内桥接线的备自投装置运行隐患分析及改进

高秋锋，黄敏，张丰，郭碧媛

（国网福建省电力有限公司福州供电公司，福建　福州　350009）



内桥接线的备自投装置运行隐患分析及改进

高秋锋，黄敏，张丰，郭碧媛

（国网福建省电力有限公司福州供电公司，福建福州350009）

〔摘 要〕阐述了内桥接线的4种备自投方式，分析当一台主变停运且主变差动保护退出时，备自投装置存在误合于故障点导致故障范围扩大的隐患，提出了引入主变高压侧刀闸常开辅助接点作为备自投装置放电条件的改进措施，并取得了很好的成效。

〔关键词〕内桥接线；备自投装置；辅助接点；放电条件

0　引言

备用电源自动投入装置是当工作电源因故障或其他原因被断开之后，能自动迅速断开主电源投入备用电源，以保证可靠供电的一种自动装置，简称备自投装置。备自投装置可用于单母线分段、内桥、扩大内桥等接线方式。目前，多数厂家的备自投装置均具备自适应功能，即备自投装置依据一次运行方式自动投入对应的备自投方式。但是这种自适应功能仍无法满足一些特殊的运行方式。用于内桥接线的备自投装置，当1台主变停运且主变差动保护退出时，备自投装置存在误合于故障点导致故障范围扩大的隐患，威胁电网和设备安全。下面对此作了分析并提出针对此隐患的改进措施。

1　隐患分析

1.1备自投方式

内桥接线如图1所示。一般内桥接线有4种备自投方式。

（1）进线L1断路器DL1在合位，桥断路器DL3在合位，进线L2断路器DL2在分位，即进线L2断路器为备投断路器，当110kVⅠ/Ⅱ段母线失压时，跳开DL1，合上DL2；

（2）进线L2断路器DL2在合位，桥断路器DL3在合位，进线L1断路器DL1在分位，即进线L1断路器为备投断路器，当110kVⅠ/Ⅱ段母线失压时，跳开DL2，合上DL1；

（3）进线L1断路器DL1在合位，进线L2断路器DL2在合位，桥断路器DL3在分位，即桥断路器DL3为备投断路器，当110kVⅠ段母线失压时，跳开DL1，合上DL3；

（4）进线L1断路器DL1在合位，进线L2断路器DL2在合位，桥断路器DL3在分位，即桥断路器DL3为备投断路器，当110kVⅡ段母线失压时，跳开DL2，合上DL3。

图1　内桥接线方式

1.2隐患分析

内桥接线中，主变的差动保护范围包含其所接的110kV母线相关设备及进线开关和桥开关间隔，故一般未配置专门的母线保护。如图1所示，当2台主变均正常运行时，某段母线故障，例如：采用方式3运行时，110kVⅠ段母线故障，其所接的1号主变差动保护动作，同时闭锁桥备自投装置，防止备自投装置误合于故障点。但是，当1号主变转检修且差动保护因工作退出时，2号主变正常运行；同时为确保供电可靠性，110kV系统仍保持双电源运行，即DL1，DL2开关运行，DL3开关热备用，1号主变高压侧刀闸1G断开，备自投装置保持正常运行。此时，若110kVⅠ段母线发生故障，主变差动保护不会动作，进线L1对侧的线路保护动作隔离故障，110kVⅠ段母线失压。由于主变差动保护退出不闭锁备自投装置，110kV备自投装置动作跳开DL1，然后合上DL3，合于故障点。故障点不在2号主变差动保护范围内，2号主变差动保护不会动作，DL2线路对侧保护动作切除故障点，造成全站失压，故障范围扩大。在其他方式下运行时同样存在上述隐患。

2　改进措施

2.1桥备自投方式下的改进措施

对桥备自投方式，即方式3和方式4，备自投装置放电（即装置退出）条件为：

（1）DL3合位；

（2）备自投装置保护动作；

（3）有其他闭锁信号。

桥备自投动作逻辑如图2所示。

图2　桥备自投动作逻辑

为消除上述隐患，在动作逻辑中引入主变高压侧刀闸常开接点作为判别主变是否退出运行的判据。当判断主变退出运行，发生这一臂母线失压时，则闭锁桥备自投装置，修改后的桥备自投动作逻辑如图3所示。

图3　改进后桥备自投动作逻辑

2.2进线备自投方式下的改进措施

2.2.1改进动作逻辑

（1）在方式1下，当1号主变退出运行，高压侧刀闸断开，主变保护退出时，高压侧DL1，DL3开关运行，DL2开关处于热备用状态。为了消除隐患，同样引入主变高压侧刀闸常开接点作为判别主变是否退出运行的判据，当判断主变退出运行，发生这一臂母线失压时，除跳开DL1开关外，还要跳开DL3开关，然后才能合上DL2开关。

