纵联备自投在110 kV变电站中的应用研究

刘协文，黎永豪

(广东电网公司 佛山供电局，广东 佛山 528200)

纵联备自投在110 kV变电站中的应用研究

刘协文，黎永豪

(广东电网公司 佛山供电局，广东 佛山 528200)

介绍了一种110 kV纵联备自投，在2个110 kV变电站各装设1台纵联备自投装置，相互间能通过光纤通道传输信号开入，两侧安装的备自投互相配合，根据不同的运行方式，满足就地进线和远方备自投2种功能，实现纵联备自投的策略。

纵联；线路备自投；逻辑改进；应用

备自投装置是配电系统保证供电连续性的重要设备，是指电力系统主供电源因上一级电源故障或其他原因被断开后，能迅速将备用电源或其他工作电源按照设定的方式自动投入工作，从而使被原主供电源断开的用户能迅速恢复供电的一种安全自动装置[1]。

佛山供电局所辖的110 kV萧边站和迳口站(下述分别简称甲站、乙站)串接在220 kV康乐站和三水站之间，正常运行方式下，两站的2个进线开关都在合闸运行状态，不能作为终端变电站运行。常规的线路备自投在不能充电，如果作为枢纽变电站的发生主供电源线路故障时，该站的备自投装置由于没有充电不能起动，进而导致该站全站失压。

甲站和乙站作为重要的供电变电站，是该地区主要的电源点，加装110 kV纵联备自投装置后，通过两站的备自投装置以及装置之间的通信通道，装置能自动判断就地和远方备自投方式。在各种运行方式下，当检测到某一线路出现故障或无压、无流的情况下，切断故障线路开关，投入110 kV备用线路开关，恢复失压母线电压，可避免110 kV变电站失压的事故发生，保证乙站共50多条10 kV出线(100 MW直接用户负荷)的供电可靠性，以及地区各行各业的用户供电。

1 110 kV纵联备自投

该纵联备自投包括就地进线备自投功能和远方备自投功能。就地进线备自投包括线路1运行和线路2备用的进线2明备用方式，以及线路2运行和线路1备用的进线1明备用方式；远方备自投分为A、B、C等3种远方方式。

110 kV纵联备自投装置具有发送远合、远跳对侧线路开关命令和接收对侧备自投远合、远跳本侧开关命令功能，甲站和乙站的110 kV纵联备自投装置之间均采用一路复用光纤通道通信。佛山供电局所辖各站之间的运行图如图1所示。

图1 佛山供电局所辖各站之间的运行图

1.1 就地进线备自投判断逻辑

110 kV纵联备自投的就地线路备自投逻辑与使用的常规110 kV线路备自投无异，装置输入110 kV，测2段母线三相电压、进线断路器的1相电流、进线1、2线路电压。进线1、2频率分别通过软件方法和硬件方法测量获得。测量图如图2所示。

现结合图2以进线2明备用为例，对就地进线备自投作简单说明。

图2 测量图

进线2明备用的充电条件为：1)定值整定正确，备自投正确投入；2)110 kV 1M、2M的母线电压1YH和2YH均有压；3)备用进线2的线路电压UL2满足有压条件；4)2DL跳位，1DL和3DL均合位且处于合后；5)无闭锁备自投开入；6)无放电条件。

110 kV纵联就地进线备投动作过程如下：充电完成后，110 kV 1M、2M无压、UL2有压且I1无流,经整定延时跳1DL。备自投确认1DL跳开后,再经整定延时合2DL。备自投确认2DL合上后,进线2明备用备自投动作完成。

1.2 110 kV纵联备自投的策略应用

甲站、乙站纵联备自投连接图如图3所示。

图3 甲站、乙站纵联备自投连接图

110 kV纵联备自投的策略应用方式主要有如下4种[2]。

1)甲站为远方A方式(1DL合位，MDL合位，2DL分位)，乙站为C方式。

a.当乙站出现线路1故障而导致乙站失压时，乙站备自投装置跳开该站线路1开关，并向甲站备自投装置发出合闸甲站线路2开关命令。甲站备自投装置起动有压远方起动方式，在甲站母线有压的情况下，收到乙站备自投发来的远方合闸命令，甲站备自投合上该站线路2开关，恢复乙站正常供电。

b.当甲站线路1出现故障而导致甲站全站失压时，甲站备自投装置在无压就地起动方式下(同常规备自投)，跳开甲站线路1开关，合上甲站线路2开关，恢复甲站正常供电。

2)甲站为远方B方式或进线备投(1DL分位，MDL合位，2DL合位)，乙站为C方式。

a.当乙站线路1出现故障而导致2站失压时，起动乙站备自投装置远方方式，跳开乙站线路1开关，并向甲站备自投装置发出合闸线路2开关的命令。甲站备自投装置就地功能跳开甲站线路2开关，合上甲站线路1开关，待甲站母线电压恢复后，结合收到乙站备自投发来的远方合闸命令，合上甲站线路2开关，以恢复2站正常供电。

