簡述數(shù)字化變電站中智能備自投的應用

摘要：數(shù)字化變電站在當前的社會環(huán)境中獲得了良好的發(fā)展，在變電站當中傳統(tǒng)自動化變電站逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?shù)字化。對于數(shù)字化變電站而言，傳統(tǒng)備自投設備已經(jīng)無法符合當前的狀態(tài)，應當及時進行更新。文章對數(shù)字化變電站中智能備自投的應用進行了探討。

關鍵詞：數(shù)字化；變電站；智能備自投；自動控制系統(tǒng)；繼電保護系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2016）29-0052-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.022

智能備自投的設定能夠初步完成自動控制、穩(wěn)定持續(xù)供電、無人看管并且能夠遠程進行操控。對于用電高峰期而言，我國在電力方面嚴重不足，所以無法只通過電網(wǎng)進行供電，還需要投入備自投裝置，以便能夠在電量不足的狀態(tài)下具有穩(wěn)定的電量可以使用。

1 備自投裝置的構造

備自投裝置為微機線路自備保護設備，通過自動控制系統(tǒng)與繼電保護系統(tǒng)相融合的技術完成持續(xù)供電。備自投裝置的主要部件是單片機，其中的構造包含了繼電器、中央處理器、人機對話界面以及電源，這一裝置對外界影響具備了較強的抵御能力，在運用的過程中，操作簡便穩(wěn)定。

備自投裝置的主要部件是單片機或PLC系統(tǒng)，通常運用Visual C++或Visual C語言通過核心程序乃至控制程序進行編制，依照變電站運轉(zhuǎn)當中的備自投邏輯對程序進行編制，可以及時達成備自投的使用，以免由于人工操控出現(xiàn)失誤。通過PLC系統(tǒng)進行編程，能夠有利于各種變電站完成符合本身電站特征的操作方法，可以將此裝置的功能進行擴充。

1.1 進線備自投的構造

變電站進線備自投裝備的配置通過過程保護、測控裝置、通用接口系統(tǒng)、底層交換機、主交換機等設施。電站透過電子式電流電壓互感器系統(tǒng)，也稱為ECVT，采集線路內(nèi)電流電壓數(shù)據(jù)，GIS系統(tǒng)把控制系統(tǒng)開關量傳輸至保護裝置進行操控。

1.2 進線備自投運轉(zhuǎn)方式

進線備自投系統(tǒng)當中，保護裝置和控制系統(tǒng)相互間信息流的傳輸經(jīng)由所有交換機打造的網(wǎng)絡體系給予完成，所使用的協(xié)議是TCP/IP。合并器具有把所有線路電壓、母線電壓、電流合并，在這一過程中通過IEC61850-9-2協(xié)議，進行采樣值的傳輸，之后經(jīng)過FT串行協(xié)議把信息流通過網(wǎng)絡系統(tǒng)傳輸?shù)剿斜Ｗo裝置，完成信息的采集過程。進線1和2的保護裝置都配備了備自投，再經(jīng)過GOOSE信號互換兩者接收到的開關量，依照單片機程序內(nèi)的邏輯順序進行運轉(zhuǎn)，完成備自投的投運工作（如圖1所示）。

2 備自投裝置的工作原理

備自投裝置對于變電站而言十分關鍵，其作為電網(wǎng)供電穩(wěn)定的保障，在電網(wǎng)中具有不可或缺的位置。

對于內(nèi)橋接線的110kV變電站而言，備自投在工作的形式上會由于電網(wǎng)運轉(zhuǎn)方式的差異而有所區(qū)別，其主要存在四類工作形式，而其中兩類是進線備自投形式，其他兩類為分段備自投形式。110kV變電站中內(nèi)橋在接線的方法如圖2所示：

2.1 進線備自投工作方法的工作原理

對于線路備自投方法而言，指的是對于典型內(nèi)橋接線110kV變電站內(nèi)，在變電站其中一個進線是主供，另一個進線是電源備用時，對于母聯(lián)電源的運轉(zhuǎn)而言，備自投的工作形式則采用線路備自投的形式。

在110kV變電站內(nèi)的兩段母線三相均具備電壓，而其中的一個進線開關在和母聯(lián)電源開關在合位的狀態(tài)下，當出現(xiàn)檢定線路有壓時，電源的開關合位線則會出現(xiàn)電壓。此時在未閉鎖量開入時，通過線路備自投成為工作方式的備自投裝置，則會自動完成充電。

