浅析110kV变电站10kV备自投装置

摘 要：随着电网负荷不断增长及对供电可靠性的要求日益增加，10kV备自投的重要性凸显。文章主要对备自投的动作原理、备自投出现问题进行了分析与探讨，为今后再遇上和处理此类情况时候能够提供一定的参考。

关键词：110kV变电站；10kV；备自投装置

引言

备自投装置又称为备用电源自动投入装置，它是继电保护与供电网络系统自动装置相结合的产物，是一种对供电系统提供不间断供电的经济而有效的技术装备。当故障导致系统工作电源失去时，该自动装置能够迅速地将备用电源自动工作。在实际的运行中，备自投装置时常都会发生误动、拒动，原因涉及运行维护、装置本身、接线等方面，比如备自投充放电、备自投过载联切等问题。文章主要是分析110kV变电站10kV备自投装置出现的问题以及采取的防范措施。

1 10kV分段备自投装置原理

图1 110kV变电站接线图

1.1 参数说明

外部电流和电压输入经隔离互感器变换后，在通过滤波输入到模数变换器，然后CPU采用数字处理后形成各种保护继电器，并计算各种遥测量，其中Ua1、Ub1、Uc1为1M母线的电压输入，Ua2、Ub2、Uc2为2M母线的电压输入，用于判别母线有压、无压；I1、I2为两进线一相电流输入，用于无流检测和防止PT断线时误启动装置； 为零序电流输入，用于零序保护；IA、IB、IC测量两母线环流输入，其中，IA、IC为专用测量CT用输入，用于过流保护用。

1.2 原理说明

装置引入两段母线电压，用于判别无压、有压，每个进线开关各引入一相电流为了判断进线开关已跳开，也是为了防止PT三相断线后造成分段开关误动作。装置引入两个进线开关位置接点（TWJ1、TWJ2），加上装置自带操作回路产生的分段开关节点（TWJ3），用于判别系统运行方式、自投准备、自投操作。装置将两个进线开关的KKJ（合后位置继电器：KKJ是反映手跳、手合的，即：如果手动合上开关，KKJ就变为1，如果再由保护切掉，KKJ仍然为1，只有手切才会变为0；同理，开关手切KKJ为0，如果保护合上开关，KKJ也还是为0，只有手合才会变为1。）串接作为备自投放电，另外引入一个闭锁备自投输入接点。

PT断线检测，某段母线断线判据如下：（1）正序电压小于30V，且I1有流或1DL在跳位、3DL在合位且I2有流；（2）负序电压大于8V。满足以上任一条件延时10s报母线PT断线，断线消失后延时2.5s返回。

以图1为例，正常运行时，#1主变供电1M母线，#2主变供电2M母线，501、502开关在合位，500开关为分位，500投入分段备自投。为了使分段备自投能够动作，首先备自投要满足充电条件：（1）1M、2M母线三相均有电压（三相电压均大于）；（2）501、502在合位，500分位。满足以上条件后，经装置参数整定菜单中的备自投充电时间后充电完成，备自投能够动作一次。为了保证分段备自投不会误动，当满足特定条件后，备自投会放电，无法动作：（1）500开关在合位；（2）1M、2M母线均不满足有压条件（三相电压均小于），延时15s；（3）有外部闭锁信号；（4）手动断开501或502开关（即KKJ为0）；（5）装置发出跳进线命令后，若一定时间内相应开关未变位；（6）控制回路断线，合闸压力降低开入为1，501、502或500开关的TWJ有异常；（7）远方退出备自投（软压板“备自投总投退”为0）。

充电完成后的动作过程，主要有两种形式启动，以1M母线失压为例：（1）1M母线无压启动（Ua1、Ub1、Uc1均小于无压起动定值）且I1没有检测到电流，2M母线检测到有压则经过Tt1延时后跳开501开关。确认501开关跳开后经Th1延时，且1M母线无压（Ua1、Ub1、Uc1均小于无压合闸定值）或满足同期条件（检测同期投入时）合500开关；（2）501开关跳闸，1M母线无压启动，I1没有检测到电流，2M有压则不经过延时空跳501开关，确认501开关跳开后经Th3延时，且1M母线无压或满足同期条件（检测同期投入时）合500开关[1]。

2 备自投误动分析

备自投想要动作，必须满足备自投动作的条件，如果PT断线，备自投则会存在误动的可能性。从装置PT断线的判据1可以分析，正序电压小于30V，且I1有流时候，装置报PT断线。

以图1为例，如果#1主变变低501开关在合闸位置，带10kV1M母线负荷，#2主变变低502开关在合闸位置，带10kV2M母线负荷，I1、I2均有电流流过，500开关在分闸位置。此时备自投应该闭锁，无法工作。如果#1主变的负荷电流很小且低于备自投检无流定值，满足了进线无流条件，而此时，#1PT二次空气开关跳闸（人为断开），装置应该报PT断线的，但是根据PT断线的判断，如果I1判断为无流的话，PT断线的依据就不符合了。1M母线无压条件也成立了。满足了备自投动作条件，先跳开#1主变变低501开关，再合上10kV母联500开关。出现了备自投误动作的情况。

针对上述情况，在设定备自投定值的时候，不仅要结合一次运行方式，更要考虑分合分配情况。对于停送10kV母线PT，当母线与母线之间互为备用，配置了分段备自投，应考虑先将相应的备自投装置退出，在按照母线停电原则执行停送电操作。

3 备自投过载联切

以图1为例，如果1M母线失压，备自投正确动作，则1M母线上的负荷转移到2M母线上，即#2主变带全站运行负荷。由于电网负荷不断加重，该站的#2主变在N-1后有可能出现严重过载（超过主变负荷150%）。为了避免备自投动作后主变过载或者元件（CT、开关）过载现象，主要有两种处理手段：（1）按照每年最大负荷来计算主变负荷电流，根据计算结果来安排备自投装置投退，但是这种方式的缺点是当某些变电站峰谷负荷差别较大时候，且多数谷期时候N-1时候也不过载，备自投装置退出后大大地降低了供电可靠性。（2）针对上述原因，文章提出一种可行的方法，在当前10kV备自投装置功能基础上增加一种新的功能：总电流闭锁功能，该功能实时采集主变的负荷电流，如果采集到的负荷电流之和大于定值，则退出备自投，反之亦然。这样能够大大地减少了备自投功能退出的时间，提高了供电可靠性。

4 结束语

随着备自投装置地不断普及，必然会出现各种问题。不断地加强对备自投装置的分析和研究，才能保障电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]王颖，郑春莹.10kV备自投装置配置及动作逻辑分析[J].电工技术，2011，8：63-64.