“两站三线”供电方式的备自投研究

2016-07-25宋强陈伟刘书良崔天依

电力安全技术 2016年5期

关键词：变电站

宋强，陈伟，刘书良，崔天依

（1.国网河南省电力公司焦作供电公司，河南　焦作　454000；2.西安交通大学，陕西　西安　710000）

“两站三线”供电方式的备自投研究

宋强1，陈伟1，刘书良1，崔天依2

（1.国网河南省电力公司焦作供电公司，河南焦作454000；2.西安交通大学，陕西西安710000）

〔摘要〕介绍了当前110kV变电站备自投的动作方式，指出在“两站三线”方式供电的电源故障时，原备自投动作方式将导致其中1个变电站失压。针对上述情况，提出通过增加自投动作逻辑来实现2条电源进线双向自投的解决方案。该方案提高了备自投的灵活性和可靠性，保障了供电可靠性，对于“两站三线”供电方式的变电站具有借鉴意义。

〔关键词〕变电站；两站三线；备自投；动作逻辑；双向自投

0　引言

备用电源自动投入装置是指当工作电源因故障被断开后，能自动且迅速地将备用电源自动投入的一种装置，简称备自投。长期以来备自投为保证电力系统安全稳定运行发挥了重要作用。传统的备自投是针对单个变电站进行配置的，虽然有利于备自投本身动作的可靠性，但不利于系统整体控制行为的实时协调和优化。下文针对“两站三线” 供电方式，提出了一种全新的双向自投方案，通过利用2个相邻单电源、馈线联络供电方式的终端变电站电源进线与双端备自投装置进行统一协调控制，对整体进行优化，在事故发生时可靠快速响应，从而消除事故带来的不良影响。

1　系统接线及故障经过

1.1系统接线

某地区焦南和月季变电站一次系统接线如图1所示。

（1）110kV焦南变电站正常供电负荷为48MW，东、西母单母分段、并列运行，110kV自投装置正常投入，110kV电源进线为覃南2，110kV联络线为南月1，1号和2号主变分别带10kV I段和II段母线运行。该变电站自投方式定义为：覃南线为进线1、南月线为进线2，当检查到覃南线无电流，110kV母线失压时，南月1自投动作合闸供电。

（2）110kV月季变电站正常供电负荷为60MW，东、西母单母分段、并列运行，110kV自投装置正常投入，110kV电源进线为修月2，110kV联络线为南月2，1号和2号主变分别带10kV I，II段母线运行。该变电站自投方式定义为：南月1开关充电运行，南月2开关备用，修月2为进线1、南月2为进线2，检查到修月线无电流，当南月线有压启动自投时，南月2自投动作合闸供电。

上述2个变电站均将南月线作为各自的备用电源，但是南月线只能通过运行方式调整为焦南变的备用电源或月季变的备用电源，无法同时作为2个变电站的备用电源。从负荷性质分析，焦南变带有2所医院、1个部队、1个铁路配电所等负荷，月季变带有3所医院、3座大型商场等负荷，这些都是重要负荷，都需要保电。《国家电网公司十八项重大反事故措施》第15.5.11条指出：“针对电网运行工况，加强备自投的管理，任何情况下不得中断对用户的供电。”

图1　焦南和月季变电站一次系统接线

1.2故障经过

2014-05-13T09：10，距月季变修月线出口1.85km处发生导线对水泥车放电事件，导线烧断，修月1保护动作于跳闸。110kV备自投动作跳修月2，0.1s后因为南月2线路无压（月季变作为焦南变的备用电源，南月2开关处于备用状态），备自投未合闸，造成月季变失压，供电中断37 min后恢复。

2　变电站备自投技术要求

《城市电网安全性评价查评依据》第5.3条指出：“工作电源或设备上的电压，不论因何种原因消失，除有闭锁信号外，备自投均应动作，且备自投应保证只动作1次”。

备自投分为内桥断路器备自投、进线备自投、变压器备自投、三主变压器四分段（均衡负荷）备自投4种。微机型备自投通过逻辑来实现只动作1次要求的自投，备自投动作逻辑的控制条件分为3类：充电条件、闭锁条件、启动条件。即在所有充电条件均满足，且无闭锁条件时，经一固定延时完成充电，一旦出现启动条件即动作出口。

