人工島變電站網絡自投設備運行應用分析

姜媛

（廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東珠海，519000）

0 引言

以110千伏人工島輸變電工程為例，該變電站項目于2017年2月底開建。港珠澳大橋東接香港、西連珠海和澳門，110千伏人工島輸變電工程是港珠澳大橋的配套電源工程，110千伏人工島變電站與大橋專用變電站互為備用，為港珠澳大橋提供了可靠供電“雙保險”。變電站投產后珠澳口岸人工島上形成了220千伏吉大變電站至110千伏人工島變電站、220千伏拱北變電站至110千伏大橋專用變電站、以及110千伏人工島變電站至110千伏大橋專用站相連的一個閉環回路，與珠海電網主網可靠連接。該變電站位于珠澳口岸人工島西北角的珠海口岸市政配套區，主要承擔對人工島及港珠澳大橋本體工程的供電任務，同時為粵港澳三地的綜合運輸體系和高速公路網絡提供電力保證，助力粵港澳大灣區可持續發展[1]。

1 變電站備用電源自投裝置邏輯及功能特點

備用電源自投裝置適用于220kV及以下電壓等級電網中的備用電源自動投入。既可實現單個變電站內雙母、單母、單母分段、雙母帶旁路或單母分段帶旁路等主接線形式的多進線或母聯自投功能，也可實現雙端供電電源、單回或雙回鏈式串供變電站的遠方備自投功能。裝置最大規模可接入2段母線電壓，4路進線和1路旁路問隔各自的三相電流和單相切換后電壓[2]。

變電站備用電源自投邏輯及功能主要分為單個變電站內的就地備自投功能和鏈式串供變電站站問的遠方備自投功能。單個變電站內的就地備自投功能實現4路進線(可有1個旁路)以及母聯(分段)斷路器的備用電源自投功能，每個定值區可預設8種進線備白投方式，母聯自投方式自適應。如圖1所示。

圖1 雙母帶旁路示意圖

鏈式串供變電站站問的遠方備自投功能實現每個串供的變電站均配置一臺PCS-9654D-GD裝置,當發生故障導致串供變電站失電時，每個失電站均跳開各自的主供進線斷路器，然后開環點變電站首先合熱備用的線路或母聯(分段)斷路器，接著從開環點往故障點方向，逐級合之前被跳開的原主供進線斷路器。如圖2所示。

對于就地備自投或遠方備自投，可選上級穩控切負荷閉鎖備自投功能。自投于故障后加速切保護；當母線發生故障時，為避免備用電源自投于故障點，造成事故擴大，裝置配備“自投于故障后加速切”保護功能。

2 110KV備自投遠方邏輯實現

2.1 110千伏人工島變電站遠方自投過程方式1

以開環點在人工島站為例，如果開環點在大橋站，則將“人工島站吉島線”和“大橋站拱橋線”對調，“人工島站島橋線”和“大橋站島橋線”對調。

其自投邏輯控制過程為：開環點在人工島站的島橋線開關，正常方式下，人工島站和大橋站母線（I、II段）有壓、線路PT有壓，人工島站的線路自投邏輯充電。人工島站BZT向大橋站BZT發A信息流（有開環點），大橋站BZT向人工島站BZT發A信息流（無開環點）。人工島站BZT的“就地線路備自投”邏輯充電完成后，向大橋站BZT發B信息（遠方備投充電成功）。大橋站BZT收到B信息后，判“遠方備投充電成功”，并根據B信息流的流向記錄開環點所在側，并確認相反一側線路開關為主供開關。人工島站BZT的主菜單應顯示------“距開環點數”為0，就地BZT顯示“充電”；遠方BZT顯示“充電”；大橋站BZT的主菜單應顯示------“距開環點數”為1，就地BZT顯示“不充電”； 遠方BZT顯示“充電”，并顯示開環點的方向[3]。

