备自投负荷均分浅析

摘要：以110kV变电站三台变压器带四段母线的典型接线方式下备自投负荷均分功能为例，介绍传统负荷均分的动作原理，探讨采用其他技术手段优化备自投负荷均分功能投入的优点，及特殊供电方式下，10kV侧双备自投装置如何配合。

关键字：备自投;负荷均分;智能投入

Abstract: This paper take typical wiring of three transformers of the 110kV substation with four bus bars prepared from the cast load sharing capabilities for example, introduced the operating principle of traditional load sharing, to explore using other technical means to optimize load sharing capabilities prepared from the cast put into the advantages and special power supply, 10kV side the dual device considering how to coordinate.Key words: prepared from the cast; load sharing; smart investment

中图分类号: F426.61 文献标识码:A 文章编号:

引言：随着社会经济的不断发展，工业、农业、居民等各个领域的用电需求的不断增大，对10kV系统的安全可靠供电要求越来越高。由于10kV供电系统面对的是广大用户，而系统的网络结构是辐射型供电，10kV其中Ⅰ段母线的停电，就可能造成一大片区域的供电中断，由此产生经济损失无法估量，甚至有可能威胁到民众的生命。10kV系统能否可靠持续供电运行关系到千万电力用户的利益，这就要求我们电力行业在设备运行时采用有效的方法――备用电源自动投入装置，有效的实现电力的不间断供应。

由于厦门地区用户量的增加，用电负荷的上升，一些变电站都进行了二期的扩建工作，由此产生了的一种接线方式，三台变压器带10kV四段母线，在其中一台主变失电的情况下，备自投装置动作，此时将造成一台主变带三段母线的情况，从而导致主变出现过载，严重时威胁到主设备的安全。这时我们引入了备自投装置负荷均分功能，它可以根据用户的需要通过硬压板进行投退，有效解决的由自投装置动作造成的主变过载现象，同时也满足了用户对供电可靠性的要求。但是此种功能也存在着一定的弊端：1、人员根据用电负荷情况的频繁操作，来回奔波，提高了工作量。2、造成不停电的两台主变压器无法相互支援，供电可靠性差。针对这种特殊接线方式，我局属提出了一种更为智能的备自投负荷均分投入方式。

正常情况下三变带四段母线的备自投及负荷均分工作原理

1.10kV备自投动作原理（未投入负荷均分功能）

每一分段开关（900、990开关）均配有备自投装置，如图1

图1

正常运行方式下，三台主变各自带10kV母线运行，当#3主变电源进线发生永久性故障或上一级电源系统永久性故障时，上级开关跳闸，10kVⅢ母无压、无流，10kVⅣ母有压，990备自投装置充电完毕；经3.0S延时后跳903开关, 确认903开关已于分位后，合990开关，实现备自投，此时#2主变带10kVⅡ、Ⅲ、Ⅳ段母线负荷，在负荷较重、主变容量受限的情况下，就会造成#2主变的过载运行，危胁变压器安全运行，严重者达到主变压器过流保护末段定值（不经复压闭锁），一般整定为近2倍高压侧额定电流，时限2秒以上，跳开主变两侧开关，10kVⅡ、Ⅲ、Ⅳ段母线失去电源，导致大片区停电，及工厂停机，经济及政治影响慎大。 #1主变失压时，同理。

2、10kV备自投负荷均分动作原理（前提是分段自投装置投入）

负荷均分功能只针对#1主变或#3主变失压的情况，#2主变失压不启动负荷均分功能，由900、990开关自投装置同时动作，实现负荷的不停电。如图1

正常运行方式下，三台主变各自带10kV母线运行，当#3主变电源进线发生永久性故障或上一级电源系统永久性故障时，上级开关跳闸，10kVⅢ母无压、无流，10kVⅣ母有压，990备自投装置充电完毕；①经3.0S延时后跳903开关, 确认903开关已于分位后，合990开关，实现备自投，②跳903开关时连跳992开关，造成10kVⅡ母无压、无流，10kVⅠ母有压，900备自投装置充电完毕；③再经3.0S延时确认992开关已于分位后，合900开关。备自投负荷均分过程完成。#1主变失压，同理。此种方式避免出现主变的重载情况。

