區域備自投裝置現場應用中存在的問題及解決措施

趙通漢

（國網寧夏固原供電公司，寧夏 固原 756000）

0 引 言

近年來，隨著社會經濟的日益發展，人們的生活水平不斷提高，用戶對電能可靠性的要求也越來越高。備自投裝置就是在電源因系統故障或其他因素斷開導致母線失壓后，能迅速將備用電源自動投入，最大程度提高供電可靠性，對于變電站的快速恢復供電具有關鍵作用。

110 kV及以下電網接線方式單一，大多數均采用單母線分段接線方式。由于電源布點數量不足，因此110 kV及以下電網只能采用環網布置、開環運行接線方式。如果變電站內只裝設就地備自投裝置，對于開環運行變電站，正常時由一條電源進線向整條母線供電，另一條進線開關作為備用電源，開關處于熱備用狀態。當母線失壓時，備自投會使工作電源開關迅速跳開，并將備用電源的開關合上。

目前，常用的備自投裝置包括就地備自投裝置和區域備自投裝置[1]。區域備用電源自投控制系統簡稱區域備自投，在變電站多級串供運行方式下，當合環運行的變電站主供電源跳閘后能夠以預先整定的動作邏輯使失壓變電站快速恢復供電。區域備用電源自動投入裝置可以實現串供變電站之間的信息交換，利用專用或復用通道傳送邏輯信號，從而使串供變電站在現有的接線方式下實現變電站間的電源互為備用。完善區域備自投裝置二次回路時，需要與不同型號的繼電保護裝置進行配合，而不同型號的繼電保護裝置原理不同、接線不同，導致區域備自投裝置二次回路接線無法統一[2]。本文針對區域備自投裝置的動作原理及運行接線過程中存在的問題進行了深入探討，提出了解決措施。

1 區域備自投動作原理

以35 kV兩級串供變電站為例，該系統中線路Ⅰ與線路Ⅲ為主供電源，線路Ⅱ為聯絡線，系統連接方式如圖1所示。

在變電站A、B各配置1臺區域備自投裝置，需滿足以下技術要求。一是實現站內進線及分段備自投功能；二是實現兩站之間的區域備自投功能；三是兩站之間通過光纜實現數據交互。

該供電網絡中任一斷路器均可作為開環點，本文對其中一種運行方式進行討論，即變電站B合環運行，變電站A主供電源線路運行，聯絡線在A站側熱備。兩側變電站運行方式均滿足區域備自投充電條件且充電完成后，備自投邏輯才能正確動作。A站Ⅰ母、Ⅱ母均三相有壓，線路Ⅱ有壓，1DL、3DL合位，2DL分位。B站Ⅰ母、Ⅱ母均三相有壓，1DL、2DL、3DL合位。當“合后位置接入”控制字置1時，在合位的斷路器“合后位置”開入還應為1。上述條件均滿足時，備自投經延時充電完成。

區域備自投放電條件包括以下5種：一是參與備自投邏輯的任一斷路器位置異常；二是備自投未跳主供電源時，主供電源斷路器合后位置由1變為0；三是“遠方允許合閘”信號長時間有開入；四是光纖通道異常；五是其他需要將備自投閉鎖的情況。

當變電站B線路Ⅲ跳閘或其他原因導致本站兩段母線同時失壓時，區域備自投啟動，并按照預定邏輯動作出口。變電站B經整定延時跟跳一次1DL，確認1DL跳開后，向變電站A發送“遠方允許合閘”信號。變電站A收到“遠方允許合閘”后，且本站兩段母線均滿足有壓，經整定延時合上熱備用的2DL斷路器。為了實現區域備自投功能，可以采用專用光纖直連方式或者復用光纖連接方式。對于專用光纖，采用點對點連接方式。對于復用光纖，變電站A、變電站B需安裝區域備自投裝置、復用通道接口裝置各1臺，同時安裝2臺復用接口裝置，以完成兩座變電站通信，實現數據交互[3]。

2 區域備自投存在的問題及解決措施

2.1 現狀及存在的問題

備自投裝置中需接入開關量，通過跳閘位置繼電器（TWJ）來判斷斷路器的分合位，通過斷路器合后位置繼電器（HHJ）來判斷斷路器是手動分閘還是遙控分閘。繼電保護裝置一般均配置有HHJ，但部分低壓保護裝置只將HHJ接點用于內部事故總信號判別，而未將備用接點引出，這就導致備自投裝置無法接入斷路器合后位置，也就無法通過判斷合后位置狀態實現手跳閉鎖備自投邏輯功能[4]。

2.2 解決措施

2.2.1 不使用HHJ的解決措施

如果不使用HHJ接點，就需要從外部接入斷路器手跳接點（STJ）接入備自投裝置總閉鎖開入，同時將裝置內部合后位置接入控制字置0。以某站區域備自投不正確動作作為案例，區域備自投動作后，經延時跳開主供電源斷路器，同時備自投閉鎖放電，導致備自投無法正確合上備用電源。調取裝置錄波如圖2所示，可以發現跳電源1的同時，備自投總閉鎖也有開入。

檢查現場接線，發現該站保護裝置無HHJ接點，將備自投跳閘回路接入手跳回路，同時將操作回路的STJ接點接入備自投總閉鎖開入，其目的是閉鎖線路重合閘、同時實現手跳閉鎖備自投，但這樣做無疑是錯誤的。針對該問題，不使用HHJ接點時，備自投跳主供電源斷路器，應接入保護裝置永跳回路或保護跳閘回路，同時使用備自投動作接點來閉鎖線路重合閘。

2.2.2 外加HHJ的解決措施

外加HHJ可以簡化區域備自投二次回路接線，避免出現因二次回路設計考慮不足而導致的備自投誤閉鎖等隱患[5]。某型號保護裝置操作回路原理：在該裝置操作回路中增加HHJ，以實現與備自投裝置二次回路的配合。

選取某型號繼電器作為HHJ繼電器（以下簡稱ZJ），該繼電器為雙線圈、保持型繼電器，動作電壓直流220 V，具有多組動作接點可供選擇。其接線端子如圖3所示，選取ZJ-2、ZJ-3端子對應的接點作為斷路器合后位置開出接點HHJ。

在ZJ繼電器接入回路時，要求手合時HHJ接點閉合并保持，手跳時HHJ接點打開。將ZJ繼電器ZJ-1、ZJ-7分別接入上述操作回路的手合、手跳回路端子，ZJ6、ZJ12短接后接入控制電源負端，同時將備自投跳、合斷路器接入斷路器手跳、手合回路，即可避免備自投不正確動作的情形，如圖4所示。

圖4 外接HHJ繼電器回路接線

3 結 論

綜上所述，對兩級串供變電站區域備自投裝置原理及動作過程進行了簡要說明。區域備自投裝置通道中傳輸開關量僅為遠方合閘允許信號，備自投裝置在遠方合閘延時內收到此信號即可合上備用電源，應通過光纖傳輸通道采集對側變電站相應母線電壓作為輔助判據，從而提高動作的可靠性。此外，對區域備自投實際應用中合后位置繼電器無法通過現有裝置引入的問題進行了分析，并提出了具體的解決措施，避免了因二次回路接線問題導致區域備自投無法正確動作。