摘要：針對(duì)110kV變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中備用電源自投裝置的若干問題進(jìn)行總結(jié)，提出在二次設(shè)計(jì)中對(duì)備自投裝置跳閘回路、閉鎖回路、采樣電壓的選取等技術(shù)要點(diǎn)需要注意的幾點(diǎn)事項(xiàng)。
　　關(guān)鍵詞：備用電源自投；110kV變電所；繼電保護(hù)；設(shè)計(jì)；
　　隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)對(duì)供電可靠性的要求也越來越高，備用電源自投裝置（下稱備自投裝置）作為一種花錢少、增加供電可靠性見效快的措施，其應(yīng)用也已越來越廣泛，既增加了供電的安全可靠性，同時(shí)縮小了停電范圍,保證了用戶經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)定。鎮(zhèn)江地區(qū)目前110kV變電所大多數(shù)均為內(nèi)橋接線的終端變電所，一般在110kV部分裝設(shè)了備自投裝置，筆者近年在工作中遇到一些對(duì)備自投原理認(rèn)識(shí)不深或限于對(duì)常規(guī)式備自投的理解，在回路設(shè)計(jì)中會(huì)造成錯(cuò)誤，現(xiàn)將有關(guān)問題綜述如下。
　　1. 備自投裝置閉鎖回路
　　要確保備自投正確、可靠安全動(dòng)作，除了考慮上級(jí)故障失電情況外，還必須考慮斷路器手動(dòng)、遙控操作、開關(guān)偷跳、下級(jí)故障等情況對(duì)備自投的影響。故備自投裝置設(shè)置了閉鎖回路以滿足特定的條件下閉鎖備自投。一般應(yīng)考慮：1)手分、遙分跳開進(jìn)線電源，備自投不應(yīng)動(dòng)作。2)內(nèi)部故障時(shí)應(yīng)閉鎖備自投，以防止備供電源又投在故障上，擴(kuò)大事故范圍。但并不是不問青紅皂白一股腦將所有閉鎖信號(hào)并聯(lián)接入閉鎖回路即可，還必須根據(jù)一次主接線及運(yùn)行的方式作出合理的設(shè)計(jì)。
　　典型110kV變電所大部分為終端變電所，采用110kV內(nèi)橋接線，中低壓為單母線分段接線，110kV部分主接線圖如圖1。
　　
　　因?yàn)橐话愣荚?10kV進(jìn)線設(shè)置備用電源自投裝置，故設(shè)計(jì)人員也習(xí)慣于將主變的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和斷路器手動(dòng)操作輔助接點(diǎn)一起并聯(lián)接入備自投的閉鎖回路。這種接線方式在常規(guī)的2組變壓器解列運(yùn)行時(shí)是合理的，但當(dāng)進(jìn)線運(yùn)行方式改為一線帶兩變時(shí)，如果主變故障保護(hù)動(dòng)作，跳開主供線路斷路器,同時(shí)保護(hù)閉鎖備用電源自投裝置動(dòng)作，造成備供線路不能合上，將造成全所停電并延誤了電力的持續(xù)供給。例如，110kV西郊變電所110kV部分采用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)橋接線，供電方式為220kV官塘變110kV塘西714線供110kV西郊變?nèi)�部�?fù)荷,220kV五洲變110kV洲西772線供110kV作為西郊變的備供電源,110kV西郊變一次方式為:702、700開關(guān)運(yùn)行1、2號(hào)主變由714線供電,701開關(guān)熱備用,110kV備自投啟用,投701開關(guān)。2000年8月6日10時(shí)15分110kVⅡ段母線A相電壓互感器由于匝間短路,引起西郊變2號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開2號(hào)主變?nèi)齻?cè)開關(guān)并閉鎖備自投從而造成西郊變?nèi)�所停電。因此如果設(shè)計(jì)為當(dāng)#1變壓器故障閉鎖#1進(jìn)線和分段的斷路器的備自投合閘，而當(dāng)#2變壓器故障即閉鎖#2進(jìn)線和分段的斷路器的備自投合閘，則可將701開關(guān)合上，保住1號(hào)主變的正常運(yùn)行和大部分的負(fù)荷，避免全所失電并減少損失。