2.2 110千伏人工島變電站遠方自投過程方式2

開環點在人工島站的島橋線開關，拱橋線故障,大橋站失壓，人工島站不失壓。遠方備自投跳大橋站拱橋線，合人工島島橋線。

拱橋線故障時，其自投邏輯控制過程為：大橋站全站失壓，延時Twy向人工島站發C信息流（無流無壓信息），并啟動KRU動作判據，條件成立則延時100ms向人工島站發D信息流（遠方備自投動作允許）。大橋站滿足“就地線路備自投”的“無流無壓”啟動條件，延時Tq跳開拱橋線（主供），確認開關跳開后向人工島站發 E信息流（備自投已動作）。 人工島站（母線不失壓的開環點）在接收到 E信息流，延時0.3s合島橋線（備供）。

圖2 110kV變電站雙鏈式串供的典型連接示意圖

圖3 110KV拱橋線故障自投過程

2.3 110千伏人工島變電站遠方自投過程方式3

開環點在人工島站的島橋線開關，110KV吉島線故障，人工島站失壓，大橋站不失壓。遠方備自投動作跳開人工島站吉島線，合島橋線。110KV吉島線故障時，其自投邏輯控制過程為：人工島站（開環點）失壓，未收到C信息流（無流無壓信息），延時Tq跳開吉島線（主供），合島橋線（備供）。

2.4 110千伏人工島變電站遠方自投過程方式4

開環點在人工島站的吉島線開關，拱橋線故障，大橋站、人工島站失壓。遠方備自投動作跳開大橋站拱橋線，再跳開人工島站島橋線，然后合人工島站吉島線，之后再合人工島站島橋線。

開環點在人工島站的吉島線開關，拱橋線故障時，其自投邏輯控制過程為：大橋站（非開環點）失壓，延時Twy向人工島站BZT發C信息流（無流無壓信息），并啟動KRU動作判據，條件成立則向人工島站（開環點）發D信息流（遠方備自投動作允許）。人工島站（開環點）滿足“就地線路備自投”的“無流無壓”啟動條件，接收C信息流和D信息流后，延時Tq跳開島橋線（主供），0.3S合上吉島線（備供）。大橋站（非開環點）滿足“就地線路備自投”的“無流無壓”啟動條件，延時Tq跳開拱橋線（主供），向人工島站（開環點）發E信息流（備自投已動作）。人工島站接收到大橋站E信息流（備自投已動作）后合上島橋線。

2.5 110千伏人工島變電站遠方自投過程方式5

開環點在人工島站的110KV分段開關，拱橋線故障，大橋站全站失壓，人工島站其中一段母線失壓。遠方備自投動作跳開大橋站拱橋線，跳開人工島站島橋線，然后合人工島站島分段開關，之后再合人工島站島橋線。

開環點在人工島站的110KV分段開關，拱橋線故障時，其自投邏輯控制過程為：大橋站（非開環點）延時Twy向人工島站BZT發C信息流（無流無壓信息），并啟動KRU動作判據，條件成立則向人工島站（開環點）發D信息流（遠方備自投動作允許）。人工島站（開環點）滿足“就地分段備自投”的“無流無壓”（其中一段母線）啟動條件，接收C信息流（無流無壓信息）和D信息流（遠方備自投動作允許）后，延時Tq跳開島橋線（主供），0.3S合上母聯開關（備供）；大橋站（非開環點）滿足“就地線路備自投”的“無流無壓”啟動條件，延時Tq跳開拱橋線（主供元件），向人工島站（開環點）發E信息流（備自投已動作）。人工島站接收到大橋站E信息流（備自投已動作）后，合上島橋線。

3 結論

以110千伏人工島輸變電工程為例，系統介紹了備用電源網絡備自投邏輯功能特點及實現過程。采用鏈式串供變電站站間的遠方備自投功能，考慮開環點不同以及可能故障點不同，實現各種邏輯投切過程。變電站投產后珠澳口岸人工島上形成了220千伏吉大變電站至110千伏人工島變電站、220千伏拱北變電站至110千伏大橋專用變電站、以及110千伏人工島變電站至110千伏大橋專用站相連的一個閉環回路，與珠海電網主網可靠連接。