b.当线路2出现故障而导致甲站全站失压时，需要甲站备自投装置根据就地功能跳开甲站线路2开关，合上甲站线路1开关，以恢复甲站正常供电。

3)甲站为远方C方式(1DL合位，MDL合位，2DL合位)，乙站为B方式。

a.当甲站线路1出现故障而导致2站失压时，起动甲站备自投装置远方方式，跳开甲站线路1开关，并向乙站备自投装置发出合闸乙站线路2开关命令。乙站备自投装置就地备自投功能跳开乙站线路2开关，合上乙站线路1开关，待乙站母线电压恢复后，结合收到甲站备自投发来的远方合闸命令，合上乙站线路2开关，以恢复2站正常供电。

b.当线路2出现故障而导致乙站全站失压时，乙站备自投装置跳开乙站线路2开关，然后合上乙站线路1开关，恢复乙站正常供电。

4)甲站为远方C方式(1DL合位，MDL合位，2DL合位)，乙站为A方式。

a.当甲站线路1出现故障而导致甲站失压时，甲站备自投装置跳开甲站线路1开关，并向乙站备自投装置发出合闸甲站线路2开关命令。当乙站备自投装置起动有压远方起动方式，在乙站母线有压的情况下，收到甲站备自投发来的远方合闸命令，乙站备自投合上乙站线路2开关，恢复甲站正常供电。

b.当乙站线路1出现故障导致乙站全站失压时，乙站备自投装置在无压就地起动方式下(同常规备自投)，跳开乙站线路1开关，然后合上乙站线路2开关，恢复乙站正常供电。

2 备自投逻辑改进与仿真

2.1 改进

经过分析可知，备自投动作逻辑的判别条件主要存在2方面的问题:1)两回进线带1台主变压器运行时，要想备自投正常运行，其分段开关必须在合位，因此需要对分段开关位置进行判断；2)动作过程中，需要判断自动投入线路是否存在电压，如果无电压，备自投动作无意义[3]。对上述问题进行修改之后，软件的逻辑框图如图4所示。

图4 软件逻辑框图

图4是甲站中保护测控装置所具备的备自投逻辑判断功能，同样乙站保护测控装置也需要重新配置相对应的备自投逻辑功能，以完成甲站、乙站互为备用方式下的备自投功能。

修改后的动作过程如下：完成充电→110 kV母线无电压，甲站(乙站)线路无电流，同时乙站(甲站)线路电压U2(U1)值比备自投有压定值大→延时Tt跳开DL1(DL2)→开关DL1(DL2)在跳位→延时Th合DL2(DL1)→报备自投动作成功；若开关DL1(DL2)拒跳→延时Tjt报另一进线拒跳→备自投放电→报备自投动作不成功。

在数字化变电站中，在现场调试时应根据常规综合自动化站备自投的动作逻辑，可以提高备自投在数字化变电站运行可靠性。

2.2 线路故障时逻辑动作仿真分析

主变进线线路出现永久性故障时，线路重合闸时间为2 s，备自投动作延时时间为3 s，母电压变化过程为有压、无压、有压、无压，满足可以区分安自装置动作切除线路的重合闸过程判据，备自投开放。备自投正确动作跳开DL1，合上DL2，备自投动作时各段母线电压变化曲线和备自投动作时各断路器的动作情况如图5和图6所示，其中0代表闭合断路器，1代表断开断路器。由图5和图6可知，添加重合闸过程判别，提高了备自投的供电可靠性。仿真结果表明逻辑改进是有效的。

图5 各段母线电压变化曲线

图6 各断路器动作状态量变化曲线

3 结语

110 kV萧边站和迳口站加装110 kV纵联备自投装置工程，在2014年历经设备招标(江苏华瑞泰科技股份有限公司的FWK-J型产品)、标准化设计、施工招标和停电实施等各项步骤，于2014年12月12日完成工程，至今运行正常。110 kV萧边站和迳口站安装了2套110 kV纵联备自投装置，并通过光纤通道实现了“220 kV三水站-110 kV萧边站-110 kV迳口站-220 kV康乐站”的110 kV供电线路的纵联备自投运行方式，是2个110 kV变电站串供供电的可靠保证，也是佛山供电局安装的第1批110 kV变电站的110 kV纵联备自投装置，具有里程碑的意义。备自投逻辑改进与仿真，提高了备自投在数字化变电站运行中的可靠性。

[1] 孙成宝，裘愉涛，姚集新，等。供用电工人技师培训教材[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2] 粱东明，黄智勇.备用电源自投装置在110 kV电网的应用[J]. 高电压技术，2003，29(8)：57-59.

[3] 相咸政，陈晖，李臻.适应安控系统的微机备用电源自动投入策略[J].电力系统自动化，2006，30(4)：84-86.

责任编辑郑练

AppliedResearchAutomaticOperationModeofLongitudinalin110kVSubstation

LIU Xiewen, LI Yonghao

(Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation, Foshan 528200, China)

This paper describes a kind of longitudinal automatic operation mode in the 110 kV. Two longitudinal devices are installed in two 110 kV substations respectively,and the ways of commnnication with two sabstations are via fiber channel.The co-ordinate set in the two sides can be in automatic operation made. It meets local and remote two functions are depended by the mode of operation, and it can realize the strategies with automatic operation mode of longitudinal.

longitudinal, automatic operation mode, improvement of logic, application

TM 643

：A

刘协文(1972-)，男，大学本科，工程师，主要从事电力系统运行管理等方面的研究。

2015-02-05