变电站微机型备用电源自动投入装置动作技术分析

摘要：文章结合实际情况分析了110kV变电站备用电源自动投入装置的应用现状，针对应用较为典型的PSP691、RCS9651C型微机式备用电源自动投入装置在现场设备故障动作过程中遇到的问题进行了分析及探讨。

关键词：变电站；微机型备用电源；自动投入装置；跳闸；整定；动作逻辑 文献标识码：A

中图分类号：TM762 文章编号：1009-2374（2015）33-0112-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.060

近年来，由于电网规模的不断扩大，电力系统网络结构日益复杂，为保证电力系统供电可靠性，系统中一般多采用环形电网供电。但是，大量的电磁环网结构，对电力系统的安全稳定运行又造成了一定威胁。另外，双电源供电网络给继电保护的配置也造成了极大不便。考虑到不同电压等级的具体特点，普遍的做法是，对于220kV及以上电压等级的供电系统，采用环形电网来保证其供电可靠性；对于110kV及以下电压等级的供电系统，则多采用环形设计单路供电的方式来保证其安全稳定性，而通常采用备用电源自动投入装置来提高系统的供电可靠性。国网公司现有无人值守或综合自动化变电站都装设有110kV线路或主变（微机型）备用电源自动投入装置。笔者根据几年来的运行、维护实践，对备用电源自动投入装置在现场设备故障过程中遇到的问题，进行了分析及探讨。

1 进线备自投的动作逻辑

如图1所示，下面就以进线1为工作电源、进线2为工作电源、3DL为热备用状态为例说明进线备自投的动作逻辑，即1DL、2DL在合位，3DL在分位。当2DL无法正常供电时备投动作切断2DL投入3DL，备自投装置充电完成后，Ⅱ母三相无压，2DL无流，Ⅰ母三相有压，延时到后跳开2DL，确认2DL跳开后合上3DL。

图1 一次接线示意图

2 故障概况

2.1 动作时运行方式

110kV4号、5号母线分裂运行，111、112运行、145热备用

1号主变带35kV所有负荷，301、345开关运行，302开关热备用

2号主变带10kV所有负荷，502、545开关运行，501开关热备用

2.2 故障简况

2012年04月11日07点02分某220kV变电站某线117线路保护距离Ⅰ动作，AB相间故障，开关跳开，重合不成功，造成某110kV变电站110kV4号母线失压，111进线无流，1号主变失压，造成35kV4号母线失压，110kV备自投装置动作，跳开进线111开关，确认111开关跳开后，合上110kV分段145开关，35kV备自投装置动作，跳开1号主变进线301开关，确认301开关跳开后，合上35kV分段302开关。

3 动作经过

3.1 110kV备自投动作行为

2012-04-11 07∶02∶00∶060

0ms 启动

4205ms 出口9动作（出口9为111开关）

5257ms 出口2动作（出口2为145开关）

3.2 35kV备自投动作行为

2012-04-11 07∶02∶00∶060 整组启动

2012-04-11 07∶02∶05∶154 自投跳电源1

2012-04-11 07∶02∶05∶244 自投合电源2-1 自投合电源2-2

最终：111开关跳开，112、145开关运行

301开关跳开，312、345开关运行

4 动作行为分析

4.1 110kV备自投动作行为分析

110kV备自投方式为桥备自投方式，动作前，111、112分裂运行，145热备用。满足桥备自投方式充电条件。

111开关因线路故障，电源侧某线117跳开，110kV4号母线失压，111进线无流，满足备自投动作条件，经T1（定值整定T1=3s）延时后跳开111开关，确认111开关跳开后，延时T3（定值整定T3=1s）合上145开关。

从110kV备自投动作行为上分析，备自投跳111开关，合145开关没有问题，从动作报告上看111开关跳开时间为4205ms，定值整定为3s，时间上相差1s左右。

原因：厂家一在设计PSP691的动作逻辑时，考虑满足PSP691动作的条件启动后，电压短时恢复到无压定值（定值整定为30V）以上时，T1会重新进行计时，也就是在某线117开关重合时（重合时间为1s，重合不成功），T1自动重新进行计时，在启动后4205ms（装置定值整定时间+线路的重合闸时间），110kV备自投动作，跳开111开关，合上145开关。

4.2 35kV备自投动作行为分析

35kV备自投方式为自适应方式，动作前，301、345开关运行，302开关热备用，满足RCS9651C充电条件。

111开关因线路故障，电源侧某线117开关跳开，110kV4号母线失压，1号主变失压，造成35kV4号母线失压，满足备自投动作条件，经T1（定值整定T1=5s）延时后跳开301开关，确认301开关跳开后，延时T3（定值整定T3=0s）合上302开关。原因为厂家在设计RCS9651C动作逻辑时，考虑方式上与另一继电保护厂家的PSP691存在不一致的地方，RCS9651C考虑满足备自投动作条件启动后，电压短时恢复时，T1不会重新计时，所以RCS9651C在启动后5094ms后，跳开301开关，合上345开关。此时，PSP691仍未合上145开关，在5257ms后才合上145开关。这一起110kV变电站110kV和35kV备自投动作案例分析，从动作时间及动作逻辑等情况来讲结论是动作正确，但两个不同厂家的自投装置，厂家一在设计RCS9651C动作逻辑时，考虑方式上与厂家二的PSP691存在不一致的地方，一个是电压短时恢复时，T1不会重新计时，一个是电压适时恢复时，自动重新计时，这样的情况下，两个自投装置动作时间差距，在35kV自投先重合的情况下，易造成运行变压器过负荷，并且继保人员与运维人员对故障的分析有一定的繁琐性。

5 结语

随着电网规模的不断扩大，网络结构的日益复杂，电力电网技术的日新月异，使备自投装置尤其是微机型备自投装置在110kV变电站中广泛被采用，备自投能否正确动作也成为大家关注的问题，整定值是否适合实际运行，也是影响备自投实际正确率的一个重要因素，只有结合备自投的不同设计原理，结合实际情况合理整定，才能充分发挥备自投的功能，来进一步保证系统的安全、稳定运行及提高系统供电可靠性。

参考文献

[1] 付艳华，王伟斌，周建国.PSP 691 数字式备用电源自投装置技术说明书V 2.04 2007[S].

[2] 薛锦，董毅明，马胜利.RCS-9651C_071121备用电源自投装置技术说明书V2.20.1 2007[S].

[3] 胡海，王立伟，周开峰.继电保护和安全自动装置技术规程（GB/T 14285-2006）[S].2006.

[4] 杨树，郭伟，李树深.3～110kV电网继电保护装置运行整定规程（DL/T 584-2007）[S].2005.

作者简介：崔晔（1977-），男，河北保定人，国网河北省电力公司保定供电分公司高级技师，工程师，研究方向：变电运维。

（责任编辑：黄银芳）