盧昌盛

（中國三峽新能源有限公司華東分公司，江蘇 南京 210000）

備自投裝置的功能是，當(dāng)線路發(fā)生故障時，可以自動迅速將備用電源投入，防止線路或用戶斷電，有效提高變電站供電可靠性。上級線路設(shè)有線路重合閘時，下級變電站備自投需在時間上予以配合。在備自投裝置和重合閘配合的過程中，由于各種因素可能會出現(xiàn)一些問題。本文對備自投與線路保護(hù)重合閘的配合進(jìn)行了分析，并提出具體的配合措施。

1 備自投裝置在投入運行后的要求

在實際應(yīng)用中，備自投裝置應(yīng)符合以下要求。

第一，備自投只有在失去工作電源，或者是斷路器跳開之后，才能夠?qū)溆秒娫赐度搿Ｈ鐖D1所示，圖中斷路器DL2、DL7為分位，其他所有斷路器為合位。一旦線路L1存在故障后，變電站1的保護(hù)將立即動作，將DL4斷路器跳開，然后根據(jù)整定的時間延時之后在重合閘。變電站2內(nèi)備自投裝置的動作過程是將斷路器DL7合閘，即備用電源投入運行。變電站2內(nèi)備自投裝置正確動作的前提條件是需要變電站1的斷路器DL4在重合閘失敗之后，將斷路器DL4跳開，變電2全站失壓，之后變電站2的備自投裝置才接著動作。因此，變電站2備自投裝置動作時間的整定，必須將斷路器DL4的重合閘時間進(jìn)行考慮，即備自投裝置動作需大于上述動作時間之和。

圖1 變電站一次聯(lián)系圖

第二，當(dāng)變電站的主變、母差等保護(hù)裝置動作，或者是手跳開關(guān)引起整個變電站失壓時，此時需要閉鎖備自投動作。以某變電站的分段備自投動作邏輯來進(jìn)行舉例，如下圖2所示。圖中，斷路器DL3處于分位，其余斷路器處于合位。假設(shè)變電站內(nèi)#1主變故障引起非電量保護(hù)動作，將#1主變兩側(cè)的斷路器DL1、DL4跳閘。一旦此時主變保護(hù)裝置沒有將備自投裝置的動作閉鎖，而是由備自投動作自動合上斷路器DL3，將備用電源投到發(fā)生故障的#1主變，將會引起故障范圍擴(kuò)大。而這種事故是絕對不能夠發(fā)生的，因此在這種特殊情況下，保護(hù)裝置需要向備自投裝置發(fā)出閉鎖命令。

圖2 內(nèi)橋接線變電站一次接線圖

第三，備自投裝置應(yīng)只能動作1次，這是為了避免當(dāng)備自投裝置動作后，備用電源會再次投入到故障點。但如果是備自投動作后轉(zhuǎn)換了運行方式，且這種方式滿足備自投裝置的充電條件以及時間，則應(yīng)該可以再次正確動作，而不因為閉鎖不動作。

根據(jù)變電站的實際情況以及備自投裝置的功能，在和其他保護(hù)裝置的配合則還需要進(jìn)行綜合的考慮。

2 備自投與自動重合閘之間的配合問題

以圖3為例，圖中為某220kV變電站，其中進(jìn)線1和進(jìn)線2分別掛在Ⅰ母和Ⅱ母上，并且這兩條進(jìn)線的重合閘設(shè)為單重方式。

圖3 220kV變電站接線方式

假設(shè)進(jìn)線1為電源線路，而在點A處發(fā)生故障。進(jìn)線1的繼電保護(hù)裝置將立刻動作，將斷路器1QF以及對側(cè)開關(guān)跳開。

若點A處的故障類型為多相故障，則在繼電保護(hù)裝置在動作跳開斷路器之后，線路兩側(cè)的斷路器將不會重合，該線路失電。當(dāng)設(shè)為進(jìn)線備投方式時，由于斷路器1QF 跳閘，導(dǎo)致該變電站的Ⅰ母和Ⅱ母同時失壓，進(jìn)線1在跳閘后沒有電流，根據(jù)進(jìn)線備投的動作邏輯，將合上斷路器2QF，由進(jìn)線2為Ⅰ母和Ⅱ母供電，確保變電站不失壓。此時故障點位于進(jìn)線1，斷路器2QF合閘成功后，并沒有合于之前的故障點，所以線路保護(hù)無需向備自投裝置發(fā)出閉鎖命令。假如備自投裝置設(shè)為分段備自投方式，斷路器1QF跳開后，將會合上斷路器3QF，來確保變電站的正常供電，同樣不能將分段備自投閉鎖掉。

