備自投裝置定值整定原則分析及優(yōu)化建議

王敬引等

摘 要：文章通過(guò)對(duì)典型備自投裝置的動(dòng)作邏輯、定值整定原則進(jìn)行具體分析，提出了優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：備自投；整定原則；優(yōu)化建議

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，電力客戶對(duì)電力系統(tǒng)供電可靠性的要求越來(lái)越高，備用電源自動(dòng)投入裝置（以下簡(jiǎn)稱備自投裝置）作為提高多電源供電變電站的供電可靠性、保障對(duì)客戶連續(xù)供電的一種有效手段已被廣泛應(yīng)用在各級(jí)供電系統(tǒng)中。由于電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，多級(jí)變電站或多套備自投裝置需要相互配合，備自投裝置的定值整定尤為重要。文章將針對(duì)幾種典型的備自投裝置的定值整定進(jìn)行分析和探討。

1 備自投裝置基本要求及動(dòng)作邏輯

1.1 備自投裝置基本要求

（1）當(dāng)工作電源無(wú)壓，而備用電源有壓，且無(wú)其他閉鎖條件時(shí)，備自投裝置應(yīng)能起動(dòng)。（2）當(dāng)手動(dòng)、遙控切除工作電源時(shí)，應(yīng)閉鎖該側(cè)備自投。（3）備自投裝置每充電完成一次后，僅允許動(dòng)作一次，下一次動(dòng)作需重新充電。（4）在備用電源投入前，需要確認(rèn)工作電源開(kāi)關(guān)確已斷開(kāi)。（5）電源開(kāi)關(guān)偷跳或繼電保護(hù)跳開(kāi)后而無(wú)需閉鎖時(shí)備自投裝置應(yīng)動(dòng)作。（6）備自投裝置除了備自投功能外，應(yīng)具備聯(lián)切功能，以便聯(lián)切小火電、電容器或部分負(fù)荷。

1.2 備自投裝置動(dòng)作邏輯

下面以內(nèi)橋接線主接線變電站為例，介紹最常見(jiàn)的橋開(kāi)關(guān)備自投方式及線路備自投方式動(dòng)作邏輯，如圖1所示。

由圖1可見(jiàn)，變電站高壓側(cè)為內(nèi)橋接線，線路1進(jìn)線開(kāi)關(guān)DL1對(duì)應(yīng)Ⅰ母線，線路2進(jìn)線開(kāi)關(guān)DL2對(duì)應(yīng)Ⅱ母線，橋開(kāi)關(guān)DL3。

1.2.1 橋開(kāi)關(guān)備自投裝置動(dòng)作邏輯

正常運(yùn)行時(shí)，Ⅰ、Ⅱ母線均有壓，DL1、DL2在合位，橋開(kāi)關(guān)DL3在分位。

（1）Ⅰ母失壓、Ⅱ母有壓時(shí)，跳開(kāi)DL1開(kāi)關(guān)，合上DL3開(kāi)關(guān)恢復(fù)Ⅰ母供電。（2）Ⅱ母失壓、Ⅰ母有壓時(shí)，跳開(kāi)DL2開(kāi)關(guān)，合上DL3開(kāi)關(guān)恢復(fù)Ⅱ母供電。（3）進(jìn)線DL1或DL2開(kāi)關(guān)偷跳時(shí)，合上DL3開(kāi)關(guān)恢復(fù)Ⅰ母或Ⅱ母供電。（4）為防止PT斷線時(shí)備自投誤動(dòng)，用檢線路無(wú)流的判據(jù)加以閉鎖。

以上備投動(dòng)作過(guò)程分解為下列動(dòng)作邏輯：

（1）動(dòng)作邏輯1：當(dāng)滿足Ⅰ母無(wú)壓、線路Ⅰ無(wú)流、Ⅱ母有壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL1合位、DL3分位情況下，經(jīng)跳閘延時(shí)跳開(kāi)DL1開(kāi)關(guān)。（2）動(dòng)作邏輯2：當(dāng)滿足DL1開(kāi)關(guān)分位、Ⅰ母無(wú)壓、Ⅱ母有壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL3分位情況下，經(jīng)合閘延時(shí)合上DL3開(kāi)關(guān)。（3）動(dòng)作邏輯3：當(dāng)滿足Ⅱ母無(wú)壓、線路Ⅱ無(wú)流、Ⅰ母有壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL2合位、DL3分位情況下，經(jīng)跳閘延時(shí)跳開(kāi)DL2開(kāi)關(guān)。（4）動(dòng)作邏輯4：當(dāng)滿足DL2開(kāi)關(guān)分位、Ⅱ母失壓、Ⅰ母有壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL3分位情況下，經(jīng)合閘延時(shí)合上DL3開(kāi)關(guān)。

