“三雙”接線模式下備自投的優化

鄭賢舜，斯捷，陳小潔，王強儀

（1.溫州電力局，浙江溫州325000；2.浙江圖盛輸變電工程有限公司，浙江溫州325000）

“三雙”接線模式下備自投的優化

鄭賢舜1，斯捷2，陳小潔1，王強儀1

（1.溫州電力局，浙江溫州325000；2.浙江圖盛輸變電工程有限公司，浙江溫州325000）

為了適應新的配電網接線模式發展要求，針對現有的備自投產品在配電網“三雙”接線模式下的應用進行了分析和比較。指出備自投存在的隱患，并制定了相應的解決方案，滿足了配電網“三雙”接線的各種運行方式對備自投的要求。

三雙；備自投；優化

0 引言

近年來，隨著對供電可靠性要求的不斷提高，新型的配電網接線模式——“三雙”接線模式也應運而生。浙江典型配電網“三雙”即“雙電源、雙線路、雙接入”模式[1]如圖1所示。其中，“雙電源”指2個上級高壓變電站，“雙線路”指連接“雙電源”的2條中壓電纜或架空線路，“雙接入”指公用配電變壓器（簡稱配變）通過自動投切的開關接入“雙線路”。該接線采用“一分二”的雙環結構：變電站的每條10 kV出線經站外分路開關分為2條支路，每一支路可與來自不同母線段的另一條支路同路徑敷設，構成電纜雙環網結構。4回10 kV出線組成兩個電纜雙環網，通過線路首端交叉，使每一個雙環網都具有來自4個不同方向的電源。“三雙”接線配電網的供電可靠率達到了99.999%。

其中，配變“雙接入”（如圖2所示）與傳統接入模式的最大不同之處是采用了雙投開關，比傳統接線模式在一次設備上節約了1個開關，同時節省了配電室內的占地面積，但對開關斷弧能力、備用電源自動投入裝置（簡稱備自投）的動作邏輯完整性要求更高。

圖1 “三雙”接線一次示意

圖2 公用配電房內配變“雙接入”示意

由于“雙接入”模式剛開始應用不久，大部分設備廠商對其技術理解深度不一，生產的備自投裝置邏輯五花八門，沒有統一的標準，因此給實際運行帶來極大的安全隱患。

1 備自投存在的問題

溫州市鹿城區安瀾小區配電室“三雙”接線改造試點工程實現“三雙”的接線模式，采用進口開關柜和備自投裝置，在備自投試驗過程中，發現了以下問題：

（1）在配變發生故障時，沒有閉鎖備自投的邏輯。由于配變側高壓熔絲保護具有反時限特性，配變發生故障后與上一級保護存在失配的可能，將可能拒動。如圖2所示，電源2側上一級保護動作開關跳閘，配變進線側失壓，而電源1側正常，滿足備自投動作條件，經過延時后，將故障配變切到了電源1側。由于故障仍然存在，而電源1側的上一級保護也將先于配變高壓熔絲保護動作，跳開原沒有故障的線路，擴大了故障范圍，這在實際運行中是不允許的。

（2）程序中電流互感器的變比值與實際變比值存在較大的差異。以現場電流互感器變比500/ 1為例，在裝置程序中寫入500/1，而通過測試儀器通入二次電流0.1 A后，反映到一次上的電流應該為0.1×500＝50 A，而實際卻是200 A，相差了數倍。

（3）備自投動作后，經過數秒彈簧儲能后才動作于分、合閘，有些產品的動作時間甚至超過15 s。當主供電源線路發生故障時，備自投動作后切到次供電源上；當主供電源恢復正常后，要求備自投經過較短的設定時間后自動切回主供電源供電。如果切換時間過長，在次供電源向主供電源轉換時將再一次使配變失電，降低了供電的可靠性。

（4）固化的動作時間設定范圍過小，如主供備自投的動作時間上限為2 s。一般上一級變電站側的備自投的動作時間約為5～8 s，上一級線路的重合閘動作時間一般在1～2 s之間。這樣在一級系統短時故障時，會引起配變備自投頻繁動作，降低設備的使用壽命。

（5）備自投裝置電壓無分相判別功能，且電壓值不能設置，當電壓采集模塊出現一相或兩相斷線時，裝置沒有告警功能。

（6）配變的上級開關手動改熱備時，會引起配變備自投動作。

（7）高壓柜出廠時只有1個總的電源開關，開關柜內50 W加熱器沒有溫濕度控制器，投入電源后長期加熱。當加熱器出現故障會引起開關跳閘，使配變備自投裝置失去工作電源。

