110kV變電站遠方備自投裝置應用探究

摘要：以某110 kV變電站失壓事故為例，對變電站遠方備自投裝置設置的必要性進行了研究，深入分析了110 kV變電站遠方備自投裝置的運行方式、動作過程、動作時序等關鍵要素，形成完整的信息流，以提升變電站運行的安全性、穩定性和經濟性。

關鍵詞：110 kV變電站;遠方備自投;信息流

0 引言

近年來我國110 kV變電站失壓事故頻發，很大程度上影響了用戶的用電質量。如何對110 kV變電站裝置進行調整，形成高效、穩定的輸配電體系已經成為新時期人們關注的焦點。遠方備自投裝置能夠增強變電站架構，借助冗余模式減輕110 kV變電站運行負荷，降低變電站發生故障斷電的可能性，為110 kV變電站穩定運行提供了良好保障。

1 110 kV變電站失壓事故分析

某110 kV變電站全站由110 kV B線供電，110 kV A線本側開關在合閘位置，充電至110 kV B站。2018年9月某日，110 kV B線線路C相出故障跳閘，重合閘不成功，110 kV B線開關跳閘，110 kV變電站失壓。發生故障時110 kV A線開關在合閘位置，不滿足110 kV備自投充電條件，備自投未動作，造成110 kV變電站失壓。

由此可見，在110 kV變電站運行過程中必須增加遠方備自投裝置，通過遠方備投實現“多級串供、解環運行”保護。這種備自投系統一般由多套裝置互相配合，能夠在故障發生后借助光纖通信快速實現交互式備投，大大縮短了備自投恢復供電的時間，在當前110 kV變電站建設中具有非常重要的作用。

2 110 kV變電站遠方備自投裝置的應用

為解決上述問題，某110 kV變電站在區域電磁環網中設置了兩套獨立的備自投裝置，并確保遠方備自投裝置能夠在環網內出現故障后第一時間異端合閘成功，恢復供電。

2.1? ? 裝置配置

依照110 kV備自投標準化要求，備自投裝置將線路備自投和母聯（分段）備自投功能集成在同一裝置內。設置過程中母線模擬量主要為兩段母線三相電壓、外部開入母聯合閘位置信號（HWJ）和外部閉鎖信號，配置母線檢修壓板、母聯檢修壓板、合母聯開關、跳母聯開關等;進線模擬量主要為5回進線（含旁路）切換后電壓、三相電流、外部開入進線合閘位置信號（HWJ）和進線合后位置信號（KKJ），配置進線檢修壓板、進線旁代壓板、合進線開關、跳進線開關等。

上述遠方備自投模式保證了最大規模的接線量，適用范圍非常廣泛。

2.2? ? 信息傳輸

調查過程中我們可以發現，B線出現斷電后，系統理論上能夠快速恢復供電，但由于各站間備自投裝置沒有信息交流，無法做到相互協調和配合，這是傳統備自投裝置的缺陷，也是本次遠程備自投改造中需要解決的主要問題。為此，必須對遠程備自投的信息流進行調整，保證動作過程符合環網中的備自投要求，最大限度提升系統的穩定性。

備自投中的信息流主要包括六大部分，即有無開環點、遠方備投充電成功、無流無壓、遠方備投動作允許、備自投已動作、遠方切換負荷。要依照110 kV變電站安全輸配電要求掌握遠方備自投信息流中的具體動作，保證各部分能夠在故障發生后第一時間備投成功。

有無開環點信息流交互是保證遠方備自投功能順利實現的關鍵。在運行中備自投裝置滿足條件后即向相鄰裝置連續發送“有開環點”信息，當不運行時則向相鄰裝置發送“無開環點”信息，其信息流傳輸如圖1所示。遠方備自投裝置能夠根據上述信息流確定有無開環點，分析開環點的方向、位置、是否唯一，判斷110 kV變電站中的跳閘故障情況。

遠方備自投運行時通過各裝置向環網中的站點充電，開環點站完成就地充電后，若在遠方充電延時Tcy內連續收到相鄰裝置的無開環點信息流，則本站判為“遠方備投充電成功”并向相鄰裝置發送10 s遠方充電完成的遠方備投充電成功信息流，其信息流傳輸如圖2所示。該信息流主要顯示遠方備投系統各站點的充電狀態，充電成功后非開環點向兩端主供線路發送信息流，顯示站點充電狀態正常，對110 kV變電站安全運行具有非常重要的意義。

