淺析110kV林柄變運行方式及110kV擴大橋備自投裝置工作原理

引言：根據林柄變電站的實際情況，分析了擴展內橋接線運行方式及邏輯方程，很好地應用了南自廠的PSP-642型微機式備用電源自動投入裝置，解決了常規備自投對保護動作的適應性，實現了根據保護動作的性質判斷備自投動作與否，從而提高了裝置動作的可靠性，確保了電網的安全。

隨著電力系統突飛猛進的方展，電網結構日趨復雜，這對保證變電站供電可靠性提出了越來越高的要求。為保證電力系統供電可靠性，系統中一般多采用環形電網供電。但是，大量的電磁環網結構，對電力系統的安全穩定運行又造成了一定威脅。另外，雙電源供電網絡給繼電保護的配置也造成了極大不便。對于110kV及以下電壓等級的供電系統，多采用環形設計單路供電的方式來保證其安全穩定性，而通常采用備用電源自動投入裝置來提高系統的供電可靠性。

莆田供電公司現有20座110kV無人值守或綜合自動化變電站，裝設有110kV線路或內橋備用電源自動投入裝置。現結合作者幾年來的運行、維護實踐，對莆田供電公司比較特殊的110kV林柄變電站備用電源自動投入裝置進行了分析及探討。

1 一次接線簡介

110kV林柄變電站經過三期的擴建，形成了獨特的運行方式，高壓側采用單母線分段的擴展內橋式接線，兩個內橋17M和17K開關連接110kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段母線，正常運行方式：通過涵林Ⅰ路171線路接受220kV涵江變電站電源，經110kVⅠ段母線送#1主變，供35kVⅠ段、10kVⅠ段母線負荷；通過涵林Ⅱ路173線路接受220kV涵江變電站電源，經110kVⅡ段母線送#2主變，供35kVⅡ、10kVⅡ段母線負荷；經110kVⅢ段母線送#3主變，供10kVⅢ段母線負荷；110kVⅡ、Ⅲ內橋17K開關運行，110kVⅠ、Ⅱ段內橋17M開關熱備用，110kV備自投投入。

2 PSP642數字式備自投裝置的邏輯分析

PSP642數字式備自投裝置，采用基于圖形化界面的邏輯可編程的方式實現備投功能。定值及所有輸入量都可以控制備投動作的可編程元件。備投裝置的每一個動作邏輯由三部分組成：允許條件、閉鎖條件、充放電邏輯。允許條件和閉鎖條件是按邏輯“非”的關系相互轉換的，但由于備投邏輯中的“充電”及“放電”回路的設置，使得閉鎖條件確定必須遵守如下的原則：當備投裝置執行預定邏輯的過程中，前一個動作邏輯執行的結果不應造成對后續動作邏輯“放電”。充放電部分對備投裝置的每一個動作邏輯都是相同的，無需在使用時再進行配置。PSP642數字式備投裝置集成了多種典型的備投方案，通過外部接線實現同時具備備投方式一、二、三、四、五、六功能（擴大內橋方式），并可根據系統運行方式自動切換至相應的功能，無需人工手動切換，且通過硬壓板投退橋備投或線路備投功能。

3 擴展內橋的技術分析及改進備投邏輯

滿足不同接線方式下的備自投功能，裝置有如下出口：跳、合171開關，跳、合173開關；跳、合17K開關，需開入171、173、17M、17K的開關位置以判斷運行；分別引入171、173、17M、17K的KKJ作為手跳開關時的相應自投方式的閉鎖。另外分別開入#1、#2、#3主變差動、高后備動作接點作為外部閉鎖自投輸入。引入I母電壓U1、III母電壓U2、171線路電壓Ux1、173線路電壓Ux2和171開關A相電流I1、173開關A相電流I2作為自投的充電和啟動條件。引入17M、17K開關CT三相電流作橋開關后加速保護電流輸入。

4 擴展內橋備自投在設計過程中應注意的事項

擴展內橋相對于典型的備投方式多了一臺內橋斷路器，為了避免備自投投于故障設備，在備自投設計的過程中，應考慮當需備投的設備保護動作時，閉鎖備自投。在應用中，我們引入了兩進線的A相電流量作為PT斷線的閉鎖量，解決了PT斷線的問題，并且不會出現誤碰或短路而引起的閉鎖。同時還應注意本裝置的一些告警功能：

4.1控制回路斷線：由控制字KG1.13=1時投入。

4.2母線TV斷線或失壓告警判據。

4.3進線TV斷線告警：進線TV小于無壓定值Udz6，則告警“PT斷線或失壓”。此功能也在控制字KG1.10=1時投入。

另外，由于林柄變110kV備自投是我單位首套擴展內橋備自投裝置，在調試中發現備自投裝置雖設有后加速保護功能，但延時跳相應橋開關的動作實現不了，在今后的設計中應充分與廠家協議：橋備自投裝置均應設有后加速保護功能，在橋備自投動作后若備用電源投于故障設備時，應經延時跳相應橋開關，同時閉鎖橋開關合閘回路；后加速保護應在備自投動作后自動瞬時投入，并經一段時間自動退出。

5 運行中應注意的幾個問題

目前，備自投裝置已廣泛應用于110kV變電站，其可靠性直接影響著整個變電站乃至系統的安全穩定運行，稍有不慎就會導致全站停電或者大面積停電。因此，在正常運行、維護過程中，還應注意以下幾點：1）備自投雖有很強的自識別模式，但目前的微機備自投保護裝置還不能識別熱備用與冷備用之間的區別，所以當斷路器處于冷備用時，為了防止備自投動作，需運行人員退出備自投。2）備自投裝置要完全獨立于保護裝置，不能影響保護的正確動作，其回路應避免應保護回路混雜。當自動投入裝置動作時，如備用電源或設備投于故障，應使其保護加速動作。備自投裝置一般帶有過流保護，作為備投于故障設備時快速切除故障。因此，該保護相當于充電保護，電流定值應對故障設備有足夠的靈敏度，同時還應可靠躲過包括自起動電流在內的最大負荷電流。但是當備自投動作后，備投的斷路器在運行狀態時，作為過流保護的時限很短，與下一級的保護不配合。此時，運行人員需退出備自投裝置上的過流保護。3）備自投邏輯試驗時，必須嚴格按照備自投邏輯進行，尤其應注意對橋備投與進線備投各自閉鎖邏輯的試驗。4）運行人員在投備自投裝置時，應注意裝置的充電標志，PSP642裝置面板上同一編號有綠燈和紅燈之分，不同信號燈亮代表不同方式邏輯執行的不同狀態，如有現場不能解決的異常情況，及時反映以便迅速得到解決。5）備自投裝置檢無流定值要根據現場實際負荷情況整定，既不能過大，也不能過小，定值過大在PT斷線時會造成誤動，定值過小則由于微機型備自投裝置的零漂的存在造成拒動。建議現場整定值不小于0.2A。

6 結束語

電網規模的不斷擴大，網絡結構的日益復雜，電力電網技術的日新月異，使微機型備自投裝置在110kV變電站中廣泛被采用，來進一步保證系統的安全、穩定運行及提高系統供電可靠性。運行實踐證明，這是一種很有效的方式。對備自投的分析研究，對于系統安全、穩定、可靠、經濟的運行具有重要的現實意義。

參考文獻

[1]PSP642數字式備用電源自投裝置-技術說明書V2.06國電南京自動化股份有限公司.

[2福建電網備用電源自投裝置技術原則及運行管理規定 福建電力調度通信中心.

[3]電力系統繼電保護規定匯編（第二版）國家電力調度通信中心.

（作者單位：國網莆田供電公司）