練志斌

摘 要：保證電網(wǎng)系統(tǒng)對用戶的可靠供電，備自投裝置起到重要作用。當(dāng)主供電源發(fā)生故障時，切斷故障主供電源后，備用電源能自動投入使用，保證對城市供電不中斷，不影響正常的社會生活。文章分析了備自投的構(gòu)成，主要介紹了變電站中常用的兩種110 kV備自投配置方式，及它們在實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)的一些問題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以此滿足電網(wǎng)供電的安全可靠需求。

關(guān)鍵詞：備自投；線路；母聯(lián)

中圖分類號：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）20-0013-02

經(jīng)過多年的實(shí)踐，可知道備自投裝置的應(yīng)用確實(shí)能有效的提高供電網(wǎng)的可靠性。但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市規(guī)模的擴(kuò)大，使得城市供電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也隨之?dāng)U大，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，所以變電站在整個電網(wǎng)中作為樞紐的重要性也越發(fā)突出，各個等級的變電站構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題在所難免。

1 備自投構(gòu)成

因?yàn)?10 kV變電站中輸電線路多且連接復(fù)雜，不同變電站有著不同的功能要求，使得不同變電站的備自投程序也存在著差異，但大體上都要經(jīng)過以下幾道程序。

1.1 充電條件

110 kV變電站的主供電路和備供線路上的電壓均不能為零，前者開關(guān)置于合位，后者開關(guān)置于分位，經(jīng)過5～8 s的延時操作后，使整個備自投裝置處在充電狀態(tài)，運(yùn)行方式可以通過分合位上的母聯(lián)開關(guān)判斷其正確性，同時計(jì)算出各支路線上的功率。

1.2 啟動條件

①備用電源上必須確保存在電壓，同時要完全滿足充電條件后備自投裝置方能被啟動。

②主供電源的線路上無電壓并且備供電源線路上存在電壓時，表明其運(yùn)行方式正確，可以將備自投裝置啟動。

③為避免電氣元件故障引發(fā)備用電源發(fā)生故障，為安全起見，在啟動備自投裝置前必須切斷主供電源。

④主供電源的線路上沒有電壓時，為避免備自投裝置產(chǎn)生錯誤動作，引起設(shè)備故障，必須對主供電源進(jìn)行無電流檢測后才能啟動備自投裝置。

1.3 動作原則

①當(dāng)外部閉鎖信號或者裝置運(yùn)行方式判斷出現(xiàn)異常時不能進(jìn)行備自投動作。

②備自投裝置只允許動作一次，因?yàn)楫?dāng)電器元件存在著永久性的故障時，為避免故障元件對備用電源產(chǎn)生不利影響，繼電保護(hù)裝置會將備用電源切斷，不能進(jìn)行第二次動作。

③為避免備自投動作時間過長使得故障元件對電網(wǎng)產(chǎn)生更大破壞，備自投動作一定要快速，時間一定要短。

④為防止事故進(jìn)一步蔓延，一旦母線出現(xiàn)故障，要加速母差保護(hù)裝置的動作，同時使備自投裝置閉鎖。

1.4 閉鎖條件

①檢修備自投裝置線路時，只需要將正在檢修的相關(guān)開關(guān)閉鎖就行，不需要將整個裝置都閉鎖。

②在母差保護(hù)動作或者開關(guān)失靈保護(hù)動作情況下，備自投裝置要處于閉鎖狀態(tài)，直到人工操作工作完成后，才能解除備自投裝置閉鎖狀態(tài)。

③需要人工操作進(jìn)行閉鎖時，可將備自投裝置的整個出口使用閉鎖總壓板閉鎖，如果需要解除閉鎖，切除閉鎖總壓板就能恢復(fù)備自投裝置的自投能力，這種方式簡單有效。

④手動操作某一個開關(guān)，同時會閉鎖另一個開關(guān)的自投能力。除此之外，備自投裝置出現(xiàn)異常時也需閉鎖：備自投裝置內(nèi)部本身出現(xiàn)異常情況時將裝置閉鎖。備自投裝置運(yùn)行方式不正確會使得信號輸出異常，閉鎖備自投。備自投裝置的線路出現(xiàn)三相斷線故障時閉鎖備自投。

2 110 kV變電站中常見的備自投配置方式

常見的備自投配置方式主要有線路備自投和母聯(lián)備自投。它們最大的區(qū)別在于備自投對象的不同，前者以線路為對象，后者則以母聯(lián)開關(guān)為對象，這兩種配置方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 線路備自投原理

2.1.1 線路備自投接線方式

110 kV變電站正常運(yùn)行時，線路1與線路2不同時運(yùn)行，一條作為主供電源，另一條則作為備用。

2.1.2 線路備自投裝置動作邏輯

本文以線路1作為主供電源，線路2作為備用，完成備自投動作后，檢測到母線上電壓為零，UL2上存在電壓并且I1上電流為零時，1DL延時跳閘，確認(rèn)跳閘后收回命令，之后延時將2DL合閘。若1DL拒絕跳閘或者2DL拒絕合閘，備自投發(fā)生動作，發(fā)出“1DL拒絕跳閘”或者“2DL拒絕合閘”信息。

2.2 母聯(lián)備自投原理

2.2.1 母聯(lián)備自投接線方式

通常情況下，1#變和2#變同時運(yùn)行，1DL、2DL、1GL、2GL都處在合閘狀態(tài)，3DL備自投裝置處在斷開狀態(tài)。1#為I段母線的相關(guān)設(shè)備供電電源，2#為II段母線的相關(guān)設(shè)備供電電源。