無流無壓主信息流要是在充電完成后非開環點持續無流無壓后發出，此時，充電已完全完成，向相鄰裝置發送無流無壓信息，遠方備自投裝置處于“準備”狀態。在系統接收到無流無壓信息流后，確認滿足KRU條件，則開始執行遠方備投動作，并向相鄰裝置發送遠方備投動作允許信息流。

遠方備自投裝置運行過程非常復雜，在信息流生成時需保證各部分裝置均處于正常狀態且達到預期備自投動作效果后，方可向相鄰裝置發送備自投已動作信息流。通過該信息流能夠實現遠方備投動作合備供前已確認跳開主供元件，盡量避免自投于故障。另外，還能夠觸發不失壓的站點啟動過載判別，快速實現110 kV變電站失壓故障處理。

遠方切換負荷信息流能夠實現遠方備投動作后判出元件過載的裝置，協同所供電的后續裝置實現按輪次的切負荷措施，遠方備自投“遠方切換負荷信息”信息流傳輸如圖3所示。2.3? ? 運行模式

運行設置過程中保證兩側備自投裝置開關均處于熱備狀態，在這種運行方式下，兩側備自投裝置互為熱備電源點。一旦一側線路出現故障或完全失壓后，另一側備自投裝置則完成所需備自投動作，快速向失壓區域供電，實現雙重保護，有效提升110 kV變電站輸配電的穩定性和可靠性。

遠方備自投運行的動作時序如圖4所示。

就上述情況而言，110 kV變電站D站出現失壓故障后，“無流無壓”信息允許遠方備自投動作;跳主供開關（右側）后，發送備自投動作已啟動，此時A、B、C站信息流如下：

（1）A站裝置啟動后經Tq延時發令跳甲乙線主供開關（左側），檢測到開關在分位后，裝置發令切除小電源并等待Tt延時，隨后檢測到母線電壓恢復，報備自投成功;

（2）B站裝置啟動后經Tq延時發令跳甲乙線主供開關（左側），同時發令切除小電源，隨后檢測到母線電壓恢復，裝置經Tw延時合甲乙線開關，并報備自投成功;

（3）C站裝置啟動后經Tq延時發令跳甲乙線主供開關（左側），并切除小電源，再經Tt等待延時后合丙丁線備供開關（右側），母線電壓恢復后再合上甲乙線開關。

3 效果分析及評價

某110 kV變電站遠方備自投裝置投入使用后，有效提高了供電可靠性，減少了失壓事故。調查資料顯示，2019年6月該110 kV變電站出現了與2018年9月同樣的故障，但在遠方備自投作用下B站側110 kV A線開關合閘成功，恢復該站供電，避免了區域大面積停電，為變電站穩定運行打下了堅實的基礎。

受運行環境的影響，110 kV變電站遠方備自投裝置非常容易出現各種問題，如信號不正確、配合不到位等。為此，必須規范110 kV變電站遠方備自投裝置信號傳送標準，對閉鎖信號、告警信號、動作信號、報文等進行分析，依照實際運行狀況制定統一的信號上傳指標，保證信號標準能夠符合功能需求;必須加強日常管理和維護，對遠方備自投智能監控系統中的各項數據進行分析，確定裝置是否存在異常;定期開展裝置檢修和性能測試，尤其是開關開合動作、斷路器動作等;必須適當配合人工干預開展故障處理。110 kV變電站遠方備自投裝置往往只適用于只發生一處開環的故障防控，當出現多處開環時，備自投裝置無法準確判斷并快速恢復供電，需人員到現場檢查和處理，以減少110 kV變電站停電時間。

4 結語

110 kV變電站運行過程中需全面重視遠方備自投裝置的應用，構建與區域輸配電現狀相符的遠方備自投系統，在一個開環點的前提下做好失壓故障防控工作，最大限度提升變電站運行的安全性和穩定性。運行人員要結合信息流、運行狀態等做好定期巡檢、日常維護和升級管理，在上述基礎上不斷提升110 kV變電站遠方備自投效果，為居民正常用電提供保障。

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收稿日期：2020-03-11

作者簡介：蘇樹桐（1983—），男，廣東人，變電運行技師，工程師，從事變電運行工作。