上分析，可以得出以下结论： 厂家设计人员在设计RCS9651型备自投装置动作逻辑时，以“加速备投”控制字投退作为主供线路开关因故跳开情况的应对措施，对于不同的运行方式有一定的灵活性。但设计为单一的控制字整定也有可能了现场应用的灵活性，一旦使用不当，则造成备自投误动作或延长负荷的停电时间。 3 改进思路 3.1 从装置软件逻辑上进行改进 对于图1和图3所对应的运行方式，可以从软件设计上取消“加速备投”控制字开入。实际上，茂名地区110kV变电站绝大多数为图1和图3所对应的运行方式。因此，为了避免使用不当造成的备自投误动作，对于图1和图3的运行方式为：在满足母线失压、进线无流、备用线有压的情况下，经延时Tt跳开1DL，确认1DL跳开后经延时Th合上3DL。 对于图2所对应的运行方式为：1DL（2DL）跳闸后，I母（II母）失压，进线1（进线2）无流启动，在判别II母（I母）有压的情况下，不经延时空跳1DL（2DL），确认1DL跳开后合上3DL。 3.2 从开入设计上进行改进 其实对于任意一种运行方式，我们都要事先与设备厂家做好充足的沟通，确定好现场备自投的运行方式后，方可运用备自投装置的各种功能。对于上述三种备自投方式，可以考虑增加“加速备投”功能开入硬压板，而不是单一由的控制字整定。根据实际运行方式给压板涂上颜色，以确定此硬压板在运行时需要长期投入还是长期退出。即对于图1和图3所对应的运行方式，“加速备投”功能硬压板需要长期退出；对于图2所对应的“加速备投”功能硬压板需要长期投入。 以上是备自投装置在应用过程中需注意的问题，根据现场实际条件和要求，结合备自投装置的各种功能，在与各种保护装置之间的配合或联系方面还需综合考虑。 4 结语： 备用电源自动投入装置已被广泛应用于 110 kV 及以下电力系统，特别是在重要的内桥接线变电站中采用的进线及桥断路器备自投更是普遍，其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致全站停电或者大面积停电。因此，作为保证用户连续可靠供电的重要手段，在正常运行、维护过程中，我们对备自投装置使一定要有所关注。在备自投逻辑试验时，必须严格按照备自投逻辑进行，尤其应注意对备自投闭锁逻辑的试验。在应用备自投装置时，在技术协议、设计、整定中尽量将各种可能发生的情况都考虑在内，并通过制定现场运行规程来规范备自投运行管理，来确保备自投装置对提高110kV及以下电网的供电可靠性起到实质性的作用。 参考文献： [1] 江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术[M].北 京：中国电力出版社，2006. [2] 南瑞继保电气有限公司，RCS-9651C_070812技术和使用说明书V2.30，2007. [3] 王西平.一种设置灵活可靠的微机备自投装置[J]，电力自动化 设备，2000，20（1）：18-20. [4] 崔艳，杜景远.备自投装置在电网中的应用分析[J]，电流系统继电保护及控制-2005. [5] 许育敏.备自投装置的设计探讨 [J]，浙江电力-2000.