馮迎春，陸圣芝，袁 松

(1.揚州供電公司，江蘇 揚州225001；2.南通供電公司，江蘇 南通226006)

近年來，為保證供電可靠性，備自投裝置在變電站主變中低壓側(cè)的應(yīng)用逐年增多[1]。但當變電站的負載率較高時，主變低壓側(cè)備自投動作將負荷切至另一臺主變供電，很容易造成該臺運行主變的過載，嚴重時甚至可能造成該臺主變的停運，擴大事故范圍[2-4]。因此，需要根據(jù)負荷情況聯(lián)切部分線路，保證供電變壓器不過載。國內(nèi)外的設(shè)備廠家生產(chǎn)的備自投裝置，僅設(shè)置了過負荷聯(lián)切回路，根據(jù)預(yù)先整定的過負荷減載輪次聯(lián)切負荷[5，6]，缺乏靈活性，易多切或少切負荷。本文提出一種自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置，能夠根據(jù)實時負荷情況實現(xiàn)自適應(yīng)聯(lián)切負荷，該裝置是對變電站主變中低壓側(cè)備自投裝置的有效補充，較好地解決了主變中低壓側(cè)備自投動作后主變安全運行的問題，從而避免變壓器過熱損壞、變電站全站停電等嚴重事故的發(fā)生。

1 備自投聯(lián)切裝置的工作原理

備自投裝置要實現(xiàn)智能性地聯(lián)切負荷功能，需取得流過變壓器各側(cè)開關(guān)和所有出線開關(guān)的電流來進行計算判斷，并且接入聯(lián)跳所有出線的控制回路。然而，傳統(tǒng)備自投裝置能接入的模擬量和開關(guān)量較少，不具備進行電流綜合計算判斷的功能，其聯(lián)切負荷只能通過壓板投切預(yù)先安排的數(shù)條線路來實現(xiàn)，缺乏靈活性，在不掌握主變運行狀態(tài)的情況下容易多切或少切負荷。如果在已定型的傳統(tǒng)備自投裝置的基礎(chǔ)上進行軟、硬件的改造，除了破壞裝置本身硬件的模塊化與軟件的通用性以外，為了與眾多的主變、線路間隔聯(lián)絡(luò)，還需要施放大量的電流回路、控制回路等二次電纜，使得備自投裝置的回路繁雜，施工改造難度大。本文提出的備自投聯(lián)切負荷裝置，通過與原有變電站綜自系統(tǒng)通信，收集所需監(jiān)測線路的負荷信息和備自投裝置的工作信息，對線路負荷情況進行綜合運算分析。當發(fā)生一臺主變失電，備自投動作跳開主變低壓側(cè)開關(guān)時，該裝置根據(jù)最近時刻實時負荷情況和預(yù)先設(shè)定的線路重要性排序，智能切除有可能導(dǎo)致另一臺主變過載的次重要性負荷，確保分段開關(guān)合上后，運行變壓器不過載。

如圖1所示。本裝置與變電站綜自系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接，采用104規(guī)約通信，獲取所需監(jiān)測線路的實時電流、開關(guān)位置信息、備自投裝置的運行狀態(tài)及備自投動作信息，對于線路開關(guān)的聯(lián)切操作也通過綜自系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)遙控指令。整個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互均通過以太網(wǎng)通信搭建，對于原有變電站綜自系統(tǒng)無影響，且施工方便，只需要連接通信、綜自系統(tǒng)配置轉(zhuǎn)發(fā)表即可。

