雙母雙分段接線方式中備用電源自動(dòng)投入裝置配置

陳 勝，彭碧君，于立濤

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東 青島 266002）

0 引言

當(dāng)前，變電站一次主接線隨著電網(wǎng)建設(shè)的需要不斷發(fā)生變化，雙母雙分段接線方式得到越來越廣泛的應(yīng)用。該接線方式不僅能夠提高變壓器運(yùn)行效率、減少母線全停概率，還可靈活安排運(yùn)行方式，在檢修或事故狀態(tài)下保障供電可靠性。變電站新建成投運(yùn)時(shí)，負(fù)荷通常較小，為節(jié)省投資、避免設(shè)備閑置，往往先投運(yùn)2臺(tái)變壓器，待負(fù)荷增長(zhǎng)后再投運(yùn)1臺(tái)或2臺(tái)變壓器。雙母雙分段接線方式變電站的備用電源自動(dòng)投入裝置（以下簡(jiǎn)稱“備自投”）的配置尚無典型設(shè)計(jì)，與單母線分段、雙母線等接線方式存在較大差異［1-2］，配置方案選擇不當(dāng)將極大影響備自投發(fā)揮效用。針對(duì)上述問題，以某220 kV變電站110 kV母線雙母雙分段接線方式為例進(jìn)行分析，驗(yàn)證了所提方案的可行性。

1 運(yùn)行方式分析

為限制短路電流，目前110 kV及以下電網(wǎng)主要采取分列運(yùn)行方式。雙母雙分段接線方式如圖1所示。運(yùn)行方式與備自投配置情況密切相關(guān)，合理地安排運(yùn)行方式是備自投發(fā)揮作用的重要前提。

1.1 投運(yùn)2臺(tái)變壓器

1號(hào)、2號(hào)變壓器運(yùn)行，該接線下，相關(guān)開關(guān)根據(jù)方式要求分合，運(yùn)行方式可為：

1）1號(hào)變壓器帶 1號(hào) A、1號(hào)B母線運(yùn)行，2號(hào)變壓器帶2號(hào)A、2號(hào)B母線運(yùn)行，100A、100B開關(guān)在分位，11F、12F開關(guān)在合位，此種方式較為常見。

2）1號(hào)變壓器帶 1號(hào)A、2號(hào)A母線運(yùn)行，2號(hào)變壓器帶1號(hào)B、2號(hào)B母線運(yùn)行，100A、100B開關(guān)在合位，11F、12F開關(guān)在分位。

圖1 雙母雙分段接線方式

1.2 投運(yùn)3臺(tái)變壓器

1～3號(hào)變壓器運(yùn)行，該接線下，相關(guān)開關(guān)根據(jù)方式要求分合，運(yùn)行方式可為：

1）1號(hào)變壓器帶1號(hào)A母線運(yùn)行，2號(hào)變壓器帶1號(hào)B母線運(yùn)行，3號(hào)變壓器帶2號(hào)A、2號(hào)B母線運(yùn)行，100A、100B、11F 開關(guān)在分位，12F 開關(guān)在合位，此種方式較為常見。

2）1號(hào)變壓器帶1號(hào)A母線運(yùn)行2號(hào)變壓器帶1號(hào) B、2號(hào) B母線運(yùn)行，3號(hào)變壓器帶2號(hào) A母線運(yùn)行，100A、11F、12F 開關(guān)在分位，100B 開關(guān)在合位。

1.3 投運(yùn)4臺(tái)變壓器

4臺(tái)變壓器均運(yùn)行，該接線下，相關(guān)開關(guān)根據(jù)方式要求分合，運(yùn)行方式可為：

1～4號(hào)變壓器分別帶 1號(hào) A、1號(hào) B、2號(hào) A、2號(hào)B 母線運(yùn)行，100A、100B、11F、12F 開關(guān)均在分位。

2 備自投配置方案

雙母雙分段接線的運(yùn)行方式有多種，可在分段或母聯(lián)開關(guān)處配置備自投。備自投的配置應(yīng)滿足正常運(yùn)行方式的需要，并盡可能適應(yīng)檢修方式的要求，同時(shí)也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和二次回路及動(dòng)作邏輯設(shè)計(jì)復(fù)雜性等因素影響［3-4］。

