黃定威

摘 要：220kV變電站為電網(wǎng)重要組成部分，一般會選擇安裝一臺主變進行供電，如果主變壓器出現(xiàn)跳閘故障，勢必會造成變電110kV母線失壓，而影響電網(wǎng)的正常供電。為提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性與安全性，需要做好自投設(shè)備研究，確定在本站變壓器跳閘失壓后，自動投入聯(lián)絡(luò)熱備用進線開關(guān)，恢復(fù)正常供電。本文對220kV主變備自投方案進行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：220kV主變；備自投；運行維護

在電網(wǎng)供電需求不斷提高的背景下，變電站在運行時，經(jīng)常會受到各項因素影響，而降低負荷平衡性，并且現(xiàn)在220kV變電站大多選擇安裝一臺主變的方式，供電可靠性比較低。即便是選擇用兩臺變壓器長期并列運行方式，雖然可以提高供電可靠性，但是也會造成電損耗增加。因此，為從整體上提高變電站運行綜合效益，需要在變電站中引入備用電源自動投入裝置，可以為用戶提供不間斷供電。

1 220kV主變自備自投研究必要性

1.1 解決供電矛盾

就我國變電站建設(shè)現(xiàn)狀來看，對于供電負荷不大的部分，一般會采取設(shè)置單臺主變的方式，具有較高的經(jīng)濟效益，但是一旦單臺主變出現(xiàn)問題，必定會對供電可靠性產(chǎn)生影響。針對此，將備自投裝置引入到變電站內(nèi)，便可以有效解決此問題，并且與兩臺主變同時運行相比，經(jīng)濟方向也具有更高的操作性。

1.2 電網(wǎng)安全性

對于220kV變電站來說，一旦主變出現(xiàn)跳閘事故，一定會造成多個110kV變電站停電。按照相關(guān)規(guī)定，如果3個或以上110kV變電站全停，便可以將其視為嚴重電網(wǎng)事故，存在較大的社會不良影響。將備自投裝置引入到220kV變電站中，可以有效提高供電運行穩(wěn)定性，即便是一臺主變故障，備自投裝置可以直接運行，減少電網(wǎng)事故的產(chǎn)生。

1.3 穩(wěn)定小網(wǎng)

小型電廠基本上均是采用利用110kV從220kV變電站上網(wǎng)的方式，如果220kV變電站單臺運行故障，并且周圍不能滿足負荷平衡要求時，勢必會對小電廠運行產(chǎn)生重大影響，而出現(xiàn)電網(wǎng)事故[1]。通過安裝備自投裝置，可以有效避免此類問題的發(fā)生。

2 220kV變電站備自投安裝要點分析

2.1 技術(shù)要點

安裝設(shè)置備自投裝置，可以提高220kV變電站運行穩(wěn)定性，但是在安裝時需要做好各要點控制，應(yīng)只考慮兩臺主變相互備投，而不考慮兩臺主變運行時低壓分段開關(guān)備自投。同時，只要求主變差動與非電量保護跳閘以及高壓側(cè)開關(guān)偷跳時啟動備自投，而不需要進行中、低壓側(cè)開關(guān)分別偷跳與變壓器后備保護動作跳閘時備自投的啟動。另外，為提高備自投安裝應(yīng)用效果，還需要控制好其啟動條件，即中、低壓側(cè)開關(guān)同時處于無流無壓狀態(tài)，并且高壓側(cè)有壓。其中，在高壓側(cè)有壓狀態(tài)下，可以有效避免220kV系統(tǒng)影響，可以將自投動作時間整定的更下，且不需要在單電源狀態(tài)下與上級保護、重合閘進行配合。最后，變電站主變低壓側(cè)均會設(shè)置帶分裂電抗器，具有兩個低壓開關(guān)，并且低壓側(cè)開關(guān)CT二次繞組比較少，可以選擇用高壓側(cè)CT代替低壓側(cè)CT，可以有效降低系統(tǒng)復(fù)雜性。

2.2 設(shè)備要求

第一，所選備自投裝置應(yīng)設(shè)置充、放電邏輯，當(dāng)充滿電后才可動作，并且只可動作一次，動作完成后需要手動復(fù)位后才能重新運行。第二，備自投裝置需要設(shè)置自診斷功能，即能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)開關(guān)量、各側(cè)模擬量以及自身異常情況進行有效診斷后，告警并閉鎖備自投。安裝時中、低壓側(cè)人一側(cè)無壓、無流，且有流狀態(tài)下開關(guān)跳位可以對備自投放電。第三，待備自投裝置安裝投運后，無論運行變壓器中、低壓側(cè)開關(guān)是否跳開，均需要提前發(fā)一個跳閘脈沖于中、低壓側(cè)斷路器上，在確認中、低壓側(cè)斷路器成功斷開后，備用變壓器便可以投入運行。

