110 kV備自投裝置外部閉鎖回路分析及應用

駱偉強

摘??要：對110?kV備自投裝置外部閉鎖回路進行了分析，對備自投的閉鎖原理和動作邏輯進行了詳細的闡述，系統探討了110?kV備自投的外部保護閉鎖條件，并通過具體實例，研究了110?kV進線備自投帶負荷試驗應用，以期能為有關方面提供參考借鑒。

關鍵詞：備自投裝置;外部閉鎖回路;閉鎖原理;斷路器

中圖分類號：TM762??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.154

備自投裝置是備用電源自動投入裝置的簡稱。隨著變電站自動化水平的提高，二次回路更加復雜，加大了現場運行維護和現場安全技術保障的困難。備自投程序外部回路與保護裝置的互相配合成了一個比較隱蔽和復雜的環節，有必要深入了解備自投裝置的設計。基于此，本文就110?kV備自投裝置外部閉鎖回路進行了分析，并結合具體的應用實例，對相關方面作了系統探討。

1??備自投的閉鎖原理和動作邏輯

當故障發生時，備自投裝置動作一次之后會閉鎖備自投。這是為了防止備自投動作后，備用電源發生故障引起再動作而對電網造成重復性沖擊。如果備自投動作后，電網的運行方式發生了變化，且滿足備自投裝置的動作條件，則備自投裝置不應被閉鎖。

1.1??備自投的閉鎖原理

備自投裝置在充滿電的情況下能否正確動作，不僅取決于外部觸發因素（啟動條件），還取決于閉鎖條件。但由對以往試驗和事故的分析可知，主要原因還是外部閉鎖回路的問題。往往是該閉鎖的情況下沒有閉鎖，不該閉鎖的情況下發生閉鎖。

實現備自投閉鎖主要有兩種方法：①外部閉鎖，即從外部引入開入量實現閉鎖;②內部閉鎖，即通過檢測電壓、電流等模擬量來實現閉鎖。

從設備的運行情況來看，可以將外部回路閉鎖劃分為兩種形式：①對應不同形式的開入量實現閉鎖，對應不同形式的備自投裝置，將各自保護閉鎖回路接入不同形式的開入量;②對應一個總的開入量實現閉鎖，將需要閉鎖該備自投裝置的所有保護匯接于總的閉鎖開入回路。

1.2??備自投的動作邏輯

備自投的動作邏輯十分簡單，就是判斷工作母線是否失壓（依據相關規程，工作母線電壓低于40%，就可以認為母線失壓）。為了防止短暫的尖峰電壓引起備自投動作，應該按規定設置0.5?s或者更長時間的啟動延時。為了避免備自投動作之后仍將故障點帶入備用電源工作范圍內，無論進線開關是否由保護斷開，備自投都應再跳一次該進線的開關，并將該開關的跳位輔助觸點作為切換到備用電源開關合閘的必要條件。

上面已經介紹過備自投裝置的動作邏輯條件有啟動條件和閉鎖條件兩種。當滿足啟動條件，而不滿足閉鎖條件時，備自投動作。而且為了防止備自投重復動作，需要在每個動作邏輯中安置一個充電延時裝置，只有充滿電后，才開放動作邏輯。在橋備投接線中，當工作母線發生非PT斷線引起的線路失壓時，備自投裝置應先跳開原工作電源線路側的開關，再合上備用電源線路側的開關。

2??110?kV備自投的外部保護閉鎖條件

2.1??外部保護閉鎖

備自投有多種運行方式，根據工作原理可歸納為進線備投、分段備投和變壓器互投三類，其外部閉鎖方式如下：①在單母接線、單母分段或雙母接線的變電站，母線均配置有母差保護，因此，母線保護閉鎖備自投的壓板應投入，且母差保護動作應閉鎖備自投。②在110?kV單母分段接線的終端變電站，主變保護不應閉鎖備自投，外部回路不用閉鎖備自投。當d1處發生短路，主變的高后備保護沒有短路電流時，保護不會動作，而是對側的線路保護跳開本側開關來切除故障氣。③對于110?kV內橋接線的變電站，主變保護應閉鎖備自投，并分別按非電量保護、差動保護、高后備保護跳主變三側開關三種方式閉鎖備自投。

