電力系統(tǒng)中備自投與相關(guān)保護(hù)的配合及應(yīng)用

摘 要：備自投方案完備與否，主要取決于備自投動(dòng)作的邏輯條件是否滿足“充分性”；若備自投在條件不夠充分時(shí)動(dòng)作，則可能造成故障點(diǎn)轉(zhuǎn)移，事故范圍擴(kuò)大化。結(jié)合具體的因備自投誤動(dòng)導(dǎo)致全站失電的案例，對(duì)110kV合德變內(nèi)橋接線中的備自投方案進(jìn)行討論，分析其存在的問(wèn)題，并提出具體的改進(jìn)方案與措施。

關(guān)鍵詞：備自投；相關(guān)保護(hù)；配合

1 概述

隨著電力用戶對(duì)供電可靠性要求的提高，許多情況下為電力用戶配備雙電源；當(dāng)一路電源由于故障引起跳閘后，另外一路電源即可投入使用；備自投（以下簡(jiǎn)稱BZT）裝置能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中雙電源的快速切換，故在系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。但隨著備自投廣泛運(yùn)用，也出現(xiàn)了由于備自投方案不夠完善，而導(dǎo)致系統(tǒng)事故的蔓延和停電范圍的擴(kuò)大。

目前，在電力系統(tǒng)中，備自投裝置多用于110kV終端變電站，且一些較老的終端站中多采用內(nèi)橋接線；在該接線中，母聯(lián)開(kāi)關(guān)處安裝備自投裝置，當(dāng)一條電源進(jìn)線事故跳閘后，備自投立即切除故障電源并投入備用電源，保證了全站的不間斷供電。但隨著系統(tǒng)運(yùn)行，也暴露出一些問(wèn)題：由于備自投與線路保護(hù)、以及備自投與主變保護(hù)之間的配合存在死區(qū)，有可能導(dǎo)致終端站全站失電。本文結(jié)合近年鹽城地區(qū)由于備自投動(dòng)作而導(dǎo)致全站失電的案例，對(duì)內(nèi)橋接線中備自投方案存在的安全隱患進(jìn)行討論，并提出改進(jìn)方案與

2 內(nèi)橋接線中BZT改進(jìn)

在備自投方案的實(shí)施中要保證這樣的原則：備自投動(dòng)作的條件要具備“充分性”，即備自投動(dòng)作的前提條件要完備，否則不僅難以實(shí)現(xiàn)雙電源的快速切換，而且會(huì)將故障點(diǎn)轉(zhuǎn)嫁至備用電源，導(dǎo)致系統(tǒng)事故范圍的擴(kuò)大。根據(jù)該原則，本文利用兩種思路對(duì)內(nèi)橋接線中的備自投方案進(jìn)行改進(jìn)：其一，完善備自投閉鎖條件，以實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作條件的“充分性”；其二，通過(guò)相關(guān)保護(hù)（如：主變后備保護(hù)等）與備自投相配合，以彌補(bǔ)特殊情況下備自投盲動(dòng)。

2.1 增加進(jìn)線開(kāi)關(guān)過(guò)流延時(shí)閉鎖

A站中采用“雙線雙變”運(yùn)行方式時(shí)，進(jìn)線分別為795、913開(kāi)關(guān)，母聯(lián)710開(kāi)關(guān)，根據(jù)分析可知，該備自投動(dòng)作條件不具備“充分性”的根本原因在于：無(wú)法判斷故障點(diǎn)位置存在于母線上或是線路上，故備自投動(dòng)作具有盲目性，造成安全死區(qū)。增加進(jìn)線開(kāi)關(guān)“過(guò)流延時(shí)閉鎖”這一條件，可有效避免這一死區(qū)，原理如下：