圖1 變電站信息傳輸交互圖

2 正常運行時控制流程

某變電站一次系統(tǒng)如圖2所示。正常運行時，1QF，2QF合位，3QF分位。自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置從綜自通信管理機獲得線路a1，a2……an，b1，b2……bn電流值，計算母線Ⅰ，Ⅱ饋線電流總值IA+IB，并存儲在裝置緩存區(qū)。當變壓器X故障失電時，備自投動作，跳開1QF，備自投聯(lián)切裝置在獲得綜自通信管理機發(fā)出的備自投動作信息和1QF開關(guān)跳閘信息后，啟動判斷程序（如圖3所示），調(diào)用數(shù)據(jù)庫中變壓器X失電前一刻的各線路電流值并計算饋線電流總值IA+IB，與非故障變壓器Y電流限額值IY比較，如后者大于前者，即判斷變壓器無過載可能，通過綜自通信管理機遙控合分段開關(guān)3QF；如電流條件不滿足要求，則按照負荷重要等級由低到高依次模擬切除饋線負荷，直到滿足變壓器不過載條件后，形成線路跳閘邏輯表，裝置通過綜自通信管理機聯(lián)切線路開關(guān)，確認線路開關(guān)跳閘后，再遙控合分段開關(guān)，完成自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置的整個動作過程。

圖2 某變電站一次系統(tǒng)圖

圖3 備自投聯(lián)切裝置邏輯判斷程序框圖

自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置完成負荷的聯(lián)切之后向調(diào)度主站發(fā)送操作遙信，以方便監(jiān)控和調(diào)度確認開關(guān)分合閘動作原因，同時在裝置內(nèi)部以文件的形式存儲動作邏輯及出口動作信息，以備查詢。

3 故障狀態(tài)下的控制流程

在站內(nèi)設(shè)備或其信息獲取異常情況下，自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置能夠通過與其他設(shè)備的配合，完成備自投聯(lián)切負荷。（1）某饋線開關(guān)無合位置遙信，但有電流。按照該饋線已投入運行處理，流程同正常運行時的流程操作，并報饋線位置異常軟遙信至調(diào)度，提示處理。（2）某饋線開關(guān)拒動。在自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置按正常態(tài)流程下發(fā)需要聯(lián)切的線路遙控分閘指令后，根據(jù)遙信、遙測綜合判斷某饋線開關(guān)沒有動作，則啟動裝置故障態(tài)流程，選取剩余線路中負荷重要等級最低的線路電流與該饋線電流進行比較，當一條或多條線路電流累加值大于等于該饋線電流時，裝置通過綜自通信管理機遙控這一條或多條線路開關(guān)分閘，其它流程仍同正常態(tài)流程操作。（3）備自投裝置故障或信息缺失。當無法獲取備自投動作遙信，但是從綜自系統(tǒng)獲知變壓器中低壓側(cè)開關(guān)跳閘變位，母線失電且沒有外部閉鎖備自投信號時，自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置啟動流程，預(yù)判可聯(lián)切負荷線路，不發(fā)遙控指令，將結(jié)果上報至調(diào)度主站，由調(diào)度判斷進行人工干預(yù)。（4）自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置自身故障。當裝置自檢出錯或裝置掉電時，裝置具有遙信硬接點輸出，并接入綜自系統(tǒng)，上報調(diào)度主站，以便通知檢修人員及時趕至現(xiàn)場進行處理。

4 結(jié)束語

本文通過研究自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置的工作原理，提出一種備自投聯(lián)切裝置在站內(nèi)設(shè)備均正常運行或可能故障狀態(tài)下的控制流程，能夠滿足基于變電站測控數(shù)字量的自適應(yīng)備自投聯(lián)切負荷系統(tǒng)功能。

自適應(yīng)備自投聯(lián)切裝置通過變電站綜自系統(tǒng)來采集所需信息和進行聯(lián)切負荷操作，整個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互均通過以太網(wǎng)通信搭建。進行老站改造時施工簡單方便，只需要增加一些通信電纜，對于原有備自投設(shè)備及綜自系統(tǒng)影響甚小。該系統(tǒng)的投運可大大提升原有變電站備自投系統(tǒng)的智能化水平。本文設(shè)計的備自投聯(lián)切裝置能夠克服傳統(tǒng)備自投裝置聯(lián)切負荷時選擇性機械單一、缺乏靈活性的缺點，可根據(jù)實時變化的負荷情況切除負荷，在確保電網(wǎng)主設(shè)備安全運行的前提下盡可能減少負荷損失，提高了電網(wǎng)的供電可靠性和經(jīng)濟性。

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