110kV远方备自投在电网中的应用分析

摘要：文章针对链式电网结构存在就地备自投不能同时投入运行的问题，提出了一种远方备自投的解决方法。利用光纤通道，在远方备自投装置之间相互交换信息，实现多个变电站之间的备自投功能配合，提高了供电的可靠性。

关键词：远方备自投；开环点；信息流；链式电网结构；光纤通道 文献标识码：A

中图分类号：TM762 文章编号：1009-2374（2016）34-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.027

110kV链式电网接线中，变电站就地备自投在实际应用中不能避免上级电站负荷损失的局限已越来越被大家所熟知。为了更好地解决110kV链式电网接线中变电站的供电可靠性问题，研究出一种适应性及推广性均更强的通用的远方备自投装置显得尤为必要。

1 链式电网结构

以台山地区某片电网为例，如图1：

对于110kV电磁环网，按参考文献[1]中分析，为继电保护配置简化、上下级保护定值配合，同时有利于经济运行，还要避免系统热稳定与动稳定破坏，必须开环运行。因此正常运行时，在220kV台山站、唐美站之间的DL2至DL9总有一个DL断开成为开环点（实际运行D站DL7为开环点，即DL7正常断开，处于热备用状态）。

2 变电站常规备自投装置不能同时投入

第一，常规备自投装置功能主要是检测110kV侧主供电源失压，装置自动投入备用线路或母联开关，恢复失压母线所带负荷供电。如图1所示，当D站进线L3失去工作电源时，该站装设的备自投装置经过检测、判断、比较而启动，先隔离故障跳开DL6，后合上DL7，D站经L4支路（转E站）供电，备自投过程结束。

第二，对于B站其工作电源失去时情况就不一样。尽管也装有备自投，这时是不起作用的，只有在电网运行方式改变，如DL2或DL3作为开环点时，其备自投才能发挥作用；C站、E站的情况与B站相似。因此，在此种方式下，当B、C站由于线路故障同时失去电源侧（A站）工作电源时，无法依靠本站备自投尽快恢复供电。只有通过调度远方操作分开DL2至DL6，隔离电源侧故障，再由DL7至DL3逐一合上才能恢复对B、C两站的供电。

解决上述问题的有效方法是运用先进的光纤通信技术，使这几个站的备自投装置互相联系，实现远方备自投功能。当电源线路发生故障时，它们将自动互相交换信息，改变有关变电站开关的状态，快速恢复失电变电站的供电能力。

3 远方备自投的功能分析

3.1 远方备自投包含的功能

远方备自投功能主要是检测本地主供电源失压后，无备用电源时向远方站点发送合闸命令，通过远方站点合闸恢复本地供电；收到远方站点的合闸命令请求，直接合上备投电源给远方站点供电。

通过对线路运行方式的分析，可以判断装置需要的功能包括：常规的线路备自投、常规的母联备自投、远方备自投三种。三种方式能根据接入的回路状态与接受到的相邻装置信息进行自动切换。下面结合某公司FWK-J型110kV侧备用电源自投装置具体分析实现的情况。

3.2 远方、就地备自投方式下的KRU动作判据

标准化的110kV备自投装置“启用KRU动作判据”控制定值（“K”指合后位置信号KKJ、“R”指重合闸、“U”指零序和负序电压），能在上一级稳控执行站采取切负荷措施后，闭锁自投功能。具体的动作逻辑见图2：

3.2.1 装置检测到主供单元的开关位置与合后位置信号不对应。

3.2.2 任一非检修母线电压满足重合闸波形。

3.2.3 至少40ms内满足任一非检修母线的负序电压大于“故障下母线负序电压门槛值U2”（TV断线的母线不得参与判别）。

3.2.4 至少40ms内满足任一非检修母线的零序电压大于“故障下母线零序电压门槛值3U0”（TV断线的母线不得参与判别）。

3.3 远方备自投装置通道的配置

如果要接受相邻装置的信息，须配置两路通信通道，用于和相邻站点的备自投装置通信。如图3所示的网络连接（虚线所示），通道1用于和左侧站点进行通信，通道2用于和右侧站点进行通信。