（2）在方式2下，当2号主变退出运行，高压侧刀闸断开，主变保护退出时，高压侧DL2，DL3开关运行，DL1开关处于热备用状态。为了消除隐患，同样引入主变高压侧刀闸常开接点作为判别主变是否退出运行的判据，当判断主变退出运行，发生这一臂母线失压时，除跳开DL2开关外，还要跳开DL3开关，然后才能合上DL1开关。

2.2.2采用合理的运行方式

为此，针对上述问题对进线备自投装置动作逻辑进行了改进，改进后的进线备自投装置动作逻辑如图4所示。

图4　改进后进线备自投装置动作逻辑

（1）在方式1下，当2号主变退出运行，高压侧刀闸断开，主变保护退出时，高压侧DL1，DL3开关运行，DL2开关处于热备用状态。此时，若110kVⅡ段母线故障，L1线路对侧保护动作隔离故障点，110kV备自投装置动作跳开DL1开关，合上DL2开关，合于故障点，L2线路对侧保护动作切除故障，最终造成全站失压。但是在这种运行方式下，引入2号主变高压侧刀闸常开辅助接点闭锁进线备自投装置并不合适，因为当L1线路故障造成110kVⅠ段母线失压时，备自投装置应要求正确动作，若引入2号主变高压侧刀闸常开辅助接点，会导致备自投装置拒动而扩大事故范围。

（2）在方式2下，1号主变和保护退出运行情况与上述相同。

因此，可考虑在主变和保护退出运行时，避免安排这样的运行方式，采取其他方式供电，如1号主变和保护退出运行时采用方式2的运行方式，2号主变和保护退出运行时采用方式1的运行方式。

3　注意事项

在备自投装置改进前，现场应该采取相应的措施消除上述隐患，避免扩大事故范围。

（1）当1号主变转冷备用或检修时，应保留其功能压板以及相应保护闭锁备自投装置的压板，防止母线故障扩大事故范围。

（2）当1号主变转冷备用或检修后，因二次部分有工作，需要将主变保护全部退出时，应采取措施避免母线故障扩大事故范围。运行于桥备自投方式下，当I段母线无保护时，可采取如下措施。

① 解除备自投装置跳DL1开关的出口压板。

② 断开DL1开关的操作电源。这样，当I段母线故障时，进线L1对侧保护动作跳闸后，本站备自投装置按照方式3动作逻辑执行：先跳DL1，再合DL3。由于DL1无法跳开，备自投装置中断后续行为，不合DL3开关，实现闭锁备自投方式3，避免事故扩大。这些措施不会导致方式4的备自投功能被闭锁。

4　总结

考虑到内桥接线的备自投装置在1台主变停运且主变差动保护退出时，备自投装置存在误合于故障点导致事故扩大，威胁电网和设备安全的隐患，提出将1，2号主变高压侧的刀闸1G，2G的辅助接点作为开入量引入备自投装置，进行逻辑判断。针对不同的运行方式采取选择性闭锁桥备自投装置和改变线路互投动作逻辑的方法实现备自投装置的智能判别；同时提出在备自投装置改进前，现场应采取相应的措施。

参考文献：

1 国家电网公司人力资源部.国家电网公司生产技能人员职业能力培训专用教材［M］.北京：中国电力出版社，2010.

2 杨新民，杨隽琳.电力系统微机保护培训教材［M］.北京：中国电力出版社，2000.

3 张丰，郭碧嫒.备自投装置在单母分段接线中应用存在的问题及解决措施［J］.电力系统保护与控制，2011，39（7）：133-135.

4 汤大海.基于双电源扩大内桥的备自投解耦控制策略［J］.电力系统自动化，2009，33（23）：103-106.

5 杜景远，崔艳.微机备自投在济南电网中的运用［J］.继电器，2001，29（9）：40-42.

6 张鑫.计及主变保护的备自投装置改进方案［J］.电力系统保护与控制，2009，37（3）：91-92.

7 顾月华，甘雯.完整内桥接线单主变变电所备自投逻辑剖析［J］.浙江电力，2009，28（2）：65-67.

8 刘沪平，汤大海，郑建勇，等.一种新型自适应备投方案及其实现［J］.电力自动化设备，2005，25（8）：84-86.

9 阮爱民，李民，汤大海.保护闭锁备自投的运用［J］.江苏电机工程，2003，22（4）：41-42.

10 唐俊.备自投装置充电逻辑回路的改进［J］.电力安全技术，2013，15（5）：39-41.

收稿日期：2015-12-17。

作者简介：

高秋锋（1982-），女，工程师，主要从事变电运行管理工作，email：biyuan_guo@126.com。

黄敏（1981-），男，工程师，主要从事变电运行管理工作。

张丰（1971-），男，高级工程师，主要从事变电运行管理等工作。

郭碧媛（1979-），女，高级工程师，主要从事电网调度工作。