浅谈110kV鸿桥变主接线方式和备自投

2018-10-15曹伟杰陶天祎

中国设备工程 2018年18期

曹伟杰，陶天祎

（国网无锡供电公司，江苏无锡 214000）

1 鸿桥变主接线方式

110kV鸿桥变电站是一座半户内布置变电站。目前拥有主变压器2台，总容量80MVA；110kV采用敞开式常规设备，进线2回，开关3台，采用内桥接线方式；10kV采用金属铠装中置柜设备，线路24回，开关31台，电容器2组，接地变2组，采用单母分段接线方式。10kV系统采用消弧线圈接地方式。

图1 鸿桥110kV变电站1次主接线图

由图1可以看出，鸿桥110kV变电站110kV系统：采用内桥接线方式，鸿梁771线供1号主变，鸿舜717线供2号主变。110kV分段开关热备用，备自投启用。10kV系统：1号主变101开关供10kVI段母线，2号主变102开关供10kVII段母线，10kV分段开关热备用，备自投启用。10kV1号接地变接在10kVI段母线上，10kV2号接地变接在10kVII段母线上。

运行方式：如图1所示，110kV部分：110kV鸿舜717受电送110kVII段母线，供2号主变、经102开关供10kVII段母线。110kV鸿梁771受电送110kVI段母线、供1号主变，经101开关供10kVI段母线。110kV分段710开关热备用，保护停用，备自投启用。10kV部分：10kVI段母线送各出线，10kV2段母线送个出现，10kVI-II段分段110开关热备用，保护停用，备自投启用。

1.1 主接线分析

110kV侧：鸿桥变电站有主变压器2台，进线2回，因此可采用桥型接线，而桥型接线分为内桥和外桥两种。

内桥接线，桥连断路器QF3在QF1、QF2的变压器侧。其特点是其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响，操作较简单，以线路1检修为例，只需将QF1及其两侧隔离开关拉开，两台主变和线路2不受影响。而当变压器投切或故障时，将会造成一回路短时停运，同样以主变1切除为例，则需断开QF1，QF3和QS1。因此得出，内桥接线适用于输电线路较长或变压器不需经常投切的情况。而外桥接线则反之，在此不再赘述。10kV侧采用单母分段接线。单母分段接线提高了线路的可靠性与灵活性，两母线段可并列运行（分段断路器接通）也可分裂运行（分段断路器断开）。在10kV配电装置中，出线回路为6回及以上时一般均采用单母分段接线方式。

2 备自投装置和运行方式分析

2.1 备自投装置概述

备自投装置是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动的将备用电源或备用设备投入工作，使用户不至于停电的一种装置。备自投装置主要应用于110kV及以下的中、低压配电系统中，其接线方式主要有三种：低压母线分段断路器自投；内桥断路器自投；线路备用自投。

2.2 110kV鸿桥变电站备自投装置分析

110kV备自投：本站110kV710开关配置了国电南京自动化股份有限公司的PSP 691数字式备用电源自投装置，安装在110kV分段开关保护测控屏上。如图2所示，即鸿梁线和鸿舜线分别运行，鸿梁线带高压侧I母，鸿舜线带高压侧II母，771,717在合位（图中黑色所示），710在分位（图中白色所示），两条电源进线互为备用，选择内桥断路器自投方案。

图2 鸿桥变110kV侧备自投配置

备自投装置可以通过逻辑判断来实现只动作一次的要求，为了便于理解广泛采用“充放电”来模拟这种功能。备自投装置满足启动的逻辑条件，应理解为充电条件满足；延时启动的时间应理解为“充电时间”，“充电时间”到了就完成了全部准备工作；当备自投装置动作或者任何一个闭锁及退出备用电源自投条件存在时，立即瞬时完成“放电”。“放电”就是模拟闭锁备用电源自投装置，放电后不会发生备自投装置的第二次动作。

鸿桥变110kV侧充电条件：110kVI段、II段母线均三相有压；771/717开关合位，710开关分位，经10秒充电完成。

备自投正常充电完成后，当110kVII段母线失却电压，110kVI段母线有电压，鸿舜717线路无电流，备自投动作，延时5秒跳717开关，再延时0.5秒合110kV分段开关。同样，当110kVI段母线失压时动作过程类似。

闭锁条件：所接两台主变高后备、差动、非电量保护动作；所接两路110kV侧进线开关及分段开关遥控及手动分闸，备自投停启用开关切至停用位置。满足其中任一条件，备自投闭锁。

10kV侧备自投：本站同样配置了国电南京自动化股份有限公司的PSP 691数字式备自投装置，安装在10kVI-II分段开关柜上。本站10kV备自投选用10kV分段开关备投，如图3所示。

图3 鸿桥变10kV侧备自投配置

备自投装置充电条件：10kVI段、II段母线均三相有压；101、102开关合位，110开关分位，经10秒充电完成；备自投正常充电完成后，当10kVII段母线失却电压，10kVI段母线有电压，2号主变10kV侧102开关无电流，备自投动作，延时7秒跳2号主变10kV侧102开关，再延时0.5秒合10kV分段开关。同样，当10kVI段母线失压时动作过程类似。

低备投闭锁条件：所接两台主变低后备保护动作；所接两台主变10kV侧开关及分段开关遥控及手动分闸；闭锁备自投压板投入；满足其中任一条件，备自投闭锁。

综上，当1号主变差动/高后备/非电量保护动作，跳开771、710、101开关，同时开入备自投总闭锁端子，对110kV进线及桥备自投装置放电，闭锁了桥710开关备自投，有效地避免了系统向故障点的再次冲击，保证了2号主变及其负荷的正常运行。当2号主变差动/高后备/非电量保护动作时，分析同上，能避免自投到故障点。而对于低备投，当主变低后备保护动作后，可以判定母线或出现一定发生了故障，因此可靠闭锁低备投，避免了自投到故障点。

2.3 多级备自投动作时间整定

下一级自投动作跳运行断路器时间≥Δt+上一级自投跳合闸时间。

一般上一级系统故障引起的失压面较大，可能启动下一级的多套自投，如下一级动作快于上一级，将使负荷频繁转移。在备自投动作的逻辑方案已选定的条件下，多级备自投定值要按确保上级备自投动作领先于下级备自投、下级备自投作为上级备自投后备的原则整定，以保证备自投动作的一致性。

以鸿桥变两级备自投的时间定值为例，若110kV侧备投跳771、717的时间均整定为5秒，合母联710开关的时间整定为0.5秒，整套备自投动作时间（忽略开关动作固有时间）约5.5秒。而10kV侧备投跳低压侧开关的时间均整定为7.0秒，加上合母联110的时间为0.5秒，整套备自投动作时间（忽略开关动作固有时间）约7.5秒，下级动作时间远大于上级动作时间，保证了上、下级备自投的正确性及可靠性。