“三雙”接線模式下備自投的優(yōu)化

鄭賢舜，斯捷，陳小潔，王強(qiáng)儀

（1.溫州電力局，浙江溫州325000；2.浙江圖盛輸變電工程有限公司，浙江溫州325000）

“三雙”接線模式下備自投的優(yōu)化

鄭賢舜1，斯捷2，陳小潔1，王強(qiáng)儀1

（1.溫州電力局，浙江溫州325000；2.浙江圖盛輸變電工程有限公司，浙江溫州325000）

為了適應(yīng)新的配電網(wǎng)接線模式發(fā)展要求，針對現(xiàn)有的備自投產(chǎn)品在配電網(wǎng)“三雙”接線模式下的應(yīng)用進(jìn)行了分析和比較。指出備自投存在的隱患，并制定了相應(yīng)的解決方案，滿足了配電網(wǎng)“三雙”接線的各種運(yùn)行方式對備自投的要求。

三雙；備自投；優(yōu)化

0 引言

近年來，隨著對供電可靠性要求的不斷提高，新型的配電網(wǎng)接線模式——“三雙”接線模式也應(yīng)運(yùn)而生。浙江典型配電網(wǎng)“三雙”即“雙電源、雙線路、雙接入”模式[1]如圖1所示。其中，“雙電源”指2個(gè)上級高壓變電站，“雙線路”指連接“雙電源”的2條中壓電纜或架空線路，“雙接入”指公用配電變壓器（簡稱配變）通過自動投切的開關(guān)接入“雙線路”。該接線采用“一分二”的雙環(huán)結(jié)構(gòu)：變電站的每條10 kV出線經(jīng)站外分路開關(guān)分為2條支路，每一支路可與來自不同母線段的另一條支路同路徑敷設(shè)，構(gòu)成電纜雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。4回10 kV出線組成兩個(gè)電纜雙環(huán)網(wǎng)，通過線路首端交叉，使每一個(gè)雙環(huán)網(wǎng)都具有來自4個(gè)不同方向的電源?！叭p”接線配電網(wǎng)的供電可靠率達(dá)到了99.999%。

其中，配變“雙接入”（如圖2所示）與傳統(tǒng)接入模式的最大不同之處是采用了雙投開關(guān)，比傳統(tǒng)接線模式在一次設(shè)備上節(jié)約了1個(gè)開關(guān)，同時(shí)節(jié)省了配電室內(nèi)的占地面積，但對開關(guān)斷弧能力、備用電源自動投入裝置（簡稱備自投）的動作邏輯完整性要求更高。

圖1 “三雙”接線一次示意

圖2 公用配電房內(nèi)配變“雙接入”示意

由于“雙接入”模式剛開始應(yīng)用不久，大部分設(shè)備廠商對其技術(shù)理解深度不一，生產(chǎn)的備自投裝置邏輯五花八門，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此給實(shí)際運(yùn)行帶來極大的安全隱患。

1 備自投存在的問題

溫州市鹿城區(qū)安瀾小區(qū)配電室“三雙”接線改造試點(diǎn)工程實(shí)現(xiàn)“三雙”的接線模式，采用進(jìn)口開關(guān)柜和備自投裝置，在備自投試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)了以下問題：

（1）在配變發(fā)生故障時(shí)，沒有閉鎖備自投的邏輯。由于配變側(cè)高壓熔絲保護(hù)具有反時(shí)限特性，配變發(fā)生故障后與上一級保護(hù)存在失配的可能，將可能拒動。如圖2所示，電源2側(cè)上一級保護(hù)動作開關(guān)跳閘，配變進(jìn)線側(cè)失壓，而電源1側(cè)正常，滿足備自投動作條件，經(jīng)過延時(shí)后，將故障配變切到了電源1側(cè)。由于故障仍然存在，而電源1側(cè)的上一級保護(hù)也將先于配變高壓熔絲保護(hù)動作，跳開原沒有故障的線路，擴(kuò)大了故障范圍，這在實(shí)際運(yùn)行中是不允許的。

