變電站微機型備用電源自動投入裝置動作技術分析

摘要：文章結合實際情況分析了110kV變電站備用電源自動投入裝置的應用現狀，針對應用較為典型的PSP691、RCS9651C型微機式備用電源自動投入裝置在現場設備故障動作過程中遇到的問題進行了分析及探討。

關鍵詞：變電站；微機型備用電源；自動投入裝置；跳閘；整定；動作邏輯 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2015）33-0112-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.060

近年來，由于電網規模的不斷擴大，電力系統網絡結構日益復雜，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。考慮到不同電壓等級的具體特點，普遍的做法是，對于220kV及以上電壓等級的供電系統，采用環形電網來保證其供電可靠性；對于110kV及以下電壓等級的供電系統，則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。國網公司現有無人值守或綜合自動化變電站都裝設有110kV線路或主變（微機型）備用電源自動投入裝置。筆者根據幾年來的運行、維護實踐，對備用電源自動投入裝置在現場設備故障過程中遇到的問題，進行了分析及探討。

1 進線備自投的動作邏輯

如圖1所示，下面就以進線1為工作電源、進線2為工作電源、3DL為熱備用狀態為例說明進線備自投的動作邏輯，即1DL、2DL在合位，3DL在分位。當2DL無法正常供電時備投動作切斷2DL投入3DL，備自投裝置充電完成后，Ⅱ母三相無壓，2DL無流，Ⅰ母三相有壓，延時到后跳開2DL，確認2DL跳開后合上3DL。

圖1 一次接線示意圖

2 故障概況

2.1 動作時運行方式

110kV4號、5號母線分裂運行，111、112運行、145熱備用

1號主變帶35kV所有負荷，301、345開關運行，302開關熱備用

2號主變帶10kV所有負荷，502、545開關運行，501開關熱備用

2.2 故障簡況

2012年04月11日07點02分某220kV變電站某線117線路保護距離Ⅰ動作，AB相間故障，開關跳開，重合不成功，造成某110kV變電站110kV4號母線失壓，111進線無流，1號主變失壓，造成35kV4號母線失壓，110kV備自投裝置動作，跳開進線111開關，確認111開關跳開后，合上110kV分段145開關，35kV備自投裝置動作，跳開1號主變進線301開關，確認301開關跳開后，合上35kV分段302開關。

3 動作經過

3.1 110kV備自投動作行為

2012-04-11 07∶02∶00∶060

0ms 啟動

4205ms 出口9動作（出口9為111開關）

5257ms 出口2動作（出口2為145開關）

3.2 35kV備自投動作行為

2012-04-11 07∶02∶00∶060 整組啟動

2012-04-11 07∶02∶05∶154 自投跳電源1

2012-04-11 07∶02∶05∶244 自投合電源2-1 自投合電源2-2

最終：111開關跳開，112、145開關運行

301開關跳開，312、345開關運行

4 動作行為分析

4.1 110kV備自投動作行為分析

110kV備自投方式為橋備自投方式，動作前，111、112分裂運行，145熱備用。滿足橋備自投方式充電條件。

111開關因線路故障，電源側某線117跳開，110kV4號母線失壓，111進線無流，滿足備自投動作條件，經T1（定值整定T1=3s）延時后跳開111開關，確認111開關跳開后，延時T3（定值整定T3=1s）合上145開關。

從110kV備自投動作行為上分析，備自投跳111開關，合145開關沒有問題，從動作報告上看111開關跳開時間為4205ms，定值整定為3s，時間上相差1s左右。

原因：廠家一在設計PSP691的動作邏輯時，考慮滿足PSP691動作的條件啟動后，電壓短時恢復到無壓定值（定值整定為30V）以上時，T1會重新進行計時，也就是在某線117開關重合時（重合時間為1s，重合不成功），T1自動重新進行計時，在啟動后4205ms（裝置定值整定時間+線路的重合閘時間），110kV備自投動作，跳開111開關，合上145開關。

4.2 35kV備自投動作行為分析

35kV備自投方式為自適應方式，動作前，301、345開關運行，302開關熱備用，滿足RCS9651C充電條件。

111開關因線路故障，電源側某線117開關跳開，110kV4號母線失壓，1號主變失壓，造成35kV4號母線失壓，滿足備自投動作條件，經T1（定值整定T1=5s）延時后跳開301開關，確認301開關跳開后，延時T3（定值整定T3=0s）合上302開關。原因為廠家在設計RCS9651C動作邏輯時，考慮方式上與另一繼電保護廠家的PSP691存在不一致的地方，RCS9651C考慮滿足備自投動作條件啟動后，電壓短時恢復時，T1不會重新計時，所以RCS9651C在啟動后5094ms后，跳開301開關，合上345開關。此時，PSP691仍未合上145開關，在5257ms后才合上145開關。這一起110kV變電站110kV和35kV備自投動作案例分析，從動作時間及動作邏輯等情況來講結論是動作正確，但兩個不同廠家的自投裝置，廠家一在設計RCS9651C動作邏輯時，考慮方式上與廠家二的PSP691存在不一致的地方，一個是電壓短時恢復時，T1不會重新計時，一個是電壓適時恢復時，自動重新計時，這樣的情況下，兩個自投裝置動作時間差距，在35kV自投先重合的情況下，易造成運行變壓器過負荷，并且繼保人員與運維人員對故障的分析有一定的繁瑣性。

5 結語

隨著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，使備自投裝置尤其是微機型備自投裝置在110kV變電站中廣泛被采用，備自投能否正確動作也成為大家關注的問題，整定值是否適合實際運行，也是影響備自投實際正確率的一個重要因素，只有結合備自投的不同設計原理，結合實際情況合理整定，才能充分發揮備自投的功能，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。

參考文獻

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作者簡介：崔曄（1977-），男，河北保定人，國網河北省電力公司保定供電分公司高級技師，工程師，研究方向：變電運維。

（責任編輯：黃銀芳）