備用電源自投裝置在變電站中的應用

王 磊

（國網冀北電力北京送變電公司變電一公司，北京 102401）

備用電源自投裝置在變電站中的應用

王 磊

（國網冀北電力北京送變電公司變電一公司，北京 102401）

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，對于電力的需求也在逐年增加，我國通過將西部電力富余省份的電力輸送到東部發達省份來解決東部省份的電力缺口。電力從電廠生產出來后，被送入到電網中，而后經過電網到所需電力的變電站中，最后經過變電站輸送到最終用戶。在這一過程中，為了保障電氣供電質量的穩定，需要在變電站中添加備用電源自投入裝置來應對電源突然中斷而導致的供電問題，提高電網供電的可靠性。此種方法現今廣泛使用在供電系統和配電網網絡中。本文將對實際電站中的備用電源自投入裝置進行一定的介紹，并對如何正確使用自投入裝置進行一定的闡述。

關鍵詞：變電站；備用電源自投入裝置；電網；可靠性

我國是一個人口大國，同時也是一個電能的消耗大國，電力在我國的經濟發展與人民生活中發揮著重要的作用。當在電網運行過程中，由于突發故障或者是其他一些影響變電站正常工作的狀況發生后，導致工作電源發生斷開，在這一情況發生后，應當確保備用電源、備用設備或者是其他一些電源應當迅速的切換到工作狀態，確保用戶能夠盡快的恢復電力供應的裝置，被稱為自投裝置。變電站備用電源自投裝置現今在配電網絡或者是供電網絡中廣為使用。通過使用自投裝置不但可以在突發狀況發生時及時確保電力能夠及時恢復供應而且還能夠簡化繼電保護裝置、限制短路電流并提高母線殘壓等，對于保護電網的正常運行有著非常重要的保障。同時，也對備用電源自投裝置的可靠性提出了更高的要求，使其能夠在工作中避免因錯誤信號而發生動作，從而造成電網的更大損失。

1 變電站備用電源自投裝置簡介

變電站備用電源自投裝置具有多種形式，根據其作為備用方式可以分為明、暗兩種電源備用接線方式。這兩種接線方式的區別是：明備用接線方式具有較為明顯的斷開備用電源接線，而暗備用電源線則主要是通過將幾個工作電源互相作為其備用電源，并不外接其他的電源，相較于明備用，暗備用投入少但是要求較高。

1.1 變電站備用電源自投裝置安裝原則與要求

由于變電站備用電源自投裝置主要是為了應對突發狀況對變電站所造成的影響，用以及時恢復供電來減少因斷電所帶來的損失。所以，在進行變電站備用電源自投裝置合照之前，首先需要保證原工作電源斷路器已經斷開，用以避免當工作線路出現故障而導致的保護線路斷開，但是當變電站備用電源自投裝置啟動后會導致更大的損傷，從而使得設備的損壞程度加劇。在實際的工作中，當變電站備用電源自投裝置進入工作狀態后，首先需要確保原工作電源的斷路器處于斷開狀態，同時，通過采用向斷路器發送斷開指令來斷開電源斷路器，同時需要對原通過線路的斷路器的工作狀態進行檢測，當檢測到斷路器“分位”信號后方可繼續工作。而變電站備用電源自投裝置通入工作的條件是檢測到工作線路無電壓且無電流，這是由于當母線電壓互感器出現二次回路故障時可以能會出現由于檢測設備問題而認為工作電源線無電壓的情況，而這時變電站備用電源自投裝置并入到主工作電源中將會給正常的電網運行造成極大的影響，而當工作電源的母線閃壓后，應當及時將變電站備用電源自投裝置的充電時間予以清零，而后再重新進行充電計時。而當主工作電源線路出現問題變電站備用電源自投裝置工作后，如果主繼電保護繼續完成了對于下路的工作，則意味著主工作電源線路可能存在著硬件故障，需要及時進行處理，避免當變電站備用電源自投裝置工作后再次將電帶入到系統中，從而對系統造成嚴重的沖擊而影響電網的正常運行。

圖1

1.2 變電站備用電源自投裝置的基本要求

對于變電站備用電源自投裝置的工作要求是響應迅速、反應可靠，即當無論工作母線的電壓出于何種原因消失后，變電站備用電源自投裝置應當響應并起動，直到工作電源斷開后才能將備用電源并入電網中，而變電站備用電源自投裝置的工作應當遵照順序并在盡可能短的時間內完成。而如果發生電壓互感器故障所檢測到的電壓消失問題時，則變電站備用電源自投裝置不應響應并動作。而當檢測到備用電源無電壓時，變電站備用電源自投裝置不得進行工作，由于變電站備用電源自投裝置一般是幾個工作電源公用的，當進行備用電源的檢測及檢修時，變電站備用電源自投裝置應當可以相應的退出。這就對變電站備用電源自投裝置運行方式的靈活性提出了更好的要求。