（2）程序中電流互感器的變比值與實(shí)際變比值存在較大的差異。以現(xiàn)場電流互感器變比500/ 1為例，在裝置程序中寫入500/1，而通過測試儀器通入二次電流0.1 A后，反映到一次上的電流應(yīng)該為0.1×500＝50 A，而實(shí)際卻是200 A，相差了數(shù)倍。

（3）備自投動作后，經(jīng)過數(shù)秒彈簧儲能后才動作于分、合閘，有些產(chǎn)品的動作時(shí)間甚至超過15 s。當(dāng)主供電源線路發(fā)生故障時(shí)，備自投動作后切到次供電源上；當(dāng)主供電源恢復(fù)正常后，要求備自投經(jīng)過較短的設(shè)定時(shí)間后自動切回主供電源供電。如果切換時(shí)間過長，在次供電源向主供電源轉(zhuǎn)換時(shí)將再一次使配變失電，降低了供電的可靠性。

（4）固化的動作時(shí)間設(shè)定范圍過小，如主供備自投的動作時(shí)間上限為2 s。一般上一級變電站側(cè)的備自投的動作時(shí)間約為5～8 s，上一級線路的重合閘動作時(shí)間一般在1～2 s之間。這樣在一級系統(tǒng)短時(shí)故障時(shí)，會引起配變備自投頻繁動作，降低設(shè)備的使用壽命。

（5）備自投裝置電壓無分相判別功能，且電壓值不能設(shè)置，當(dāng)電壓采集模塊出現(xiàn)一相或兩相斷線時(shí)，裝置沒有告警功能。

（6）配變的上級開關(guān)手動改熱備時(shí)，會引起配變備自投動作。

（7）高壓柜出廠時(shí)只有1個(gè)總的電源開關(guān)，開關(guān)柜內(nèi)50 W加熱器沒有溫濕度控制器，投入電源后長期加熱。當(dāng)加熱器出現(xiàn)故障會引起開關(guān)跳閘，使配變備自投裝置失去工作電源。

（8）備自投裝置的邏輯需要引入低壓側(cè)電壓做為有流閉鎖的參考電壓，高低壓側(cè)電壓的采樣點(diǎn)必須一一對應(yīng)，如果接線錯誤會引起配變備自投拒動。

2 分析和對策

針對發(fā)現(xiàn)的問題，根據(jù)配電網(wǎng)實(shí)際情況并結(jié)合裝置自身的特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的對策。

（1）由于“三雙”接線模式的配電室雙投開關(guān)采用的是負(fù)荷開關(guān)，只具有簡單的滅弧裝置，雖能切斷額定負(fù)荷電流和一定的過載電流，但不能切斷故障電流，且高壓熔絲保護(hù)存在與上級定時(shí)限保護(hù)失配的可能，當(dāng)配變發(fā)生故障時(shí)，無法快速隔離故障。因此，引入了備自投電流閉鎖的概念。

在配變備自投電流閉鎖邏輯中設(shè)置當(dāng)測量電流大于3倍的配變額定電流時(shí)，即認(rèn)為發(fā)生配變故障，同時(shí)經(jīng)過短延時(shí)后閉鎖備自投。取3倍的配變額定電流是基于配變的負(fù)荷電流一般都不大，如果從閉鎖靈敏度考慮，也可設(shè)3倍以下、2倍以上的閉鎖電流。

為了考慮躲過配變本身的勵磁涌流，選擇了經(jīng)0.3 s的延時(shí)才閉鎖備自投，以免因配變的勵磁涌流引起備自投的誤閉鎖。

（2）電流互感器比值存在與實(shí)際設(shè)定值相差數(shù)倍的問題，經(jīng)查后發(fā)現(xiàn)是由于一些固化的參數(shù)設(shè)置導(dǎo)致了設(shè)定變比值與實(shí)際變比值不同。為此重新更新、固化了隱含參數(shù)，使電流互感器變比實(shí)際值與測量顯示值相同。