　　當(dāng)一次主接線發(fā)生變化時(shí),備自投的閉鎖條件也相應(yīng)的要進(jìn)行調(diào)整。比如110kV汝山變的110kV部分為2回進(jìn)線，線變組接線，低壓10kV為單母線分段接線。考慮當(dāng)某一條110kV線路失電或主變故障時(shí)，對(duì)應(yīng)的一段10kV母線將失去電源，故在該變電所的10kV側(cè)配置了一套備用電源自投裝置。此種接線形式，就不能將主變的所有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)接入備自投的閉鎖回路了。因?yàn)槿绻�主變發(fā)生了內(nèi)部故障，保護(hù)動(dòng)作跳開兩側(cè)開關(guān)并閉鎖低壓備自投裝置，則原本沒有故障的低壓母線也被迫不能切換到備供電源，擴(kuò)大了事故的影響范圍。所以針對(duì)此接線僅需將主變的低后備保護(hù)和手動(dòng)操作閉鎖備自投即可。
　　根據(jù)一次主接線及運(yùn)行方式選擇合適的閉鎖備自投合閘的方案,使其在不同的主接線運(yùn)行方式下，合理的選擇閉鎖方案，才能讓其正確的動(dòng)作，將變電所的失電范圍減至最小，充分發(fā)揮安裝備自投裝置的作用,提高供電可靠性。
　　2. 備自投裝置采樣電壓回路
　　備自投的啟動(dòng)條件中需檢測工作母線無電壓，失電線路無電壓，備供線路有壓，根據(jù)主接線方式、自投方式以及電壓回路接線的不同正確選用采樣電壓，是備自投成功應(yīng)用的前提條件。
　　對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)橋接線的變電站，檢母線無壓應(yīng)選取母線PT3PT、4PT的二次電壓，檢進(jìn)線有無電壓應(yīng)取進(jìn)線1PT、2PT二次不經(jīng)切換的電壓A611、B611、C611。但有時(shí)考慮節(jié)約一次設(shè)備的投資，母線處不裝設(shè)PT,僅在進(jìn)線處裝設(shè)三相PT，電氣主接線如圖2。
　　如果母線未裝設(shè)PT，一般考慮兩種設(shè)計(jì)方案：
　　A)備自投裝置只檢測線路電壓，對(duì)于母線電壓則由裝置默認(rèn)其符合運(yùn)行要求，不進(jìn)行檢測。
　　B)將進(jìn)線1PT、2PT的電壓信號(hào)根據(jù)一次接線的運(yùn)行情況經(jīng)繼電器重動(dòng)后模擬為母線電壓信號(hào)，再進(jìn)行相應(yīng)的判斷。電壓切換回路如圖3。圖中1DL,2DL,3DL不僅僅是指斷路器輔助節(jié)點(diǎn)，還應(yīng)該串聯(lián)了該回路的隔離開關(guān)的輔助節(jié)點(diǎn)。特別需要注意的是，如PT帶有專用隔離開關(guān)，備自投裝置檢進(jìn)線有無電壓選取的A611、B611、C611實(shí)際是應(yīng)該經(jīng)過PT隔離開關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)后的電壓信號(hào)。考慮裝置動(dòng)作判斷的準(zhǔn)確性，一般應(yīng)采用第二種設(shè)計(jì)方案更為合理。
　　為防止PT二次斷線引起誤動(dòng)，裝置內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮PT斷線閉鎖。對(duì)單相或兩相PT斷線，檢無壓判據(jù)；如果三相電壓Ua、Ub、Uc同時(shí)均小于門檻電壓，則必須通過檢測進(jìn)線CT無流條件閉鎖，具備條件的變電站應(yīng)盡可能接入電流閉鎖條件。