當(dāng)故障點(diǎn)位于線路上A點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)故障過(guò)流點(diǎn)僅出現(xiàn)在線路對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)處，此時(shí)A站的進(jìn)線795開(kāi)關(guān)處無(wú)故障過(guò)電流；當(dāng)故障點(diǎn)出現(xiàn)在母線（或主變）上（B或C點(diǎn)）時(shí)，則過(guò)流點(diǎn)不僅出現(xiàn)在線路對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)處，亦出現(xiàn)在A站進(jìn)線795開(kāi)關(guān)處。比較兩種情況可知：母線故障，則進(jìn)線開(kāi)關(guān)有過(guò)流；母線無(wú)故障，則進(jìn)線開(kāi)關(guān)無(wú)過(guò)流；據(jù)此就可以判斷出故障點(diǎn)位置，故“進(jìn)線開(kāi)關(guān)過(guò)流”可作為備自投動(dòng)作閉鎖的一個(gè)必要條件。

圖1 進(jìn)線開(kāi)關(guān)過(guò)流延時(shí)閉鎖備自投

2.2 利用主變差動(dòng)保護(hù)閉鎖BZT

內(nèi)橋接線（如圖2a所示）與內(nèi)橋接線較為類似，在系統(tǒng)中也較為常見(jiàn)，其母聯(lián)開(kāi)關(guān)DL3處常裝有備自投裝置。在內(nèi)橋接線中，主變T1的差動(dòng)保護(hù)涉及DL1、DL3和DL4三個(gè)開(kāi)關(guān)范圍以內(nèi)的區(qū)域，當(dāng)母線或主變出現(xiàn)永久性故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳上述三個(gè)開(kāi)關(guān)；顯然，該故障情況下DL3處的備自投是被閉鎖而不動(dòng)作的，故在內(nèi)橋備自投閉鎖條件中包含“差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投”這一條件（圖2b所示）。

2.3 主變后備保護(hù)跳母聯(lián)配合BZT

由分析可知，當(dāng)站內(nèi)母線上出現(xiàn)永久性故障時(shí)，備自投仍然會(huì)動(dòng)作合母聯(lián)開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致備用電源合閘于永久性故障點(diǎn)，導(dǎo)致全站失電；若在此過(guò)程中，有相應(yīng)保護(hù)對(duì)備用電源進(jìn)行保護(hù)，防止備用電源合閘于永久性故障，那么就可彌補(bǔ)由于備自投誤動(dòng)而造成的故障轉(zhuǎn)移和事故擴(kuò)大。通過(guò)對(duì)A站現(xiàn)有保護(hù)配置考察后發(fā)現(xiàn)，可利用主變后備（零序過(guò)壓保護(hù)）來(lái)保護(hù)備用電源。

2.4 母聯(lián)開(kāi)關(guān)處加裝過(guò)流保護(hù)

除了用主變后備保護(hù)跳母聯(lián)開(kāi)關(guān)的方法來(lái)彌補(bǔ)由于備自投誤動(dòng)而帶來(lái)的后果，還可在母聯(lián)開(kāi)關(guān)處加裝過(guò)流保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的；當(dāng)備自投誤動(dòng)將備用電源合閘于永久性故障點(diǎn)時(shí)，母聯(lián)開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)立即動(dòng)作跳開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)，防止了備用電源的跳閘失電。

3結(jié)束語(yǔ)

利用“進(jìn)線開(kāi)關(guān)過(guò)流延時(shí)閉鎖”及“主變差動(dòng)”閉鎖備自投，從原理上保證備自投動(dòng)作條件的“充分性”，消除了由于備自投方案不完善帶來(lái)的安全死區(qū)，因此較后兩種方法合理一些；但是，從老站備自投改造工作的具體實(shí)現(xiàn)上而言，利用“主變后備保護(hù)跳母聯(lián)”的方法較為簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，且成本亦較低。所以，在內(nèi)橋接線備自投改造中，可根據(jù)具體情況選擇較為合適的方法，以內(nèi)橋接線中的備自投方案。