二、优化后的备自投负荷均分工作原理

1、优化负荷均分功能逻辑后的工作原理，如图2

#2主变10kV侧设置一个手车开关，取消原有的手车刀闸，减轻变电站设备检修，年检时的停电及送电操作强度。备自投装置取入992及994开关CT实际电流值。此时若取902开关通过的电流值判断，最为准确，但因902开关未参与分段备自投的逻辑回路，电流值未取入自投装置。

图2

当#3主变电源进线发生永久性故障或上一级电源系统永久性故障时，上级开关跳闸，10kVⅢ母无压、无流，10kVⅣ母有压，990备自投装置充电完毕；①经3.0S延时后跳903开关, 确认903开关已于分位后，合990开关，实现备自投，②此时994开关过载联切功能开放，时限5分钟，在5分钟内994电流值若连续10S大于整定值（85%额定电流值），启动990负荷均分功能，联切992，若5分钟内994的电流值小于整定值，则不启动990负荷均分功能，直接由#2主变带10kVⅡ、Ⅲ、Ⅳ段母线运行。因主变过载情况是出现在其中一台边变压器失压，备自投动作后的一种暂时的状态，故可设计为短时投入。

当#1主变失压时，900开关自投动作，992开关分，900开关合，短时投入负荷均分功能，通过判992开关的电流，达到整定值后，联切994开关，990开关自投动作后，合上990开关，实现#2、#3主变各带两段母线运行，不会发生主变过载现象。

2、优化负荷均分功能的优点

2.1、使用备自投负荷均分优化措施后，取消了负荷均分硬压板的投退，减少运行人员的来回操作次数。

2.2、根据负荷情况智能投入负荷均分，取消强制进行负荷均分，在负荷允许的情况下，提高了供电的可靠性，使#2、#3主变或#1、#2主变还可以通过剩余的分段开关自投装置进行电源互相支援。

2.3、负荷均分功能需在三台主变均正常运行，900、990开关热备用且备自投均投入的情况下发挥作用，常规备自投装置因检修工作或运行方式改变等原因造成一侧自投装置退出时，两侧负荷均分功能需相应退出，原则上不允许只有单侧负荷均分功能投入，以避免负荷均分功能动作后误切开关，造成扩停。优化后的自投装置具备分支进线过载联切功能，允许只有单侧负荷均分功能投入。

三、特殊接线方式下，自投装置负荷均分的配合

如图1，当该110kV变电站#1主变与#3主变电源进线上级电源接于同一个220kV变电站的110kV母线上，为避免上一级变电站全站失压，#1、#3主变同时失压，900、990自投同时动作，跳开901、903开关，负荷均分起作用，跳开992、994开关导致该110kV变电站全站失压，我们采用根据该变电站各段母线上负荷的重要等级情况，将900、990自投装置时间定值错开一个级差，使较为重要的负荷自投时间动作短，如10kVⅠ、Ⅱ段母线上负荷比较重要，设置900自投时限为3.0S，990自投时限为3.5S。

在#1、#3主变同时失压或永久性故障时，900、990开关自投装置同时启动，900开关自投装置延时3.0S后先行动作，跳901，994开关，合900开关，10kVⅢ、Ⅳ母同时失压，990开关自投装置放电，不动作，全过程完成。此种方法牺牲了10kVⅢ、Ⅳ段母线上的负荷，但保全了该站较重要的负荷的正常供电。在电力网络接线未进行整改时，可做为临时的过渡方案进行设置。

结语

在电力系统中,备自投装置常用于两个或两个以上的供电电源相互投切,从而保证系统供电的连续性。在四段母线的接线方式中备自投装置除了实现备自投功能外,还要实现均分负荷功能。通过上述优化后的保护配置，有效的提高了电气设备的安全可靠性，既减少了运行人员的操作量，工作强度，又使一次设备得到充分的利用。通过实际装置中运用，此种方法取得了良好的运行效果。

[参考文献]

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[2] 厦门电业局技术标准.Q/FJGD-117709-2011.厦门电业局110kV灌南变电站现场运行二次规程

[3] 厦门电业局技术标准.Q/FJGD-117709-2012.厦门地区电网继电保护整定方案及运行说明