220 kV變電站110 kV標準化備自投裝置在倒閘操作中的應用及分析

侯成

（廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海 519099）

0 引言

隨著電力系統的飛速發展，為了保護主干電網的運行安全與穩定,開始在220kV變電站110 kV電網中大量使用備用電源自動投入裝置（簡稱備自投裝置）。廣東電網公司標準化的110 kV側備自投裝置集成了線路備自投和母聯(分段)備自投功能，在變電站倒閘操作時對備自投裝置相關壓板操作要求準確無誤,以免引發裝置的誤動或拒動，備自投在投運前，需進行現場傳動試驗，以校驗其邏輯原理及回路的正確可靠性。標準化的110 kV側備自投裝置為今后超高壓電網備自投的配置、倒閘操作實施應用和現場傳動試驗提供了良好的技術引領和參考,具有重要現實意義。

1 220 kV變電站標準化110 kV備自投裝置功能

典型的220 kV變電站110 kV備自投裝置有線路備自投、母聯備自投功能，切小電源及切負荷功能。標準化110 kV備自投裝置110 kV線路數按照6回配置，按照3組雙回線設置。圖1為220 kV雨塘變電站110 kV一次接線圖，110 kV備自投裝置選用南京南瑞PCS-992M型產品，其中110 kV 6回線路（110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線、#1主變變中、#2主變變中、備用線5、備用線6）可分為主供、可備投、檢修、不可備投四種狀態，可備投只在線路備自投中有效。110 kV母聯開關可分為運行、檢修、可備投、不可備投四種狀態。

1.1 線路備自投

線路備自投將互為備投的線路分為兩組，110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線為組1，#1主變變中、#2主變變中為組2，兩組線路互為備自投。（1）充電條件。“備自投功能壓板”在投入狀態；母聯檢修壓板退出時兩段母線均有壓，或母聯檢修壓板投入時有且僅有一段母線有壓；非檢修狀態的母聯開關應在合位；其中一組線路有主供線路，另一組線路有且只有備投線路。滿足上述條件經過Tc時延后，裝置處于充電完成狀態，備自投功能開放。（2）啟動條件。所有運行的母線無壓：Ⅰ母電壓、Ⅱ母電壓＜U2（判電壓啟動定值）；所有主供線路跳閘：所有主供線路無流，同時主供線路PT無壓或開關分位。滿足啟動條件經Tq延時后，裝置啟動，出口跳開所有主供線路開關。（3）動作邏輯。110 kV線路備自投動作邏輯如圖2所示。

1.2 母聯備自投

（1）充電條件。“備自投功能壓板”在投入狀態；母聯開關在備投狀態。滿足上述條件經過Tc時延后，裝置處于充電完成狀態，備自投功能開放。（2）啟動條件。任一段母線電壓＜U2（判電壓啟動定值）；有主供線路跳閘（有主供線路無流，同時該主供線路PT無壓或開關分位），且其切換后電壓＜U2（判電壓啟動定值）。滿足啟動條件經Tq延時后，裝置啟動，出口跳所有跳閘且切換后電壓失壓的主供線路的開關。（3）動作邏輯。110 kV母聯備自投動作邏輯如圖3所示。

2 110 kV備自投裝置在倒閘操作中的應用

2.1 正常運行方式

110 kVⅠ、Ⅱ母并列運行，110 kV母聯合位，#1、#2主變運行中（主供），110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用中（可備投），線路備自投方式充電中。

2.2 110 kVⅠ、Ⅱ母轉為長期分列運行

圖2 線路備自投動作邏輯圖Fig.2 Circuit preparation circuit diagram

110 kV母聯開關由合位變為分位，備自投裝置報“母聯開關HWJ異常、備自投方式異常”告警，此時備自投裝置仍滿足充電條件，線路備自投方式保持充電中。在線路備自投方式不放電情況下，無法自動轉為自動母聯備自投方式。

圖1 220 kV雨塘變電站110 kV一次接線圖Fig.1 110 kV primary wiring diagram of 220 kV Yutang substation

圖3 母聯備自投動作邏輯圖Fig.3Mother-in-the-job self-injection action logic diagram

由于在110 kVⅠ、Ⅱ母長期分列運行狀態下，如果仍工作在線路備自投方式下，當出現只有Ⅰ母或Ⅱ母失壓及所掛主供線路（主變）跳閘，線路備自投將無法啟動（無法自動恢復失壓母線供電）。需要將線路備自投方式轉為母聯備自投方式，有以下2種操作方法：（1）將110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用（可備投），轉變為運行（主供），將線路備自投方式放電后自動轉為母聯備自投方式。（2）在運行方式不改變情況下，人為退投下“備自投功能投入”硬壓板或軟壓板，將線路備自投方式放電后轉為母聯備自投方式。

2.3 110 kVⅠ、Ⅱ母分列運行轉為并列運行

110 kVⅠ、Ⅱ母分列運行中，110 kV母聯開關分位，#1、#2主變運行中（主供），110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用中（可備投），母聯備自投方式充電中。

110 kVⅠ、Ⅱ母分列運行轉為并列運行，110 kV母聯開關由分位變為合位，母聯備自投方式放電后經5s充電延時自動轉為線路備自投方式充電中。

2.4 110 kVⅠ、Ⅱ母并列運行轉110 kV單母運行

110 kV母聯開關分閘時備自投裝置將只能工作于線路備自投方式。將所有運行或熱備用線路倒至一條母線上， 110 kV母聯開關由合位變分位，母聯轉冷備用，投入“110 kV母聯檢修”檢修硬壓板，此時110 kV 單母運行，110 kV母聯開關分位，#1、#2主變運行中（主供），110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用中（可備投），線路備自投方式充電中備自投仍在線路備自投方式。