1.2.2 線路備自投裝置動(dòng)作邏輯

正常運(yùn)行時(shí)兩線路均有壓，兩段母線均有壓，DL1 和DL2 中的一個(gè)開(kāi)關(guān)在合位，另一個(gè)在分位，DL3 在合位。

（1）在工作線路失電、備用線路有壓時(shí)，跳開(kāi)工作線路開(kāi)關(guān)，合上備用電源線路開(kāi)關(guān)。（2）為防止 PT 斷線時(shí)備自投誤動(dòng)，用檢線路無(wú)流的判據(jù)加以閉鎖。

以上備投動(dòng)作過(guò)程分解為下列動(dòng)作邏輯：

（1）動(dòng)作邏輯 1：當(dāng)滿足Ⅰ、Ⅱ段母線無(wú)壓、線路Ⅰ無(wú)流、進(jìn)線Ⅱ有壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL1 合位情況下，經(jīng)跳閘延時(shí)跳開(kāi)DL1開(kāi)關(guān)。（2）動(dòng)作邏輯 2：當(dāng)滿足進(jìn)線Ⅱ有壓、DL1 在跳閘位置、Ⅱ段母線無(wú)壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL2分位情況下，經(jīng)合閘延時(shí)合DL2開(kāi)關(guān)。（3）動(dòng)作邏輯 3：當(dāng)滿足Ⅰ、Ⅱ段母線無(wú)壓、線路Ⅱ無(wú)流、進(jìn)線Ⅰ有壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL2 合位情況下，經(jīng)跳閘延時(shí)跳開(kāi)DL2開(kāi)關(guān)。（4）動(dòng)作邏輯 4：當(dāng)滿足進(jìn)線Ⅰ有壓、DL2 在跳閘位置、Ⅰ段母線無(wú)壓條件時(shí)啟動(dòng)，在DL1分閘情況下，經(jīng)合閘延時(shí)合DL1開(kāi)關(guān)。

2 備自投裝置基本整定原則

下列備自投整定原則主要針對(duì)變電站高壓側(cè)備自投裝置而言，低壓側(cè)備自投裝置定值與高壓側(cè)配合整定即可。

2.1 低電壓元件

（1）應(yīng)能在所接母線失壓后可靠動(dòng)作，而在電網(wǎng)故障切除后可靠返回。（2）如本側(cè)母線或所帶低壓母線上接有并聯(lián)電容器時(shí)，檢無(wú)壓定值應(yīng)低于電容器低壓保護(hù)電壓定值。（3）低電壓元件定值不宜整定過(guò)高，一般整定為 0.15-0.3倍額定電壓為宜。

2.2 有壓檢測(cè)元件

應(yīng)能在所接母線或線路電壓正常時(shí)可靠動(dòng)作，而在電壓低于正常運(yùn)行最低允許電壓時(shí)可靠返回，電壓定值一般整定為0.6-0.7倍額定電壓。

2.3 檢無(wú)流定值

應(yīng)在輕負(fù)荷情況下、工作母線PT三相斷線時(shí)備自投不誤動(dòng)，無(wú)流檢查定值按小于最小負(fù)荷電流整定。

2.4 跳、合閘動(dòng)作時(shí)間

（1）跳閘動(dòng)作時(shí)間：備自投啟動(dòng)后跳開(kāi)工作電源動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于本級(jí)線路電源側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，需要考慮重合閘時(shí)，應(yīng)大于本級(jí)線路電源側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與線路重合閘時(shí)間之和，同時(shí)，還應(yīng)大于工作電源母線上運(yùn)行電容器的低壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。（2）合閘動(dòng)作時(shí)間：合備用電源時(shí)間一般無(wú)需整定延時(shí)，當(dāng)跳開(kāi)工作電源時(shí)需聯(lián)切部分負(fù)荷，或聯(lián)切工作電源所帶電容器、小火電時(shí)，則合閘時(shí)間可整定為0.1s-0.5s。

3 備自投定值整定注意事項(xiàng)

3.1 低電壓元件定值整定

低電壓元件定值，即備自投裝置檢母線無(wú)壓定值，其整定值要注意緊密結(jié)合裝置所判電壓相別，一般為母線線電壓，早期一些裝置也有判單相電壓的情況，所以檢無(wú)壓定值一定要分清線或相電壓值。另外，母線帶小電源時(shí)，檢無(wú)壓定值應(yīng)大于由小電源產(chǎn)生的能長(zhǎng)期維持的工作母線殘壓。