3.4 远方备自投通信传送的信息流

3.4.1 远方备自投功能充电前的信息流（A信息流）。仍以图1为例，DL7为开环点，装置在未完成远方备投充电前，判断是否满足本地线路备投或母联备投的充电条件，然后向相邻装置连续发送“是否有开环点”的信息，见图3。

3.4.2 开环点完成远方备自投功能充电后的信息流（B信息流）。当D站就地备自投充电完成后，在远方备投充电延时时间内连续收到相邻两装置的A信息流状态均满足“无开环点”且装置不满足放电条件、没有接收到各种放电信息流，则本站判为“远方备投充电成功”，并向相邻装置发送远方充电成功信息，见图3。

未完成远方备投充电的装置若收到其中一侧通道的“远方备投充电成功”信息（B信息），则本站判为“远方备投充电成功”；待本站远方备投充电完成后，若另一相邻站点仍持续向其发送A信息流，则向该相邻站点转发该B信息流。

3.4.3 “无流无压”信息流（C信息流）。当远方备自投方式充电完成的非开环点装置满足无流无压条件超过延时时，备自投装置启信向开环点所在侧对应的相邻装置连续发送“无流无压”信息（即C信息流），如图4所示：

3.4.4 “远方备投动作允许”信息流（D信息流）。如图4所示，满足“无流无压”条件后，仅由未收到C信息流的失压B站点装置进行KRU判据判别，满足判据该装置则延时100ms发送D信息流；收到C信息流的失压站点装置不进行KRU判据判别，则等待D信息流的到来。

3.4.5 远方功能动作过程配合的信息流（E信息流）。远方备投充电成功的非开环点装置在满足远方功能的启动动作条件后，在动作跳主供元件并检测到相应的主供元件均已跳开后，往开环点方向向相邻装置持续发送“备自投已动作”信息（即E信息流，连续发送，直至备自投放电后返回）。

4 远方备自投动作过程实例分析

事前方式：按照图1的运行方式，DL1至DL6开关合位，DL8至DL10开关合位，D站DL7开关热备用，为开环点；B、C、D站各备自投装置充电完成。动作过程（见时序图5）：

某时刻A站与B站间的线路发生永久性故障，B、C、D站失压，B、C、D站装置启信发送信息流。

B站装置失压后经Tq延时发令跳DL2开关，检测DL2开关在分位后，装置发令切负荷线路和小电源并等待Tt延时，随后检测到母线电压恢复，报备自投成功。

C站装置失压后经Tq延时发令跳DL4开关，同时发令切负荷线路和小电源，随后检测到母线电压恢复，装置经Tw延时合DL4开关，并报备自投成功。

D站装置失压后经Tq延时发令跳DL6开关并切除负荷和小电源，再经Tt等待延时后合DL7开关，母线电压恢复后再合上DL6开关。

5 结语

远方备自投功能适用于双端供电电源、单回或双回链式串供的网架系统，系统有且只有一个开环点。通过分析。可以看出，在上述的4个110kV变电站安装远方备自投装置后，在一定程度上可以避免全站失压的情况出现，该地区的供电可靠性得到有效提高。仅增加二次设备投资，就弥补了一次网架的不足，对类似变电站备自投改造有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 成涛，成连生.电力系统的电磁环网运行[J].华中电力，2001，（6）.

[2] 唐海军.基于光纤通讯的远方备自投设计与实现[J].继电器，2006，34（4）.

[3] 季学军，周爱敏.利用纵联保护通道实现远方备自投的方案[J].江苏电机工程，2004，23（5）.

[4] 崔风亮，周家春.远方备用电源自动投入装置[J].电力自动化设备，2002，22（9）.

[5] 余涛，黄炜，胡细兵.地区电网广域备自投控制系统的研制[J].电力自动化装置，2011，31（3）.

作者简介：张春湖（1979-），男，广东开平人，广东电网有限责任公司江门供电局工程师，研究方向：电力系统继电保护安装、调试及维护。

（责任编辑：蒋建华）