若故障點A為單相瞬時故障，則進(jìn)線1兩側(cè)開關(guān)會在跳開后，經(jīng)延時后進(jìn)行重合，進(jìn)線1恢復(fù)正產(chǎn)運行。當(dāng)變電站的備自投裝置設(shè)為進(jìn)線備自投方式時，在重合閘動作之前進(jìn)線備自投的動作條件是滿足的。如果保護(hù)動作的時間整定不恰當(dāng)，極可能會導(dǎo)致備自投裝置發(fā)生誤動作，而將斷路器2QF提前合上。當(dāng)斷路器2QF合上之后，并不會對重合閘的充放電邏輯具備影響，進(jìn)線1的斷路器1QF以及其對側(cè)開關(guān)仍會正常重合閘。這樣就會導(dǎo)致220kV電網(wǎng)發(fā)生非預(yù)期的合環(huán)運行狀態(tài)，可能會引起嚴(yán)重的后果。如果備自投裝置設(shè)成分段備自投方式，在由于故障開關(guān)跳開后、線路重合閘動作之前，是滿足分段備自投動作邏輯的。如果保護(hù)動作的時間整定不恰當(dāng)，極可能會導(dǎo)致備自投裝置誤動作而將斷路器3QF提前合上。斷路器3QF合上之后，并不會對重合閘的充放電邏輯具備影響，進(jìn)線1的斷路器1QF以及其對側(cè)開關(guān)仍會正常重合閘，同樣會導(dǎo)致220kV電網(wǎng)發(fā)生非預(yù)期的合環(huán)運行狀態(tài)。

若故障點A為單相永久性故障，則進(jìn)線1兩側(cè)斷路器在跳閘后，經(jīng)單相重合閘延時再重合，再加速跳開斷路器，進(jìn)線1失電。當(dāng)備自投裝置設(shè)為進(jìn)線備自投方式，在跳兩側(cè)開關(guān)跳開后到重合閘動作前的這段時間內(nèi)，如果保護(hù)動作的時間整定不恰當(dāng)，備自投裝置依然大概率誤動作，而將斷路器2QF合上，在斷路器1QF重合上的瞬間造成220kV電網(wǎng)非預(yù)期合環(huán)運行狀態(tài)。與此同時，由于電網(wǎng)的運行方式短時間內(nèi)快速變化，也可能導(dǎo)致備自投裝置發(fā)生拒動，即斷路器1QF發(fā)生跳閘后斷路器2QF卻無法合閘。進(jìn)而導(dǎo)致變電站全站失壓，后果更加惡化。如果備自投裝置處于分段備自投方式，在重合閘動作之前，如果保護(hù)動作的時間整定不恰當(dāng)，備自投裝置依然大概率誤動作，而將斷路器3QF合上，在斷路器1QF重合上的瞬間造成220kV電網(wǎng)非預(yù)期合環(huán)運行狀態(tài)，同樣可能會導(dǎo)致備自投裝置拒動，即斷路器1QF發(fā)生跳閘后斷路器2QF卻無法合閘，進(jìn)而導(dǎo)致變電站全站失壓，后果更加惡化。

如果故障發(fā)生圖示B點時，220kV備自投裝置在不同的備自投邏輯下，同樣會遇到上述故障點A所存在的問題。

3 結(jié)語

備自投裝置是保證變電站在特殊情況下供電可靠性的重要設(shè)備，其動作邏輯需和線路保護(hù)的動作時限相配合，以避免備自投裝置出現(xiàn)誤動或拒動的情況時，導(dǎo)致發(fā)生更加嚴(yán)重的電網(wǎng)事故。為解決備自投裝置與線路保護(hù)之間的配合問題，不能簡單地使用線路保護(hù)動作來閉鎖備自投的方案，而應(yīng)通過適當(dāng)整定備自投的動作跳閘時限，使其大于線路保護(hù)各邏輯的動作時間之和，以解決備自投裝置與線路保護(hù)的相互配合問題。在線路保護(hù)動作完成后，電網(wǎng)運行方式不會再產(chǎn)生變化，此后備自投裝置才進(jìn)行動作，以確保繼電保護(hù)設(shè)備動作的獨立性和正確性。

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