　　3. 備自投裝置跳閘回路
　　設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)備自投跳閘回路時(shí)，如考慮閉鎖重合閘，往往直接將跳閘回路接至斷路器控制回路的手跳回路，導(dǎo)致備自投動(dòng)作跳開主供線路后，手跳回路反過來閉鎖了備自投裝置，備自投裝置閉鎖后，無法合上備供線路，備自投動(dòng)作失敗。因此備自投裝置的跳閘回路應(yīng)接至斷路器控制回路的保護(hù)跳閘回路。
　　備自投裝置在實(shí)現(xiàn)電源自動(dòng)切換功能的同時(shí)，還要根據(jù)供電的負(fù)荷情況作一些聯(lián)跳的設(shè)計(jì)。A)在很多場合備供電源容量不能滿足負(fù)荷全部供電容量要求，則應(yīng)在自投于備供電源前有選擇地切除部分不重要的負(fù)荷，同時(shí)應(yīng)閉鎖這些線路的重合閘；B)如原負(fù)荷段饋線含有小電廠線等有源線路，則必須考慮避免備供線路與小電廠線非同期合并，故必須在自投于備供電源前切除小電廠線或?qū)�備自投的母線檢無壓定值及動(dòng)作時(shí)間定值和小電廠低壓解列相關(guān)定值配合，備自投動(dòng)作躲開小電廠低壓解列時(shí)間后再啟動(dòng)。考慮很多余熱小電廠規(guī)模較小，設(shè)備狀況不理想，為避免小電廠不能及時(shí)解列，一般推薦在備自投裝置動(dòng)作跳閘時(shí)，聯(lián)跳小電廠聯(lián)絡(luò)線的設(shè)計(jì)方案。
　　4. 備自投裝置啟動(dòng)延時(shí)整定
　　備自投裝置切斷主供線路后，如果無延時(shí)動(dòng)作合上備供線路，而主供線路重合閘動(dòng)作又合上主供電源，將造成主供線路和備供線路合環(huán)運(yùn)行。因此為躲開主供線路的重合閘時(shí)間，備自投裝置往往被設(shè)計(jì)為延長一個(gè)重合閘動(dòng)作周期啟動(dòng)。同時(shí)，其跳閘時(shí)間和合閘時(shí)間還要根據(jù)負(fù)荷情況躲開電容器組低電壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和小電廠低壓解列的動(dòng)作時(shí)間。但是往往有一些對(duì)供電可靠性要求較高的企業(yè)希望能夠盡量地縮短備自投的切換時(shí)間，這種情況下可以考慮備自投和對(duì)側(cè)保護(hù)配合，跳開失電進(jìn)線斷路器，并閉鎖其重合閘，經(jīng)過較短的延時(shí)時(shí)間再切換至備供線路，盡快地恢復(fù)供電，滿足客戶的需求。但此方案僅為特殊要求下采取的特殊方案，對(duì)電網(wǎng)的容載量和健壯程度等要求較高，且需考慮和對(duì)側(cè)保護(hù)的通信等問題的解決，成本較高，不宜推廣。
　　5. 結(jié)束語
　　備自投裝置的動(dòng)作正確與否將直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性，雖然它的原理很簡單，但是要將它很好的運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)和運(yùn)行中卻并不簡單，需要我們設(shè)計(jì)人員加深對(duì)其原理的認(rèn)識(shí)和理解，根據(jù)主接線的不同，裝置本身采用的邏輯原理的不同，設(shè)置正確的定值，作出更加合理的設(shè)計(jì)，將更加有利于電網(wǎng)的安全和供電的穩(wěn)定可靠。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]阮愛民,李民,湯大海.保護(hù)閉鎖備自投的運(yùn)用.江蘇電機(jī)工程,2003,(7)