2.1 配置1臺(tái)備自投

2臺(tái)變壓器投運(yùn)：配置1臺(tái)分段或母聯(lián)備自投即可滿足電網(wǎng)運(yùn)行需要。例如，在100A開關(guān)配置母聯(lián)備自投時(shí)，正常運(yùn)行方式可安排為1.1節(jié)中1）方式，1號(hào)、2號(hào)變壓器所帶110 kV母線之間互為備用。

3臺(tái)或4臺(tái)變壓器投運(yùn)：正常方式下，110 kV母線將分為3或4部分運(yùn)行，至少有一段母線失壓后，不能通過備自投恢復(fù)供電。

由上述分析可知，只配置1臺(tái)備自投不能滿足3臺(tái)及以上變壓器運(yùn)行的需要。

2.2 配置2臺(tái)備自投

當(dāng)在100A、100B開關(guān)各配置1臺(tái)母聯(lián)備自投，在投運(yùn)不同數(shù)量變壓器、任一段母線或任一臺(tái)變壓器退出的情況下進(jìn)行分析，見表1所示，正常方式安排為1.1、1.2節(jié)中方式1）及1.3節(jié)中的方式。除在2臺(tái)變壓器投運(yùn)且其中1臺(tái)退出時(shí)或在3臺(tái)變壓器投運(yùn)且3號(hào)變壓器退出時(shí)，備自投失去作用外，其余情況下，無論在正常運(yùn)行方式還是在某一元件退出的方式下，只要合理調(diào)整運(yùn)行方式，均可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行母線間備用。

表1 配置2臺(tái)母聯(lián)備自投時(shí)的動(dòng)作邏輯

如在11F、12F開關(guān)配置2臺(tái)分段備自投，與配置2臺(tái)母聯(lián)備自投類似，只是運(yùn)行方式安排與母聯(lián)備自投有所不同。由于配置2臺(tái)母聯(lián)備投時(shí)采用的運(yùn)行方式更為靈活，更便于電網(wǎng)倒閘操作，因此配置母聯(lián)備自投更加合理。

如配置1臺(tái)母聯(lián)備自投及1臺(tái)分段備自投，當(dāng)3臺(tái)變壓器投運(yùn)時(shí)，如2臺(tái)備自投間母線檢修，則2臺(tái)備自投均不能發(fā)揮作用；當(dāng)4臺(tái)變壓器投運(yùn)時(shí)，在正常方式下，其中一段母線失壓不能通過備自投恢復(fù)供電，因此不能滿足運(yùn)行需要。

2.3 配置3臺(tái)及以上備自投

當(dāng)配置3臺(tái)及以上備自投將會(huì)使部分裝置閑置，且動(dòng)作配合邏輯較為復(fù)雜，增加現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維難度，因此不建議選擇此配置方案。

3 二次回路調(diào)整方案

由上述分析可知，配置2臺(tái)母聯(lián)備自投更加合理。但隨著投運(yùn)變壓器數(shù)量增加，備自投二次回路也需要相應(yīng)調(diào)整［5-6］。

投運(yùn)1號(hào)、2號(hào)變壓器時(shí)。正常運(yùn)行方式可按1.1節(jié)1）方式，此時(shí)2臺(tái)備自投均接入1號(hào)與2號(hào)變壓器110 kV側(cè)開關(guān)位置接點(diǎn)、TA回路、相關(guān)閉鎖接點(diǎn)，100A、100B開關(guān)位置接點(diǎn)分別接入2臺(tái)備自投，此時(shí)，2臺(tái)母聯(lián)備自投的典型充放電條件如圖2所示。當(dāng)投運(yùn)變壓器數(shù)量增加而調(diào)整備自投二次回路后，備自投的充放電條件與此類似，只是判別條件會(huì)根據(jù)回路調(diào)整發(fā)生相應(yīng)變化。備自投充電完成后，當(dāng)發(fā)生1號(hào) A、1號(hào) B（或 2號(hào) A、2號(hào) B）母線失壓、且1號(hào)（或2號(hào)）變壓器110 kV側(cè)TA無電流，經(jīng)整定延時(shí) T1 跳開 101（或 102）開關(guān)，確認(rèn) 101（或 102）開關(guān)跳開后，經(jīng)整定延時(shí)T2合上100A（或100B）開關(guān)，使失壓母線恢復(fù)運(yùn)行。