经一定的充电时间主要是考虑到如下2点：

（1）等待故障造成的系统扰动充分平息，认为系统已经恢复到故障后新的稳定状态；

（2）躲过对侧相邻保护最后一段的延时和重合闸最长动作周期，以免合闸在故障上造成开关跳跃和扩大事故。

上述4种备自投均为变电站内的备用电源自动投入，带有一定的局限性。在“两站三线”供电方式下，电源进线跳闸后、通过联络线供电可能造成单座变电站供电中断。通过采用2个110kV变电站电源进线相互配合来实现双向自投，可避免“两站三线”供电方式下的供电中断，跳出传统备自投的局限。

3 “两站三线”备自投方式改进

3.1改进思路

为解决单个变电站备自投运行方式的局限，使用2个110kV电源进线来实现双向自投，即将覃南1、修月1同时作为焦南变及月季变的主电源及备用电源，相当于将2个变电站看成1个变电站，将联络线南月1、南月2看成1个母联开关。其中，南月1处于合闸位置，焦南变失压，备自投仅跳闸不合闸，通过月季变备自投动作对南月2合闸供电；月季变失压，月季变自投动作对南月2合闸，通过焦南变供电。

3.2运行方式及备自投时间设定

将覃南2、修月2作为2个电源，正常投入运行，南月1开关充电运行，南月2开关同时作为2个变电站的备用电源投入合闸开关。

焦南变备自投型号为WBT-821B/G/R1/F，备自投动作时间设定为6.5s（备自投动作跳闸时间）；月季变备自投型号为CSC-246，备自投动作时间设定为8s（与焦南变备自投配合时间及自身失压合闸时间）。

3.3备自投动作方式

（1）焦南变备自投动作方式为：当覃南线失压，检查到覃南线无电流、母线失压时，备自投动作且仅动作1次，经6.5s延时后跳开覃南2，隔离故障点。

（2）月季变对焦南变失压备自投动作方式为：月季变CSC-246备自投保护需要新增失压合闸逻辑，该逻辑检查到南月线失压时，备自投经8 s延时后动作合南月2开关，该备自投与焦南变备自投配合使用，动作时间较焦南变延长1.5s。通过修月1，月季变实现对焦南变（修月1对覃南1）的备自投。

（3）月季变本身失压备自投动作方式为：当修月线失压，月季变备自投跳开修月2开关，检查到南月线有压时，合上南月2开关，即可对月季变供电。为防止PT断线使备自投误动，取修月线电流作为线路失压的闭锁判据。当修月线失电，CSC-246备自投方式2（进线备自投）动作逻辑1经8 s延时后跳修月2，自投装置检查修月2开关跳开后，CSC-246备自投方式2（进线备自投）动作逻辑2 经0.1s延时后对南月2开关自投动作合闸。通过覃南1，焦南变实现对月季变（覃南1对修月1）的备自投。

4　结束语

通过总结备自投动作的条件、依据，并深入分析目前广泛应用的变电站备自投动作方式，指出当“两站三线”供电方式的电源故障时，该备自投动作方式将导致其中1个变电站失压。针对上述情况，跳出单个变电站，着眼于电网全局，提出了通过2 个110kV变电站的电源进线实现双向自投的解决方案。该方案针对性强，在该地区执行后，运行状况良好，实现简单，对于提高电网供电可靠性，提升备自投功能具有重要意义。

参考文献：

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2 陈勇，姚玉斌，夏翔，等.考虑备自投的地区电网静态安全分析设计与应用［J］.电力系统自动化，2004，28（19）：84-87.

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7 栗维勋，齐雅彬，吕凡.一起110kV备自投装置异常动作的分析［J］.电力安全技术，2011，13（11）：60-61.

收稿日期：2015-08-03；修回日期：2016-02-23。

作者简介：

宋强（1977-），男，工程师，主要从事电力系统分析与控制、继电保护及自动装置的动作分析等研究工作，email：wwdhthk@ sina.com。

陈伟（1977-），男，助理工程师，主要从事电力系统分析与控制、继电保护及自动装置的动作分析等研究工作。