2.5 110 kV單母運行恢復并列運行

退出“110 kV母聯檢修”檢修硬壓板，執行110 kVⅠ、Ⅱ母倒母操作，將所有運行或熱備用線路倒至一條母線上，110 kV單母運行恢復并列運行，110 kV母聯開關由分位變合位，此時備自投仍在線路備自投方式。

2.6 110 kV母聯開關由運行轉冷備用

110 kV母聯開關檢修時裝置將只能工作于線路備自投方式。此時有兩種操作方法：（1）母聯檢修前將所有運行或熱備用線路倒至一條母線上。110 kV母聯開關由運行轉冷備用，110 kV母聯開關（由合位變為分位），備自投裝置報“母聯開關HWJ異常、備自投方式異常”告警，備自投裝置仍滿足充電條件，線路備自投方式保持充電中。投入“110 kV母聯檢修”檢修硬壓板，此時備自投仍在線路備自投方式。（2）先退出線路備自投，執行110 kV 母聯開關由運行轉冷備用操作，投入“110 kV母聯檢修”壓板，此時備自投無效。長時間停電檢修此種方式不推薦，主要用于緊急搶修期間方式轉換減少倒閘操作時間考慮。

2.7 110 kV母聯開關由冷備用轉運行

如采用2.6節第1種操作方法，則恢復方式同2.5節，如采用2.6節第2種操作方法，退出投入“110 kV母聯檢修”壓板，執行110 kV母聯100開關由冷備用轉運行操作，投入線路備自投。

2.8 主供線路或主變停送電操作

備自投檢修壓板按照“后投先退”原則執行，即一次設備停電操作后投入備自投裝置中對應的檢修壓板，一次設備復電前先退出檢修壓板，備自投裝置開入110 kV 4回線路（110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線、#1主變變中、#2主變變中）皆可按此操作，此時，線路備自投充電有效。

2.9 可備投線路恢復主供操作

可先投入需操作的操作可備投線路（110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線）檢修壓板，使其其開入量、電氣量不參與備自投邏輯及異常的判斷。繼續執行可備投線路開關分位到合位操作，此時線路備自投充電有效。

3 110 kV備自投裝置現場傳動試驗

3.1 110 kV備自投現場傳動試驗思路

（1）現場傳動試驗過程與元件的實際狀態無關，僅需參與測試的開關配合即可，需靈活處理測試時電網運行方式，從而避免用戶停電，確保電網穩定運行，同時應最大限度減少一次設備的倒閘操作，降低停電風險。

（2）通過方式預置[1]的方法，將不希望參與測試的元件的對應檢修壓板投入即可實現其開入量、電氣量不參與備自投邏輯及異常的判斷。

（3）220 kV變電站110標準化備自投裝置引入主變高開關切換電壓電氣量，而主變變高開關切換電壓取自220 kV母線電壓，現場傳動應模擬主變高開關切換電壓失壓條件。

3.2 110 kV備自投現場傳動試驗操作步驟

（1）#1主變變中101開關間隔與110 kV雨五甲線183開關間隔互為備投試驗。將#1變變中101開關和110 kV雨五甲線掛110 kVⅠ母，其他運行的110 kV間隔掛110 kVⅡ母，110 kV母聯100開關熱備用；投入“110 kV母聯開關檢修”壓板、“110 kV雨五乙線184開關檢修”壓板、“#2主變變中102開關檢修”壓板,在備自投屏后斷開110 kVⅡ母電壓空開，在此情況下，實際操作使得110 kVⅠ段母線失壓，線路備自投邏輯可啟動，實現#1主變變中101開關和110 kV雨五甲線183開關間隔互為備投試驗。

（2）#2主變變中102開關間隔與110 kV雨五乙線184開關間隔互為備投試驗。將#2主變變中102開關和110 kV雨五乙線掛110 kVⅡ母，其他運行的間隔掛110 kVⅠ母，110 kV母聯100開關熱備用；投入“110 kV母聯開關檢修”壓板、“110 kV雨五甲線183開關檢修”壓板、“#1主變變中101開關檢修”壓板，在備自投屏后斷開110 kVⅠ母電壓空開，在此情況下，實際操作使得110 kVⅡ段母線失壓，線路備自投邏輯可啟動，實現#2主變變中102開關和110 kV雨五乙線184開關間隔互為備投試驗。

（3）合110 kV母聯100開關的母聯自投試驗。#1主變變中101開關掛110 kVⅠ母，其他間隔掛110 kVⅡ母，110 kV母聯100開關熱備用，實際操作斷開#1主變變高2201開關，使得110 kVⅠ母失壓時，母聯備自投可啟動。#2主變變中102開關與110 kV母聯100開關母聯備自投試驗與上原理相同。

4 結論

110 kV標準化備自投裝置在廣東地區已成熟運用，滿足各種接線方式。通過220 kV雨塘變電站實際應用效果來看，保護裝置可靠性高，倒閘操作執行到位，傳動試驗正確無誤。對于不同的主接線方式，操作會略有不同，但基于標準化的外部回路及邏輯功能的備自投操作思路基本相同。