進線備自投的工作過程為：在電網(wǎng)內(nèi)的工作電源產(chǎn)生問題或由于受到其他因素的作用而令供電停止時，兩段母線電壓則會消失。這時備自投裝置會自動啟用，以此加長線路的供電時間，以便能夠令T1可以跳開主供電源的開關——1DL（2DL），之后當確定主供電源開關已經(jīng)跳開，再把備用電源的開關——3DL閉合。延長電網(wǎng)的供電時間是因為需要令主供電源可以通過重合閘自行恢復，以便保障備用電源不會合閘，從而制止了電網(wǎng)問題的產(chǎn)生。

2.2 母聯(lián)備自投工作方法的工作原理

母聯(lián)備自投的方式是在典型內(nèi)橋接線110kV的變電站內(nèi)，在變電站兩段母線通過兩條進線——1DL、2DL分別進行供電的狀態(tài)下，母聯(lián)中的3DL熱備則隨之運轉(zhuǎn)，這時，備自投裝置的工作形式則為母聯(lián)備自投的形式。

對于110kV變電站內(nèi)兩段母線三相均具備電壓時，在兩條進線1DL、2DL均合位，母聯(lián)3DL處在未徹底閉鎖量開入時，通過母聯(lián)備自投的工作方法一樣也可以自動進行充電。

母聯(lián)備自投的工作過程是在兩條工作電源進線內(nèi)的一條產(chǎn)生問題或由于其他因素所影響而停止供電的狀態(tài)下，通過已經(jīng)停止供電的進線給予供電的母聯(lián)電壓會隨之消失。這時備自投裝備會進行供電，以便延長線路的供電時間，以此令T1具備充分的時間跳開故障線路中的主供電源開關，之后再合并母聯(lián)中的備用電源開關，如此則不會令不具備電壓的母聯(lián)段出現(xiàn)負荷供電的狀況。

由此可見，整套動作的邏輯完成必須具備交流電流的電壓量、開關位置乃至備自投裝置的閉鎖量，而在傳統(tǒng)變電站中，這些必備量的采集均需經(jīng)由聯(lián)接二次電纜才可完成，并且裝置的跳閘以及合閘開出回路也需透過電纜連到保護屏中。

3 智能備自投具備的優(yōu)勢

智能化備自投的方式具有較多的優(yōu)勢，如表1所示。

不僅如此，由于其處在發(fā)展的初級階段，因此還具備眾多性能與優(yōu)勢等待我們不斷探尋。

4 備自投運轉(zhuǎn)的注意方面

首先，備自投裝置在運轉(zhuǎn)當中，不可斷開備自投裝置的二次電壓開關；其次，備自投裝置的運轉(zhuǎn)，需要打開電量裝置的充電燈，如果充電燈不亮，則需及時對備自投充電的狀況、充電條件進行檢查，還需要對控制面板內(nèi)的所有模擬量值進行檢查，查看開入量是否處在正常的范疇中。如果遇到無法解決的緊急狀況，則需向上級主管部門盡快報告，以免由于時間的拖延而形成無法挽回的損失；再次，二次電壓回路進行工作時，需要具備謹防二次電壓消失的對策，如果確定不能避免二次電壓的消失，則需盡快進行匯報，正確退出備自投，確保設備不會被損壞；最后，備自投裝置應當先從出口壓板中退出，再從功能壓板中退出，打開備自投裝置的二次電壓開關。如果需要進行投運，則需反順序操作即可。

5 結(jié)語

總而言之，智能化備自投裝置的工作原理大致與傳統(tǒng)備自投裝置的工作原理相同，可是其相應工作量的采集方法卻具有較大的差異。對于傳統(tǒng)裝置通過二次電纜聯(lián)接進行傳輸信息和采集工作量而言，通過光纖的數(shù)字化方式進行操控，具有更為良好的抗干擾能力，二次回路故障的產(chǎn)生也獲得了有效的預防。通過網(wǎng)絡對智能化備自投裝置的位置點、線路中的電壓、電流進行采集。并且源于IEC61850標準的GOOSE網(wǎng)所控制的智能化備自投裝置，屬于初級發(fā)展階段，在運轉(zhuǎn)、檢修、校驗等方面還需要我們不斷進行探尋和分析，使其可以更為完善，以便使智能化備自投裝置在數(shù)字化變電站中獲得良好的應用。

參考文獻

[1] 余方元.110kV進線備自投在數(shù)字化變電站中的應用及改進[J].電氣應用，2011，（13）.

[2] 秦貴鋒，王明，張進.智能變電站自適應備自投應用[J].電力自動化設備，2012，（6）.

[3] 郭松偉，王世祥.數(shù)字化備自投模式的工程應用和試驗[J].電工技術，2012，（11）.

作者簡介：鐘恢平，男，江西南康人，供職于江西省送變電建設公司，研究方向：智能化電網(wǎng)建設。

（責任編輯：蔣建華）