区域备自投装置现场应用中存在的问题及解决措施

赵通汉

（国网宁夏固原供电公司，宁夏 固原 756000）

0 引 言

近年来，随着社会经济的日益发展，人们的生活水平不断提高，用户对电能可靠性的要求也越来越高。备自投装置就是在电源因系统故障或其他因素断开导致母线失压后，能迅速将备用电源自动投入，最大程度提高供电可靠性，对于变电站的快速恢复供电具有关键作用。

110 kV及以下电网接线方式单一，大多数均采用单母线分段接线方式。由于电源布点数量不足，因此110 kV及以下电网只能采用环网布置、开环运行接线方式。如果变电站内只装设就地备自投装置，对于开环运行变电站，正常时由一条电源进线向整条母线供电，另一条进线开关作为备用电源，开关处于热备用状态。当母线失压时，备自投会使工作电源开关迅速跳开，并将备用电源的开关合上。

目前，常用的备自投装置包括就地备自投装置和区域备自投装置[1]。区域备用电源自投控制系统简称区域备自投，在变电站多级串供运行方式下，当合环运行的变电站主供电源跳闸后能够以预先整定的动作逻辑使失压变电站快速恢复供电。区域备用电源自动投入装置可以实现串供变电站之间的信息交换，利用专用或复用通道传送逻辑信号，从而使串供变电站在现有的接线方式下实现变电站间的电源互为备用。完善区域备自投装置二次回路时，需要与不同型号的继电保护装置进行配合，而不同型号的继电保护装置原理不同、接线不同，导致区域备自投装置二次回路接线无法统一[2]。本文针对区域备自投装置的动作原理及运行接线过程中存在的问题进行了深入探讨，提出了解决措施。

1 区域备自投动作原理

以35 kV两级串供变电站为例，该系统中线路Ⅰ与线路Ⅲ为主供电源，线路Ⅱ为联络线，系统连接方式如图1所示。

在变电站A、B各配置1台区域备自投装置，需满足以下技术要求。一是实现站内进线及分段备自投功能；二是实现两站之间的区域备自投功能；三是两站之间通过光缆实现数据交互。

该供电网络中任一断路器均可作为开环点，本文对其中一种运行方式进行讨论，即变电站B合环运行，变电站A主供电源线路运行，联络线在A站侧热备。两侧变电站运行方式均满足区域备自投充电条件且充电完成后，备自投逻辑才能正确动作。A站Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，线路Ⅱ有压，1DL、3DL合位，2DL分位。B站Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，1DL、2DL、3DL合位。当“合后位置接入”控制字置1时，在合位的断路器“合后位置”开入还应为1。上述条件均满足时，备自投经延时充电完成。

区域备自投放电条件包括以下5种：一是参与备自投逻辑的任一断路器位置异常；二是备自投未跳主供电源时，主供电源断路器合后位置由1变为0；三是“远方允许合闸”信号长时间有开入；四是光纤通道异常；五是其他需要将备自投闭锁的情况。

当变电站B线路Ⅲ跳闸或其他原因导致本站两段母线同时失压时，区域备自投启动，并按照预定逻辑动作出口。变电站B经整定延时跟跳一次1DL，确认1DL跳开后，向变电站A发送“远方允许合闸”信号。变电站A收到“远方允许合闸”后，且本站两段母线均满足有压，经整定延时合上热备用的2DL断路器。为了实现区域备自投功能，可以采用专用光纤直连方式或者复用光纤连接方式。对于专用光纤，采用点对点连接方式。对于复用光纤，变电站A、变电站B需安装区域备自投装置、复用通道接口装置各1台，同时安装2台复用接口装置，以完成两座变电站通信，实现数据交互[3]。

2 区域备自投存在的问题及解决措施

2.1 现状及存在的问题

备自投装置中需接入开关量，通过跳闸位置继电器（TWJ）来判断断路器的分合位，通过断路器合后位置继电器（HHJ）来判断断路器是手动分闸还是遥控分闸。继电保护装置一般均配置有HHJ，但部分低压保护装置只将HHJ接点用于内部事故总信号判别，而未将备用接点引出，这就导致备自投装置无法接入断路器合后位置，也就无法通过判断合后位置状态实现手跳闭锁备自投逻辑功能[4]。

2.2 解决措施

2.2.1 不使用HHJ的解决措施

如果不使用HHJ接点，就需要从外部接入断路器手跳接点（STJ）接入备自投装置总闭锁开入，同时将装置内部合后位置接入控制字置0。以某站区域备自投不正确动作作为案例，区域备自投动作后，经延时跳开主供电源断路器，同时备自投闭锁放电，导致备自投无法正确合上备用电源。调取装置录波如图2所示，可以发现跳电源1的同时，备自投总闭锁也有开入。

检查现场接线，发现该站保护装置无HHJ接点，将备自投跳闸回路接入手跳回路，同时将操作回路的STJ接点接入备自投总闭锁开入，其目的是闭锁线路重合闸、同时实现手跳闭锁备自投，但这样做无疑是错误的。针对该问题，不使用HHJ接点时，备自投跳主供电源断路器，应接入保护装置永跳回路或保护跳闸回路，同时使用备自投动作接点来闭锁线路重合闸。

2.2.2 外加HHJ的解决措施

外加HHJ可以简化区域备自投二次回路接线，避免出现因二次回路设计考虑不足而导致的备自投误闭锁等隐患[5]。某型号保护装置操作回路原理：在该装置操作回路中增加HHJ，以实现与备自投装置二次回路的配合。

选取某型号继电器作为HHJ继电器（以下简称ZJ），该继电器为双线圈、保持型继电器，动作电压直流220 V，具有多组动作接点可供选择。其接线端子如图3所示，选取ZJ-2、ZJ-3端子对应的接点作为断路器合后位置开出接点HHJ。

在ZJ继电器接入回路时，要求手合时HHJ接点闭合并保持，手跳时HHJ接点打开。将ZJ继电器ZJ-1、ZJ-7分别接入上述操作回路的手合、手跳回路端子，ZJ6、ZJ12短接后接入控制电源负端，同时将备自投跳、合断路器接入断路器手跳、手合回路，即可避免备自投不正确动作的情形，如图4所示。

图4 外接HHJ继电器回路接线

3 结 论

综上所述，对两级串供变电站区域备自投装置原理及动作过程进行了简要说明。区域备自投装置通道中传输开关量仅为远方合闸允许信号，备自投装置在远方合闸延时内收到此信号即可合上备用电源，应通过光纤传输通道采集对侧变电站相应母线电压作为辅助判据，从而提高动作的可靠性。此外，对区域备自投实际应用中合后位置继电器无法通过现有装置引入的问题进行了分析，并提出了具体的解决措施，避免了因二次回路接线问题导致区域备自投无法正确动作。