圖2 母聯(lián)備自投的典型充放電條件

增加3號(hào)變壓器投運(yùn)時(shí)。正常運(yùn)行方式可按1.2節(jié)1）方式，此時(shí)備自投二次回路應(yīng)調(diào)整為：100A母聯(lián)開關(guān)備自投接入1號(hào)與3號(hào)變壓器110 kV側(cè)開關(guān)位置接點(diǎn)、TA回路、相關(guān)閉鎖接點(diǎn)與100A開關(guān)位置接點(diǎn)；100B母聯(lián)開關(guān)備自投接入2號(hào)與3號(hào)變壓器110 kV側(cè)開關(guān)位置接點(diǎn)、TA回路、相關(guān)閉鎖接點(diǎn)與100B開關(guān)位置接點(diǎn)。

4臺(tái)變壓器均投運(yùn)時(shí)。備自投二次回路應(yīng)調(diào)整為：100A母聯(lián)開關(guān)備自投接入1號(hào)與3號(hào)變壓器110 kV側(cè)開關(guān)位置接點(diǎn)、TA回路、相關(guān)閉鎖接點(diǎn)與100A開關(guān)位置接點(diǎn)；100B母聯(lián)開關(guān)備自投接入2號(hào)與4號(hào)變壓器110 kV側(cè)開關(guān)位置接點(diǎn)、TA回路、相關(guān)閉鎖接點(diǎn)與100B開關(guān)位置接點(diǎn)。

4 定值整定配合

配置2臺(tái)母聯(lián)備自投時(shí)，兩者動(dòng)作時(shí)間的整定應(yīng)考慮配合，以免同時(shí)動(dòng)作造成電網(wǎng)以非計(jì)劃方式運(yùn)行：投運(yùn)2臺(tái)變壓器時(shí)，2臺(tái)備自投若同時(shí)動(dòng)作跳開同1臺(tái)變壓器110 kV側(cè)開關(guān)，并合上100A、100B母聯(lián)開關(guān)，恢復(fù)正常方式時(shí)需拉開2個(gè)母聯(lián)開關(guān)，增加了操作工作量；投運(yùn)3臺(tái)變壓器時(shí)，若3號(hào)變壓器失壓，2臺(tái)備自投同時(shí)動(dòng)作后，1號(hào)、2號(hào)變壓器110 kV側(cè)將并列運(yùn)行，影響零序電流等保護(hù)的正確動(dòng)作，也增加了恢復(fù)正常方式的操作工作量；投運(yùn)4臺(tái)變壓器時(shí)，2臺(tái)備自投同時(shí)動(dòng)作無問題，可整定相同動(dòng)作時(shí)間。

表2 2臺(tái)母聯(lián)備自投的自投方式及動(dòng)作時(shí)間整定值

通常情況下，母聯(lián)備自投裝置只投入其自投功能，其他功能如過流保護(hù)、充電保護(hù)等均退出，關(guān)于自投功能的整定值示例見表2，其他整定值根據(jù)設(shè)備參數(shù)及實(shí)際運(yùn)行要求確定。

5 結(jié)語

對(duì)雙母雙分段接線方式中的備自投配置及運(yùn)行進(jìn)行了論證分析，提出了配置2臺(tái)母聯(lián)備自投的方案，并對(duì)該方案的合理性進(jìn)行了詳細(xì)分析，同時(shí)對(duì)投運(yùn)變壓器數(shù)量變化而需進(jìn)行備自投的二次回路調(diào)整及動(dòng)作時(shí)間整定進(jìn)行了深入闡述。只有2臺(tái)變壓器投運(yùn)時(shí)，也可先配置1臺(tái)母聯(lián)備自投，再根據(jù)變壓器數(shù)量的增加投運(yùn)另1臺(tái)母聯(lián)備自投，可減少備自投二次回路調(diào)整的工作量。另外，備自投放電閉鎖邏輯必須充分檢驗(yàn)，在確保安全的前提下最大限度發(fā)揮設(shè)備效用。