2.2??備自投的外部回路

2.2.1??外部電壓、電流回路

備自投的外部電壓、電流通過隔離互感器變換后進入備自投裝置，然后經過低通濾波器到數模變換器，控制單元將變換后的數字信號轉換為各種測控信號和保護信號。

Ua、Ub、Uc為母線三相電壓，經過交流空開ZZK后輸入備自投裝置，轉換為Uab、Ubc、Uca進行有無電壓判斷。Ux1、Ux2為進線1和進線2的線路電壓，是備自投動作的必要條件。

2.2.2??斷路器的位置回路

斷路器的位置回路如圖1所示，其分合位置均由相應的輔助觸點來顯示。這種輔助觸點的另外一種功能是作為二次回路的開入量來判斷系統當前的運行狀態。通過引入工作電源開關、備用電源開關和母聯開關的分合狀態來判斷系統的運行狀態，判斷是否為閉鎖備自投的信號。

在圖1中，如果1DL和3DL跳閘位置繼電器（TWJ）的輸出信號為0，而2DL的輸出信號為1，則表示進線1是工作電源，母聯開關在合閘位置，進線2開關在分閘位置，系統為運行方式一;同理，如果2DL和3DL輸出為0，1DL輸出為1，則表示系統為運行方式二。在運行方式一的情況下，如果進線1開關的合后位置輸出信號為1，進線2開關的合后位置輸出信號為0，則由合后位置信號可判斷出運行方式為運行方式一。

2.3??備自投重啟動

備自投裝置充滿電后只能動作一次，動作之后，需要手動控制面板上的信號復歸鍵，或者經過一定的充電延時，備自投才能重新投入使用。手動可直接進行下一次故障判斷。備自投自動恢復是判斷下一次啟動的必要條件。

3??某變電站備自投帶負荷試驗的應用

該站110?kV備自投裝置為進線備自投方式，110kV線路I與110?kV線路Ⅱ互為備用。本次帶負荷試驗主要對這2種備自投動作邏輯方式進行試驗，其一次主接線如圖2所示。

圖1??斷路器的位置回路????????圖2??某110?kV變電站的一次主接線

試驗結論為：①當110?kV線路I為運行線路，110?kV線路Ⅱ為備用線路時，110?kV線路I失壓和該110?kV母線失壓，110?kV備自投先跳開110?kV線路I的1DL開關后合上110?kV線路Ⅱ的2DL開關;②當110?kV線路Ⅱ為運行線路，110?kV線路I為備用線路時，110?kV線路Ⅱ失壓和該站110?kV母線失壓，110?kV備自投先跳開線路的開關后合上線路的開關。

4??結束語

綜上所述，備自投裝置在110?kV以下的中、低壓配電系統中比較常見，是確保電力系統連續、可靠供電的一個重要設備。隨著電力系統的發展，備用電源自動投入裝置越來越重要。因此，為了確保備自投裝置的穩定運行，就要嚴格按照備自投邏輯進行檢驗，防止備自投外部回路受到其他回路的干擾。

參考文獻

[1]黃劍.220?kV備自投裝置外部閉鎖回路設計問題[J].廣東輸電與變電技術，2010（02）.

[2]錢敏，王世祥.220?kV備自投裝置閉鎖放電回路隱患分析與改進[J].浙江電力，2013（07）.

〔編輯：王霞〕

110?kV?Equipment?From?the?External?Investment?Unit?Lock?Loop?Analysis?and?Application

Luo?Weiqiang

Abstract：?The?110?kV?device?considering?external?latch?circuit?analyzes，?prepared?from?the?cast?latching?logic?principles?and?actions?carried?out?in?detail，?to?explore?the?110?kV?system?prepared?from?the?cast?of?external?protection?blocking?condition，?and?through?specific?examples?studied?110?kV?line?standby?automatic?load?test?application?in?order?to?be?able?to?provide?a?reference?for?interested?parties.

Key?words：?device?considering;?external?latch?circuit;?atresia?principle;?breaker