馬玉玲，廖洪濤

（寧東供電局，銀川 750411）

110 kV進線備用電源自動投入裝置應用問題及改進措施

馬玉玲，廖洪濤

（寧東供電局，銀川 750411）

110 kV進線備用電源自動投入裝置多用在終端負荷變電站，由于站內母線不配置母線差動保護，當母線發(fā)生故障時，一般為永久性故障，無法閉鎖備自投裝置，導致備用電源自動投入裝置動作，使備用電源合閘故障母線，對變電設備造成多次沖擊。以單母分段進線備用電源自動投入裝置為例，提出根據進線側線路電流的變化判斷母線是否故障的方法，以此作為是否閉鎖備自投工作的條件。

進線；備用電源自動投入裝置；母線故障；進線電流；閉鎖備用電源自動投入

0 引言

在110 kV供電系統(tǒng)中，備用電源自動投入裝置（以下簡稱備自投裝置）以其動作邏輯簡單、實現方便等優(yōu)點得到了廣泛應用。110 kV終端站多采用2條電源線路1用1備的供電方式，110 kV母線不配置母線差動保護。進線備自投裝置作為其中的一種備用電源投入方式，多在采用單母線分段接線方式時使用，在運行線路發(fā)生永久性故障時能夠實現跳閘運行開關、合閘備用開關的邏輯。但當運行母線發(fā)生永久性故障時，無法實現備自投裝置閉鎖功能，使備用電源線路合閘故障母線。本文通過分析備自投裝置動作邏輯、系統(tǒng)運行方式、保護裝置配合，提出了進線備自投裝置在應用中的改進措施。

1 備自投裝置動作邏輯

110 kV某變電站接線如圖1所示。變電站進線1運行，進線2備用，即開關1DL，3DL在合位，2DL在分位，2臺主變壓器高壓側中性點采用間隙接地方式。站內無110 kV母線差動保護，配置進線備自投裝置。

1.1 運行進線故障時備自投裝置動作邏輯

當進線1電源因故障或其他原因被斷開時，進線2備用電源自動投入。具體判據為：當充電完成后，Ⅰ段母線、Ⅱ段母線均無壓，Ux2有壓（檢線路電壓控制字投入），進線1無電流，經延時t1跳閘開關1DL，確認開關1DL跳閘后，經延時t2合閘2DL。

圖1 110 kV某變電站系統(tǒng)接線

1.2 母線故障時備自投裝置動作邏輯

當故障發(fā)生在該變電站I段母線上時，進線備自投裝置動作邏輯同1.1章節(jié)，當備自投裝置動作合閘開關2DL后，故障仍然存在，系統(tǒng)再次受到故障電流的沖擊，只能依靠進線2電源側延時保護動作切除故障。

2 進線備自投裝置邏輯改進措施

2.1 不同故障點故障電流特點

以進線1運行、進線2備用為例，系統(tǒng)如圖2所示，分別分析進線1在不同點發(fā)生故障時的故障電流特點。

圖2 進線1運行、進線2備用時系統(tǒng)接線

2.1.1 d1點故障

（1）故障時變壓器中性點間隙未擊穿。CT1處于故障點背側，由于變電站為終端負荷站，發(fā)生故障時故障點到變電站無正序、負序及零序通路，故不能向d1點提供故障電流，因此在發(fā)生各種故障時，流過CT1處的故障電流為0（忽略負荷電流的影響）。

（2）故障時變壓器中性點間隙發(fā)生擊穿。變壓器中性點間隙擊穿后，變壓器中性點接地，變電站由不接地系統(tǒng)轉換成接地系統(tǒng)，改變了系統(tǒng)的零序序網圖。在相間短路故障時，系統(tǒng)正、負序網圖均未變化，因此CT1處的故障電流仍為0。而當發(fā)生接地短路時，以單相接地為例，復合序網如圖3所示。