（3）次供模式向主供模式切換時(shí)備自投動作后需經(jīng)一長時(shí)間才能動作于分、合閘，這是由于負(fù)荷開關(guān)一般合閘時(shí)都是先彈簧儲能完成后再合閘，無論哪種模式，備自投動作后都將造成配變5 s的斷電，只能通過提升一次設(shè)備的動作性能來改善。

因此，在今后的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就需要對一次設(shè)備的性能做出明確的規(guī)定。

（4）備自投動作時(shí)間設(shè)定范圍過小，可以通過更改軟件源程序，使主供方式的備自投時(shí)間設(shè)置范圍擴(kuò)大到0～20 s。圖3為配電室雙投開關(guān)備自投與上級備自投時(shí)間級差的配合示意。

圖3 備自投級差配合情況

（5）由于涉及的電壓采集模塊是外置的，只有通過更換電壓指示繼電器才能實(shí)現(xiàn)分相判別和裝置告警功能。對于電壓值不能設(shè)置的問題，可以通過程序升級來實(shí)現(xiàn)。

（6）配變的上級開關(guān)由手動改熱備用時(shí)，備自投的動作條件成立，會引起配變備自投動作。可以通過以下2種方式改進(jìn)：結(jié)合配電網(wǎng)自動化工程，增加上級開關(guān)手動操作閉鎖節(jié)點(diǎn)；修編運(yùn)行單位的運(yùn)行規(guī)程和操作典卡。

（7）高壓柜分別配置控制電源和加熱器開關(guān)，使備自投裝置電源獨(dú)立，并增設(shè)加熱器溫濕度控制器，避免出現(xiàn)加熱器故障時(shí)備自投失去工作電源的情況發(fā)生。

（8）備自投可以采取接入低壓側(cè)電壓做為有流閉鎖參考量，后期可以通過對程序進(jìn)行升級來實(shí)現(xiàn)，升級后取消該閉鎖量簡化備自投邏輯。

3 結(jié)語

對“三雙”接線模式下的備自投產(chǎn)品存在的問題進(jìn)行整改后，從整組試驗(yàn)和運(yùn)行情況看，能滿足配電網(wǎng)“三雙”接線的各種運(yùn)行方式下對備自投產(chǎn)品的要求，加強(qiáng)了與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的配合，縮小線路故障的停電范圍，使供電可靠性得到提高，并簡化故障處理方式，具有較好的工程實(shí)用價(jià)值。

[1]王國光.變電站綜合自動化系統(tǒng)二次回路及運(yùn)行維護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]王莉，張予鄂，王娟，等.電網(wǎng)中備用電源自投裝置的安全應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（20）∶225-228.

（本文編輯：楊勇）

Optimization of Standby Power Supply Automatic Switching in Three-Double Wiring Mode

ZHENG Xian-shun1，SI Jie2，CHEN Xiao-jie1，WANG Qiang-yi1
（1.Wenzhou Power Bureau，Wenzhou Zhejiang 325000，China；2.Zhejiang Tusheng Power Transmission& Transformation Engineering Co.，Ltd.，Wenzhou Zhejiang 325000，China)

In order to adapt the development of new wiring mode of power grid，the paper compares and analyzes the application of standby power supply automatic switching devices in Three-double wiring mode.It summarizes problems and potential hazards of standby power supply automatic switching of manufacturers and lays out solutions，meeting the requirements of various operation modes of Three-double wiring mode of distribution networks on standby power supply automatic switching.

Three-double；ATS；optimization

TM762.1

：B

：1007-1881（2013）07-0009-03

2012-11-05

鄭賢舜（1978-），男，浙江溫州人，工程師，從事繼電保護(hù)技術(shù)工作。