220kV母聯分段備自投在500kV嘉應變電站的應用

鄒嬋　江偉奇　宋永超

摘 要：為防止500kV設備故障跳閘導致220kV系統解列的事故發生，500kV嘉應變電站在220kV母聯分段開關加裝備自投裝置。本文主要就500kV嘉應站備自投的設計實施應用進行深入的分析，介紹了備自投的設計要求、充放電條件、啟動判據及動作邏輯，充分說明了220kV母聯分段開關備自投裝置的重要性。

關鍵詞：雙母雙分段；母聯分段開關；備自投

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.155

0 引言

500kV嘉應站作為梅州電網的重要供電樞紐，其運行方式的優化將直接影響下一級電網的安全、穩定、優質運行。考慮到兩臺主變并列運行時，短路電流較大，部分時段220kV母線需采用分列運行方式，以有效降低短路電流，但也降低了系統運行的可靠性。因此，在220kV母聯分段開關處加裝備自投裝置，可有效的防止因500kV設備故障跳閘導致220kV系統解列的事故發生，提高供電可靠性。

本文以500kV嘉應站為例，系統介紹220kV母聯分段備自投的設計要求、充放電條件、啟動判據及動作邏輯，系統闡述母聯分段備自投的動作特性，說明其重要性。

1 備自投裝置的設計要求

500kV變電站220kV側備自投裝置的設計包括了以下的基本要求[1]：

（1）工作中的母線電壓消失時，備自投裝置應自動啟動；（2）備自投裝置只能動作一次，動作后需充滿電后才能再次動作；（3）備自投裝置應在動作前將多余負荷切除[2]，避免投入備用電源后可能造成母線過載的情況；（4）備自投裝置若采用無壓自投，則當工作電源母線電壓小于無壓定值，工作電源斷路器電流小于無流定值，備用電源電壓大于有壓定值，且無其他閉鎖開入，裝置應啟動；（5）在工作電源斷路器確已切除，且無閉鎖量開入的情況下才能投入備用電源。

2 嘉應站備自投裝置充放電條件

（1）充電條件。220kV母聯分段開關分為運行、檢修、可備投、不可備投四種狀態，裝置檢測到以下條件均滿足時進入充電狀態： 1）“備自投功能壓板”投入；2）至少有一個母聯或分段開關處于可備投狀態；3）至少有兩個母聯或分段開關在“分位”或“檢修”狀態。

（2）放電條件。在各種充電方式下，當裝置檢測到以下情況時應放電：1）裝置動作后；2）收到母差、失靈以及其他外部閉鎖信號時；

3）當無可投開關或有可投開關但檢修或可投的開關個數小于2個；4）裝置未啟動且開關檢修壓板未投入，此時若收到開關對應間隔的手跳信號時；5）裝置啟動跳變中開關后，若檢測不到相應變中開關的分位信號；6）備自投功能壓板退出時應立刻放電。

3 嘉應站備自投裝置的啟動判據

500kV嘉應站母聯分段開關備自投裝置的啟動判據，主要取自主變中壓側的有功功率值及主變高中壓側開關的位置關系。

當備自投裝置檢測到主變的開關量和電氣量均滿足以下條件時，裝置啟動：1）主變開關位置狀態發生變化；2）主變中壓側的有功功率值小于整定值。

4 嘉應站備自投裝置的動作邏輯

500kV變電站220kV側的備自投以檢無壓檢同期作為合閘方式，以母聯或分段開關作為可備投開關，對可備投開關設置投入順序的優先級。其動作邏輯如下[3]：

（1）判斷主變跳閘：1）變高兩個開關或變中開關由合到分變位；2）變中有功功率低于門檻值。滿足上述條件，裝置啟動；裝置啟動的同時發令跳主變的變中開關，若在延時內，變中開關為分位，裝置按設定的優先級合母聯或分段開關。若在延時內，變中開關仍為合位，則裝置放電，同時發備自投失敗信號。

（2）依次按整定的優先級合母聯或分段開關：1）此開關兩側母線一段有壓，一段無壓或兩段均有壓并滿足同期條件；2）此開關在分位且未投“檢修壓板”。滿足上述條件，合優先級為n=1 的母聯或分段開關，如不滿足上述條件，則合優先級為n=2 的母聯或分段開關。如無可投母聯或分段開關則發備自投失敗信號。

5 實例分析

500kV嘉應站220kV母線采用雙母雙分段的接線方式，2012和2056為母聯斷路器，2015和2026為分段斷路器。

（1）兩母聯斷路器解列運行方式。2012和2056母聯斷路器在合位，2015和2026分段斷路器在分位，當其中任意一臺運行中的主變跳閘，備自投裝置對跳閘主變對應的中開關發跳令，確認該中開關確已斷開后，合上2015分段斷路器，如合閘不成功，再合2026分段斷路器。任一斷路器合閘成功，則四段母線合環運行。

（2）一分段、一母聯斷路器解列運行方式。2056母聯斷路器和2026分段斷路器在合位，2012母聯斷路器和2015分段斷路器在分位，當其中任意一臺運行中的主變跳閘，備自投裝置對跳閘主變壓器對應的中開關發跳令，確認該中開關確已斷開后，合上2015分段斷路器，如合閘不成功，再合2012母聯斷路器。任一斷路器合閘成功，則四段母線合環運行。

6 結束語

隨著電網逐步發展，備自投裝置在電網中的應用越來越廣泛，其對有效防止任一級電源失電進而造成電網事故解列、大面積停電事件的發生起到了至關重要的作用。 500kV嘉應站應用實例證明，220kV母聯分段備自投的投入使用對構建更加安全、穩定、堅強的梅州電網意義重大。

參考文獻：

[1]黃玥.500kV變電站220kV側備用電源自動投入裝置的研究與設置[D].廣州：廣東工業大學，2016：6.

[2]張蔭群.220kV電網多種功能備用電源自動投入裝置的研究設計[J].廣東電力，2008，17（06）：42-44.

[3]曾美英.220kV母聯及分段備自投在500kV變電站中的應用[J].測試工具與解決方案，2014（22）：99-100.

作者簡介：鄒嬋（1986-），女，廣東揭西人，本科，主要從事變電運行工作。