2.3 二次回路

第一，就地或遠方斷開運行變壓器各側(cè)開關(guān)時，要求備自投裝置不進行動作，則主變各側(cè)操作箱手調(diào)繼電器STJ觸點需要對備自投裝置防電。其中，如果出現(xiàn)手調(diào)放電不接情況，則需要由運行把關(guān)，并在操作前退出自投。第二，主變各側(cè)后備保護動作需要對備自投裝置進行放電，避免備用變壓器合到故障回路上，提高系統(tǒng)運行安全性。第三，備自投動作跳開運行變壓器各側(cè)開關(guān)時，不能將出口接到手調(diào)繼電器STJ或TJR上，以免自投裝置出現(xiàn)放電動作，而影響合閘邏輯的正常進行。第四，變電站安裝備自投，其所用高、中壓側(cè)CT電壓應(yīng)選擇用某一主變保護切換后的電壓，以免出現(xiàn)母線停電等故障而導(dǎo)致CT失壓，使得備自投裝置無法正常投運。第五，根據(jù)實際情況可以適當(dāng)降低CT，或者是安裝升流器裝置，以免因為主變某側(cè)開關(guān)負荷電流過小，而造成設(shè)備自投失敗。

3 220kV變電站備自投方案設(shè)計分析

3.1 方案目的

做好110kV母線電壓量、主變110kV側(cè)開關(guān)點流量、110kV備用電源線路開關(guān)位置、10kV母線差動作信號以及對應(yīng)110kV母線倒閘位置信號等內(nèi)容的綜合分析，在出現(xiàn)110kV母線電壓量消失而不存在其他閉鎖信號發(fā)出的情況時，備自投裝置動作，確保其可以按照設(shè)定好的動作邏輯，跳開220kV主變110kV側(cè)開關(guān)，合上110kV備用電源線路開關(guān)，恢復(fù)系統(tǒng)的正常供電。

3.2 方案設(shè)計

3.2.1 備自投裝置

輸入量220kV變電站110kV母差動作信號；110kV備用電源線路對應(yīng)110kV母線刀閘位置信號；110kV母線Ⅰ、Ⅱ段電壓；主變110kV側(cè)后備保護動作信號；主變110kV側(cè)開關(guān)位置與手動分閘信號；110kV母聯(lián)開關(guān)位置等。

輸出量跳110kV出線開關(guān)、旁路、主變110kV側(cè)開關(guān)以及母聯(lián)開關(guān)；閉鎖相應(yīng)出線開關(guān)重合閘；發(fā)出裝置動作信號。

3.2.2 動作邏輯

滿足三個條件，即：無閉鎖備自投信號、檢測110kV兩端母均無電壓、主變中壓側(cè)無電流。滿足條件后啟動，根據(jù)保護裝置動作信號以及熱備用線路所在母線情況，檢測主變中壓側(cè)開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)斷開位置。最后跳開部分線路開關(guān)，并合上110kV熱備用線路開關(guān)，發(fā)出動作信號。

在220kV主變保護動作跳三側(cè)開關(guān)或者主變中壓側(cè)開關(guān)偷跳造成110kV母線失壓，需要滿足四個條件，即：務(wù)必所備自投信號、檢測110kV兩段母線均無電壓、主變終壓側(cè)開關(guān)在斷開位置、主變中壓側(cè)開關(guān)無電流。滿足后延時，跳開部分線路開關(guān)，合上110kV熱備用線路開關(guān)，最后發(fā)出動作信號。

如果兩段母線電壓經(jīng)檢測后均為失壓狀態(tài)，可動作。而如果只要一段母線有電壓，便可確定不滿足動作條件，不發(fā)出動作信號。

4 結(jié)語

將備自投裝置引入到220kV變電站中，對提高系統(tǒng)供電穩(wěn)定性具有重要意義。因此需要從技術(shù)角度分析，遵循備自投裝置安裝原則，在確定技術(shù)要點的同時，做好各環(huán)節(jié)的控制，確保其可以正常的工作，減少電網(wǎng)故障的發(fā)生。

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