（8）備自投裝置的邏輯需要引入低壓側電壓做為有流閉鎖的參考電壓，高低壓側電壓的采樣點必須一一對應，如果接線錯誤會引起配變備自投拒動。

2 分析和對策

針對發現的問題，根據配電網實際情況并結合裝置自身的特點，制定了相應的對策。

（1）由于“三雙”接線模式的配電室雙投開關采用的是負荷開關，只具有簡單的滅弧裝置，雖能切斷額定負荷電流和一定的過載電流，但不能切斷故障電流，且高壓熔絲保護存在與上級定時限保護失配的可能，當配變發生故障時，無法快速隔離故障。因此，引入了備自投電流閉鎖的概念。

在配變備自投電流閉鎖邏輯中設置當測量電流大于3倍的配變額定電流時，即認為發生配變故障，同時經過短延時后閉鎖備自投。取3倍的配變額定電流是基于配變的負荷電流一般都不大，如果從閉鎖靈敏度考慮，也可設3倍以下、2倍以上的閉鎖電流。

為了考慮躲過配變本身的勵磁涌流，選擇了經0.3 s的延時才閉鎖備自投，以免因配變的勵磁涌流引起備自投的誤閉鎖。

（2）電流互感器比值存在與實際設定值相差數倍的問題，經查后發現是由于一些固化的參數設置導致了設定變比值與實際變比值不同。為此重新更新、固化了隱含參數，使電流互感器變比實際值與測量顯示值相同。

（3）次供模式向主供模式切換時備自投動作后需經一長時間才能動作于分、合閘，這是由于負荷開關一般合閘時都是先彈簧儲能完成后再合閘，無論哪種模式，備自投動作后都將造成配變5 s的斷電，只能通過提升一次設備的動作性能來改善。

因此，在今后的設計環節就需要對一次設備的性能做出明確的規定。

（4）備自投動作時間設定范圍過小，可以通過更改軟件源程序，使主供方式的備自投時間設置范圍擴大到0～20 s。圖3為配電室雙投開關備自投與上級備自投時間級差的配合示意。

圖3 備自投級差配合情況

（5）由于涉及的電壓采集模塊是外置的，只有通過更換電壓指示繼電器才能實現分相判別和裝置告警功能。對于電壓值不能設置的問題，可以通過程序升級來實現。

（6）配變的上級開關由手動改熱備用時，備自投的動作條件成立，會引起配變備自投動作。可以通過以下2種方式改進：結合配電網自動化工程，增加上級開關手動操作閉鎖節點；修編運行單位的運行規程和操作典卡。

（7）高壓柜分別配置控制電源和加熱器開關，使備自投裝置電源獨立，并增設加熱器溫濕度控制器，避免出現加熱器故障時備自投失去工作電源的情況發生。

（8）備自投可以采取接入低壓側電壓做為有流閉鎖參考量，后期可以通過對程序進行升級來實現，升級后取消該閉鎖量簡化備自投邏輯。

3 結語

對“三雙”接線模式下的備自投產品存在的問題進行整改后，從整組試驗和運行情況看，能滿足配電網“三雙”接線的各種運行方式下對備自投產品的要求，加強了與網架結構的配合，縮小線路故障的停電范圍，使供電可靠性得到提高，并簡化故障處理方式，具有較好的工程實用價值。

[1]王國光.變電站綜合自動化系統二次回路及運行維護[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]王莉，張予鄂，王娟，等.電網中備用電源自投裝置的安全應用[J].電力系統保護與控制，2010，38（20）∶225-228.

（本文編輯：楊勇）

Optimization of Standby Power Supply Automatic Switching in Three-Double Wiring Mode

ZHENG Xian-shun1，SI Jie2，CHEN Xiao-jie1，WANG Qiang-yi1
（1.Wenzhou Power Bureau，Wenzhou Zhejiang 325000，China；2.Zhejiang Tusheng Power Transmission& Transformation Engineering Co.，Ltd.，Wenzhou Zhejiang 325000，China)

In order to adapt the development of new wiring mode of power grid，the paper compares and analyzes the application of standby power supply automatic switching devices in Three-double wiring mode.It summarizes problems and potential hazards of standby power supply automatic switching of manufacturers and lays out solutions，meeting the requirements of various operation modes of Three-double wiring mode of distribution networks on standby power supply automatic switching.

Three-double；ATS；optimization

TM762.1

：B

：1007-1881（2013）07-0009-03

2012-11-05

鄭賢舜（1978-），男，浙江溫州人，工程師，從事繼電保護技術工作。