關于110 kV電網備自投存在的隱患及改進措施

林正勝，陳 瑞，李巧榮

(1.國網新疆疆南供電有限責任公司，新疆喀什844000;2.國網新疆電力公司培訓中心，新疆烏魯木齊830013)

目前110 kV電網變電站備自投方式分為進線備投和母聯備投，且可以根據運行方式進行自適應。這對電網的供電可靠性及網架結構起到了非常重要的作用，但卻存在一定的隱患，只有消除了隱患電網才能安全可靠的運行，真正提高供電可靠性。

1 電網存在的隱患

目前110 kV電網變電站的電源進線方式主要采用雙電源供電。保護配置為:(1)線路保護采用光纖保護加重合閘;(2)母聯保護只設充電保護;(3)備投方式為備投進線和母聯自適應方式。這樣既可以將兩電源聯絡起來，也可以根據負荷調整供電方式。其典型接線方式如圖1所示。

根據接線圖分析以下幾種情況:

(1)采用進線二備投，此時1DL、3DL在合位，2DL在分位，這種情況下就會發生以下可能:a.當進線一發生區內故障時，線路保護會迅速動作切除故障，接著重合閘會動作，如果線路是瞬時故障就會重合成功，變電站母線就會迅速恢復帶電，即使是永久性故障，重合閘失敗后進線備自投就會動作，將進線二投入運行，母線也會恢復帶電;b.當進線一的電源消失時，進線備自投就會動作切除進線一，備投上進線二，母線也只會短時失壓;c.當圖中A點發生故障時，進線一線路對側的后備保護會先動作，繼而重合閘會動作但之后保護會加速動作，這樣對電網會有兩次短路沖擊及整所失壓，嚴重影響電網的安全性，但是這時備自投會動作將進線二合上，母線就會恢復帶電;d.當C或D兩點發生故障時，進線一線路對側的后備保護會先動作，繼而重合閘會動作但之后保護會加速動作，這樣對電網會有兩次短路沖擊，嚴重影響電網的安全性，但是這時備自投會動作將進線二投入運行，導致進線二對側后備保護動作后以及重合及加速保護動作，又會對電網有兩次短路沖擊最終導致整所失壓，從而大大降低供電可靠性及嚴重威脅了整個電網的安全運行。?

圖1 110 kV變電站典型接線圖

(2)采用備投進線一時的情況同備投進線二。

(3)采用備投母聯，此時斷路器位置為1DL、2DL在合位，3DL在分位，這種情況下就會發生以下可能:a.當進線一或進線二發生區內故障時，線路保護會迅速動作切除故障，接著重合閘動作，如果線路是瞬時故障就會重合成功，變電站失壓母線就會迅速恢復帶電，即使是永久性故障，重合閘失敗后母聯備自投就會動作，將母聯斷路器投入運行，失壓母線也會恢復帶電;b.當進線一或進線二的電源消失時，母聯備自投就會動作切除進線一或進線二，合上母聯，失壓母線也只是會短時失壓;c.當A或B點發生故障時，線路對側的后備保護會先動作，繼而重合閘會動作但之后保護加速動作，這樣對電網會有兩次短路沖擊及整所失壓，嚴重影響電網的安全性，但是這時母聯備自投會動作將母聯合上，母線就會恢復帶電;d.當C或D兩點發生故障時，保護先動作，繼而重合閘會動作但之后保護會加速動作，這樣對電網會有兩次短路沖擊，嚴重影響電網的安全性，但是這時母聯備自投還會動作將母聯投入運行，導致進線二或進線一對側線路保護動作后有重合及加速保護動作，又會對電網有兩次短路沖擊及整所失壓，從而大大降低供電可靠性。

(4)母線配有母差保護，當C、D點發生故障時，母差保護就會動作，可以切除故障母線及相應進線，同時避免了故障對電網的多次沖擊，可有效的保障電網的安全運行。但在A、B點發生故障時母差保護會動作跳開故障進線及相應母線同時會閉鎖備自投動作，造成母線部分或全部失壓，雖然故障點會依然存在，但可以通過線路遠跳功能將故障切除。如果這時可以讓備投動作，就可以防止母線失壓。

綜上電網運行的情況，可以得出當母線沒有配置母差保護但采用備自投時，如果發生母線故障，就會存在對電網造成多次短路沖擊的隱患且會造成母線失電。而在配有母差保護和備投時，會在線路死區時使母線失壓，因此，需要采取相關措施來消除隱患。

2 改進措施

針對現場配置，改進措施主要包括:

(1)配置母差保護，針對發生線路死區及母線故障時降低停電風險。

根據現場備自投的運行情況，閉鎖備自投的條件有:a.無壓有流;b.斷路器位置;c.手動操作;d.母線及線路電壓斷線;e.外部開入閉鎖信號(手跳信號、母差動作信號)。結合上面分析的情況，當備投進線時，不管是母線故障還是進線死區故障，母差都會動作跳開母聯就會閉鎖備投動作，這時如果是運行電源線路的死區及對應母線發生故障就會導致全所失電，若是備用電源的母線發生故障就會保全一段母線正常帶電。當采用母聯，發生母線故障時，肯定要用母差動作信號閉鎖備投，不然會導致母線全部失壓及電網沖擊;若是進線死區發生故障，又不希望母差閉鎖備投，這樣就會產生相互矛盾，就只能讓母差保護動作信號閉鎖備自投。這樣就要權衡進線備投和母聯備投兩種運行方式的危害性與可靠性。根據故障位置的發生概率及電網結構，應盡量采用進線備投方式，這樣的情況下可以讓母線失壓的概率小一些，供電可靠性會更高些。

(2)不配置母差保護，當母線發生故障時閉鎖備投。

在此種運行方式下，要求母線故障時同時也能可靠閉鎖備投動作，進而避免對電網造成多次沖擊。為此可以開放線路保護的過流保護功能，讓其受控制信號而動作，用保護過流信號去閉鎖備投功能，同時開放母聯保護的過流保護功能，從而達到一個簡易“母差保護”的功能。這樣當發生線路死區和母線故障時就和配有母差保護一樣了，其運行方案也等同于母差保護。

［1］許繼電氣有限公司.WBT-821A許繼微機備自投裝置說明書［Z］.2004.

［2］國電南自股份有限公司.PSP-642數字式備用電源自投裝置說明書［Z］.2001.