2 變電站備用電源自投裝置在變電站中的應用舉例

某供電公司的變電站的110kV側采用的是單母帶分段的接線方式，在變電站中采用備用電源自投裝置用以實現對備用電源的管理，用以完成進線及分段開關的自投和互投。在變電站的110kV單母帶分段運行方式在保護邏輯上體現為進線一固定接I母，而進線二固定接II母，通過圖上可以看出，在變電站正常工作時，一條進線帶兩端母線是并列運行的，而將另一條進線作為明備用，使用的是進線備用電源自投裝置的方式，如果能夠正常運行，則每條進線需要各帶一段母線，并將3DL予以斷開，從而將兩條進線互為暗備用線，則采用的是分段開關備自投的方式。

進線二備用電源自投接線方式采用的是進線一運行，進線二備用的接線方式，即1DL、3DL在合位，而2DL則是在分位，而當不論由于何種原因導致的進線一發生斷開時，或者是分段斷開后，則應當立即將進線二備用電源立即投入運行，而且這種投入運行的動作只可以動作一次，無論由于何種原因導致備用電源投入使用失敗應立即停止備用電源自投裝置繼續工作。為了達到以上目標，需要設計進線二自投的充電過程，只有當備用電源充電結束后才可以允許其自投。備用電源的充放電條件：

（1）只有當主工作母線無電壓且無電流的情況下才能允許其進行充電，而當充電條件滿足后通過10～15秒鐘的充電后，才能允許其備自投上電，才可能有動作，其充電條件在圖中表現為：I母與II母均具有三項電壓，1DL與3DL在合位，而2DL在分位，進線二軟壓板投入。

（2）而當可以滿足下列任一條件即可進行放電：當2#下路的電壓檢查控制字投入并且2# 線路無壓時延時10s 放電，同時2DL在合位，線路具有位置異常報警，母線TV斷線報警，工作斷路器是通過人工操作進行斷開的，其他的外部閉鎖信號以及進線二自投失敗等都可以作為備用電源放電的條件。

3 變電站備用電源自投的閉鎖問題

以上所說的是通常情況下的備用電源自投的方式以及接線等，其原因是由于在主工作母線上一級的供電電源出現問題或者是由于電源進線的斷路器出現偷跳的情況造成的主工作母線的失電，備用電源自投裝置應當立即進行響應并備用供電電源及時的切換到工作母線中，從而確保了變電站的對外供電，這是變電站備用電源自投的一般工作原因及工作過程。但是，當本側運行的母線上出現問題或者是上一級的電源設備不正常時，則反饋到備用電源自投裝置內的檢測數據與備用電源自投裝置正確的動作要求數據相同，從而使得備用電源自投裝置發生誤動作，一旦誤動作的發生不但會影響電力故障的正常排除，還可能會造成更大的事故，嚴重的話會導致其他設備損壞。所以，為了使得備用電源自投裝置能夠進行正確的動作，則必須要保障采集到的信息正確。而在備用電源自投裝置的使用中，為保證備用電源自投裝置動作正確需要或者采取的措施有：所有的備用電源自投裝置在工作母線出現故障時只允許自投一次，邏輯回路應當具有PT斷線閉鎖功能，而在備用電源自投裝置的使用中需要采用動作后先追跳工作電源斷路器，而后再自投備用電源斷路器的方式，從而在不但確保追跳和自投具有足夠時間差的基礎上，工作可靠，還需要確保失壓的時間較短，防止備用電源自投后導致設備出現過負載，而且備用電源自投裝置需要確保能夠手電跳閘閉鎖和保護閉鎖，確保設備安全。

結語

在我國的供電網絡中，變電站是電網供電的重要一環，一旦變電站出現問題將會導致大面積的斷電。變電站的備用電源自投是確保變電站能夠在遭遇突發狀況時能立即切換供電線路來保障正常供電，減少因供電停頓而導致的損失。本文通過對備用電源自投裝置的工作原理進行了介紹并引出了備用電源自投在某110kV進線的變電站的應用實例。隨著備用電源自投裝置的投入使用，能夠極大的降低變電站運行人員的工作強度，確保了變電站的正常運行，保障了變電站的正常供電。

參考文獻

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中圖分類號：TM76

文獻標識碼：A