110kV备自投装置应用中的相关问题探讨

周森波

【摘  要】110kV备自投装置是保证供电稳定性的重要设备之一，在供电线路发生故障时，备自投装置自行判断，然后接入备用电源保证这个用电系统稳定性。在实际应用中，发现备自投装置切换失误、备自投装置与其他供电设备配合性能差以及备自投装置的引取产生问题。针对这些问题，需要不断革新备自投装置，提高备自投装置运作精密度，继而保证备自投装置切换的精确性，避免110kV备自投装置在应用中出现故障，保证地区供电的稳定性。

【关键词】110kV;自投装置;应用;问题

引言

备用电源自动投入装置（简称为备自投装置）是安装在电源系统中以提高电源可靠性的自动装置。当工作电源由于故障时，备自投装置会迅速断开工作电源电路，并使备用电源或其他正常工作电源投入运行，因此备自投装置加强了供电设备的抗风险能力。同时考虑到地区电网规模不断扩大、复杂程度不断提升，越来越多的备自投装置被应用到供电系统中，尤其是在110kV电网中。但是由于电网运行要求的限制，备用电源自动切换装置在电网中的实际应用经常遇到一些问题。本文针对这一点，分析讨论典型110kV备自投装置常见问题。针对这些问题，提出相应的解决措施，保证电力系统供电稳定性。

一、110kV备自投装置应用原则

1.1 电源断开后启动原则

在工作电源断电后，备用电源自动切换启动，先跳入断路器，并在备用自动投入逻辑接通之前确认断路器处于跳闸位置。这样可以防止在备用电源出现故障或电源反向供电的情况下打开备用电源。但是，不能通过备用自动开关消除故障，因此备用自动开关动作跳闸工作电源的时限应长于所有相关保护和重合闸的最长动作时限。

1.2 自投延时应大于最长外部故障排除时间

每个开关的时间延迟是为了避免总线电压的短期下降，因此每个开关的时间延迟应大于最长的外部故障排除时间。当母线的进线断路器跳闸导致总线电压损失，并且进线没有重合闸功能时，断路器可以直接跳闸而没有延迟，以加速备用电源的闭合。

1.3 手动切断优于备自投装置开关

该设备引入每个工作断路器的闭合触点。当本地或远程控制使断路器跳闸，闭合触点将断开，备用自动开关将退出。如果闭合后无法引入触点，则在手动切断工作电源之前，应确保备用自动开关可以退出工作，并且可以使用手动开关或相应的插座可以解开压板或退出设置。当备用电源不满足电压条件时，备用自动开关将不起作用。

二、备直投装置应用的常见问题分析

2.1 110kV备自投装置与安全稳定系统的配合问题

近年来，为了提高电力系统安全稳定性、防范电网稳定事故、防止发生大面积停电事故，在供电系统中安装安稳系统。在安稳系统中，220kV切负荷执行站的其中一个功能是接收上级控制子站发来的切负荷命令，按照一定的策略，切除110kV负荷。安稳装置切除110kV线路导致变电站工作电源失电，备自投装置是不允许动作投上备用电源的，而由其它原因使工作电源失电，则要投上备用电源。为了满足上述条件，一种方法可以考虑对备自投装置配置远方控制的闭锁功能，安稳装置将动作的闭锁信号远传至工作电源的对端，闭锁备自投，但这种方法需要加装通信通道，由于目前110kV变电站没有和安稳装置建立通信通道，而且110kV变电站数量大、分布广，建立和维护通信通道需要投入大量的人力、财力和时间。因此采用另一种方法，对安稳系统可切线路对侧的1l0kV备自投装置进行升级，使其能智能的区别工作电源是故障失电还是安稳远切失电，这种方法耗资少，工期短。升级后的备自投装置主要增加了经不平衡电压起动或经重合闸过程起动进线自投以及备用电源低频低压闭锁进线自投功能的功能。

2.2 110kV备自投装置出现误动作

在实际的运营应用中，发现断电事故发生之前，110kV母线PT出现两次空气开关跳闸，造成站内的110kV备自投装置、线路保护以及高压侧后备保护均无母线电压，导致线路中的电流小于或者接近临界值，导致系统判断器产生错误判断，认为电网中已经发生断电，因此其自启动备自投装置，接入供电系统。

针对发生的这一误动作，进行深入分析。在事故发生前，地区出现雷暴等极端天气，造成110kV母线出现两次空开跳闸，让备自投装置差生误判。同时由于雷暴天气，导致农村电网出现大规模的跳闸，供电线路中电流降低严重，超过或者接近采集阈值，继而自动投入装置内部信息处理器，发出切换的信号，出现备自投装置误动作。

根据上述分析，解决这一问题，可以从两个方面入手，一个方面让装置引入110kV母线PT二次空开跳闸接点和提高装置信息采集精度，就可以避免此类误动作的发生。因此在发生此类动作时，可以利用采集精度更高的装置代替原装置，避免此类问题的发生。

2.3 110kV进线备自投装置中进线跳位接点的引取问题分析

在继电保护和自动安全装置技术规范中明确规定，备用自动开关装置只有在断开工作电源后才能投入备用电源。因此，备用自动开关装置必须引入开关的位置触点，并通过检查触点的状态来判断工作电源是否已断开。目前，110kV微机线路保护操作回路中设置一个跳闸继电器，其输出节点可作为备用自动切换装置判断线路切换位置的基础。通常，仅在发出待机自动切换和跳闸命令之后的短时间内才判断开关处于断开位置。实际应用中，由于制造商的设置不一致，时间在几百毫秒到几秒之间，继而导致赫尔储能时间不一致。因此，待机自动开关过程终止，待机自动开关和放电停止，导致变电站的长期电压损失。对于110kV变电站，如果在发生线路故障的情况下没有联合切断装置，则由于主电源线的断开，本地发电厂将与大型电源断开。根据当地小型发电厂的实际情况（机组容量和稳定性），通常很难在有负载的情况下进行孤岛运行，机组也会因此跳闸。在这种情况下，对于110kV备用自动开机将继续上述过程，并且自动开机无法成功打开备用电源。

总而言之，跳闸继电器受储能辅助触点影响。如果保护动作失败并在工作电源的负载侧重合闸，则负载侧的备用自动开关设备将无法在固定时间内监视工作电源的跳闸信号（少于开关储能时间），从而中断了备用自动切换过程，并且无法关闭备用电源开关，从而导致变电站的电压损失。为了防止这种情况的发生并使备用自动开关装置有效地实现其功能，对110kV变电站备用自动开关装置的二次回路接线进行了整治，将与电网上的本地电源相连的10kV变电站和保留了主变压器中性点间隙的110kV变电站引入这些变电站中备用自动开关装置。對于自动开关设备的设计，将跳闸位置的引入更改为断路器的辅助常闭触点。这样，线路的跳闸信号不受储能开关的影响，因此备用白色开关设备可以自动接通备用电源。

结束语

110kV备自投装置在实际应用中会出线误动作或者其他问题，主要原因之一是相关的电路设备的精密度存在问题。同时在实际应用中，备自投装置容易出现配合问题，继而导致无法完成自动切换，造成电路持续失压等问题。针对这些情况，供电企业必须要不断升级备自投装置，针对常见问题制定相应的故障操作手册。通过和制造企业的交流沟通，提出相应的改进设计方式，提升供电系统稳定性，为用户提供高质量用电服务。

参考文献：

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[2] 段世方.基于快切装置的厂用电源切换改造与实验[C]// 2018供热工程建设与高效运行研讨会.0.

（作者单位：国网四川省电力公司眉山供电公司）