2.2.2 母聯(lián)備自投裝置動作邏輯

I段母線上電壓為零，1DL跳閘；II段母線存在電壓時，將3DL合閘；II段母線電壓為零，2DL跳閘，當(dāng)I段母線存在電壓時，將3DL合閘；1DL或者2DL跳閘時，將備自投裝置3DL合閘，保證供電正常。

3 應(yīng)用線路備自投方式的常見問題及防止措施

①線路備自投的跳位開關(guān)不適合使用保護(hù)操作箱的跳閘位置繼電器接點(diǎn)。彈簧儲能開關(guān)廣泛使用在110 kV輸電線路上，控制著跳閘位置繼電器，對儲能接點(diǎn)、斷路器和合閘線圈等元件起到監(jiān)測作用。如果串供電源情況在110 kV變電站中普遍存在，當(dāng)主供電源的線路上發(fā)生永久性故障時，繼電器保護(hù)動作發(fā)生，斷開斷路器，保證電網(wǎng)運(yùn)行安全。重合閘故障時，促使保護(hù)動作再次發(fā)生，此時的斷路器處于分位，儲能開關(guān)需要大約15 s來儲滿能量，否則儲能接點(diǎn)不能接通，使得監(jiān)視合閘線路的跳閘位置繼電器不能動作，不能確認(rèn)備自投的啟動，備自投裝置不能投入使用。在備自投的開關(guān)跳位接點(diǎn)處可以采用輔助接點(diǎn)接入，來保證開關(guān)接點(diǎn)分位和合位應(yīng)變的及時性，禁止運(yùn)用操作箱中跳閘位置繼電器接點(diǎn)。

②處于外界環(huán)境中110 kV變電站備自投不宜接入刀閘跳位閉鎖備自投。容易受到環(huán)境不利因素（如暴雨大風(fēng)）干擾較大的110 kV變電站，特別是在一些地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)（如高山），110 kV刀閘輔助接點(diǎn)的防水、防銹、防腐蝕等工作是重點(diǎn)難題，刀閘輔助接點(diǎn)運(yùn)行時，會因?yàn)樯鲜龉ぷ鞑坏轿辉斐蓚渥酝堕]鎖。通過綜合考慮110 kV變電站的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行方式，適當(dāng)?shù)娜∠堕l跳位的開入接線，防止線路備自投裝置的錯誤閉鎖。

③保證備自投接入開關(guān)控制回路的正確性。備自投裝置的線路開關(guān)控制著整個輸電回路，在保護(hù)跳閘位置處安裝著備自投條運(yùn)行開關(guān)，動作時繼電器接在合位不能置于分位。如果繼電器置于分位了，導(dǎo)致備自投運(yùn)行線路開關(guān)的合后位置消失，備自投判斷屬于人工操作，使得備自投的線路開關(guān)動作后立即停止工作。

4 母聯(lián)備自投應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 優(yōu)點(diǎn)

①母聯(lián)備自投方式的啟動條件更加嚴(yán)格，閉鎖條件也更加可靠，使得這種方式更加安全。母聯(lián)備自投只有在多個條件同時滿足備自投動作要求后才能被啟動，否則程序會被終止，備自投閉鎖。母聯(lián)備自投在啟動后便會閉鎖備自投裝置，避免出現(xiàn)二次合閘現(xiàn)象，造成事故。相電壓一旦出現(xiàn)異常情況，備自投裝置將立刻閉鎖，保障安全。

②母聯(lián)備自投采用的是時間不滿足要求就立刻返回重新動作，時間上一定要配合備自投的工序。

③為防止重合閘現(xiàn)象可采取合理的措施：整個電網(wǎng)系統(tǒng)必須運(yùn)行正常；無電壓無電流保證著三相斷線使備自投產(chǎn)生錯誤動作。

4.2 缺點(diǎn)

①在輕負(fù)荷條件下，即三相電流小于0.25 A，同時滿足無電壓無電流條件，母聯(lián)備自投就會自動啟動。如果采取修改備自投邏輯來避免這種情況發(fā)生，在實(shí)際中又會使得母聯(lián)備自投裝置形同虛設(shè)，不發(fā)生動作。

②現(xiàn)今的備自投邏輯只考慮了簡單情況，它只能對于簡單情形發(fā)生動作，對于更為復(fù)雜的情況，備自投動作不一定準(zhǔn)確。

5 分段備自投和變壓器備自投

除了進(jìn)線備自投和母聯(lián)備自投，分段備自投與變壓器備自投應(yīng)用也非常廣泛。

母線上存在電壓，1DL、2DL處在合閘狀態(tài)，3DL處在跳閘狀態(tài)。

母線上存在電壓，輔變壓器進(jìn)線也存在電壓，主變壓器各側(cè)斷路器處在合位置，輔變壓器各側(cè)斷路器處在分位置。

6 結(jié) 語

全文具體分析了變電站中110 kV線路備自投和母聯(lián)備自投應(yīng)用中的常見問題和優(yōu)缺點(diǎn)，并提出些許改進(jìn)措施。綜上所述，要保證備自投裝置的正常工作，必須正確接線，運(yùn)用合理的備自投動作邏輯，采取合理措施，避免上述情況在應(yīng)用中的出現(xiàn)，保證電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

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