3.2 有壓檢測(cè)元件定值整定

有壓檢測(cè)元件定值，即備自投裝置檢母線或線路有壓定值，檢母線有壓定值注意事項(xiàng)同低電壓元件。

檢線路有壓定值注意有兩種情況，一種與裝置實(shí)際接入電壓一致整定，即額定電壓取線路PT或抽取二次電壓實(shí)際值，如北京四方公司CSC246裝置；另一種裝置線路電壓定值整定與裝置實(shí)際接入的二次電壓值無(wú)關(guān)，一律按照額定電壓100V整定，而裝置對(duì)線路電壓有壓、無(wú)壓檢查根據(jù)線路PT額定二次值 （由系統(tǒng)參數(shù)確定）自動(dòng)選擇定值，即線路額定電壓Uxn=100V時(shí)取整定值；Uxn=100/V時(shí)取整定值除以的數(shù)值，如南瑞繼保的RCS9651裝置。因此，整定裝置的系統(tǒng)參數(shù)定值同樣非常重要，一定與實(shí)際核實(shí)一致，線路PT尤其要核對(duì)所用二次繞組是第二組還是第三組（變比不同）。

3.3 跳、合閘動(dòng)作時(shí)間定值整定

跳閘動(dòng)作時(shí)間，即備自投啟動(dòng)后延時(shí)跳開(kāi)工作電源的時(shí)間，其動(dòng)作時(shí)間不僅需要考慮線路保護(hù)動(dòng)作延時(shí)、重合閘延時(shí)，同時(shí)還應(yīng)大于工作電源母線上運(yùn)行電容器的低壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，故當(dāng)出現(xiàn)工作電源開(kāi)關(guān)偷跳時(shí)，需要選擇“開(kāi)關(guān)偷跳再執(zhí)行跳”邏輯（如CSC246裝置設(shè)有該控制字，選擇置1，RCS9651C裝置將“加速備自投”控制字置0），否則需要整定合閘時(shí)間時(shí)特殊考慮，合閘時(shí)間應(yīng)大于所帶電容器的低壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，一般可取1S。

跳、合閘動(dòng)作時(shí)間整定，還要考慮上下級(jí)備自投的配合。與保護(hù)裝置配合順序相反，優(yōu)先選擇上級(jí)備自投動(dòng)作，下級(jí)備自投動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于上級(jí)備自投時(shí)間，并留有一定裕度。整定時(shí)需注意備自投裝置計(jì)時(shí)方式，目前存在兩種情況，均在滿足無(wú)壓起動(dòng)條件即開(kāi)始計(jì)時(shí)，但如遇電壓短暫恢復(fù)，則一種裝置停止計(jì)時(shí)但不清零，待重新滿足無(wú)壓條件后繼續(xù)計(jì)時(shí)，另一種裝置計(jì)時(shí)清零，待重新滿足無(wú)壓條件后重新計(jì)時(shí)。整定上下級(jí)配合時(shí)一定注意不同裝置的計(jì)時(shí)方式。

3.4 檢無(wú)流定值整定

檢無(wú)流定值，主要用于防止工作母線PT三相斷線時(shí)備自投誤動(dòng)，輕負(fù)荷時(shí)也應(yīng)發(fā)揮作用，所以一般無(wú)流檢查定值可取裝置最小電流值。若實(shí)際負(fù)荷小于裝置最小電流，無(wú)流檢測(cè)定值無(wú)效時(shí)，則在條件具備時(shí)采用外回路措施彌補(bǔ)，如將PT三相斷線時(shí)聯(lián)動(dòng)的接點(diǎn)接入閉鎖備自投回路。

4 優(yōu)化建議

通過(guò)以上分析可以看出，不同備自投裝置定值整定存在一定差異，有時(shí)上下級(jí)之間可能不易配合，特提出以下優(yōu)化建議：

（1）有配合關(guān)系的上下級(jí)備自投裝置應(yīng)采用同一計(jì)時(shí)方式，統(tǒng)一整定原則。（2）裝置定值整定受限時(shí)，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從外回路加以解決，提高保護(hù)效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

備自投裝置定值整定不能一概而論，與裝置外部接線、動(dòng)作邏輯、功能選擇有密切聯(lián)系，需要綜合考慮，尤其針對(duì)不同裝置間的配合需要不斷優(yōu)化，有效提高備自投裝置的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王敬引（1966，4-），女，大學(xué)學(xué)歷，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事繼電保護(hù)專業(yè)工作。