圖3 復合序網

利用復合序網圖計算故障短路電流，計算步驟如下。

綜合正序阻抗

綜合負序阻抗

綜合零序阻抗

短路點的各序分量電流為

CT1處流過的只有零序電流，故各相故障電流大小及相位均相等。發(fā)生兩相短路接地故障時，可得到同樣的結論。

2.1.2 d2點故障

d2點故障，CT1處于故障點正側，故障電流由大電源系統(tǒng)提供，故障電流具有以下特點。

（1）若變電站高壓側中性點未擊穿，CT1處故障相電流較大，非故障相電流為0。

（2）若變電站高壓側中性點擊穿，發(fā)生相間短路故障時，故障電流與中性點未擊穿時故障電流相同；

CT1處流過的故障電流為而發(fā)生接地短路故障時，非故障相電流不再為0。

2.2 備自投邏輯改進措施

在動作邏輯判據中，進線備自投裝置可利用進線和母線故障時，CT1處故障電流所呈現出的不同特點來區(qū)分故障發(fā)生位置。當判斷為母線（或引流線）故障時，備自投裝置放電，從而避免備自投裝置動作將備用電源合閘故障母線。

備自投裝置需采集2條進線開關CT的三相電流，且設置Id1，Id2，t3個整定項目：Id1用來判別變電站是否發(fā)生了母線故障，取值應保證對變電站母線發(fā)生各種故障有足夠的靈敏度且大于正常運行時可能出現的最大負荷電流值；Id2用來判別運行線路是否發(fā)生了接地故障，取值應保證對運行進線發(fā)生故障且變電站變壓器間隙擊穿時有足夠的靈敏度；t為母線從發(fā)生故障到切除故障的時間，取值應不大于運行線路電源側能夠保護本線路全長的Ⅱ段時間定值。

仍然以進線1運行、進線2備用為例，正常運行時，CT1處電流為正常負荷電流，發(fā)生故障時，CT1處電流發(fā)生突變，若電流突變后大于整定值Id1，并且持續(xù)時間達到t，備自投裝置進入放電邏輯判斷程序。而在進線發(fā)生故障時，若變電站變壓器因中性點過電壓而發(fā)生間隙擊穿，CT1處的接地故障電流可能會大于整定值Id1，為了避免備自投裝置在這種情況下誤放電，在邏輯判據中加入以下判據：若Ia＝Ib＝Ic＝I0＞Id2，則終止備自投裝置放電邏輯判據。改進后的邏輯判據如圖4。

圖4 改進后的邏輯判據

滿足以上邏輯判據后，當備自投裝置判斷故障發(fā)生在運行線路以外時，閉鎖備自投裝置動作，備自投裝置放電。

3 結論

通過對比不同故障點的故障電流特點，在備自投裝置中加入簡單的電流邏輯判據，區(qū)分線路故障和母線故障，從而使備自投裝置能夠在母線故障時自動放電，避免一次設備多次受到故障電流的沖擊，提高備自投裝置動作的正確率。

［1］DL／T 584—2007 3 kV～110 kV電網繼電保護裝置運行整定規(guī)程［S］.

［2］國家電力調度通信中心.國家電網公司繼電保護培訓教材［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［3］張豐，郭碧媛.備自投裝置在單母分段接線中應用存在的問題及解決措施［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2011，4（7）：133-135.

［4］王寧.基于PLC備用電源自動投入裝置的實現［J］.華電技術，2008，30（3）：33-36.

［5］高文.備用電源自動投入裝置異常情況分析及處理［J］.華電技術，2009，31（6）：65-66.

［6］梁國柱.備用電源自動投入裝置的應用及改進［J］.華電技術，2012，34（2）：53-54.

（本文責編：弋洋）

TM 762.1

：B

：1674-1951（2015）02-0050-02

馬玉玲（1983—），女，寧夏固原人，助理工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護方面的工作（E-mail：mayuling2000＠163. com）。

2014-06-17；

2014-10-12

廖洪濤（1979—），男，寧夏銀川人，工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護方面的工作（E-mail：nxlht_79＠163.com）。