縱聯(lián)備自投在110 kV變電站中的應(yīng)用研究

劉協(xié)文，黎永豪

(廣東電網(wǎng)公司 佛山供電局，廣東 佛山 528200)

縱聯(lián)備自投在110 kV變電站中的應(yīng)用研究

劉協(xié)文，黎永豪

(廣東電網(wǎng)公司 佛山供電局，廣東 佛山 528200)

介紹了一種110 kV縱聯(lián)備自投，在2個110 kV變電站各裝設(shè)1臺縱聯(lián)備自投裝置，相互間能通過光纖通道傳輸信號開入，兩側(cè)安裝的備自投互相配合，根據(jù)不同的運行方式，滿足就地進線和遠方備自投2種功能，實現(xiàn)縱聯(lián)備自投的策略。

縱聯(lián)；線路備自投；邏輯改進；應(yīng)用

備自投裝置是配電系統(tǒng)保證供電連續(xù)性的重要設(shè)備，是指電力系統(tǒng)主供電源因上一級電源故障或其他原因被斷開后，能迅速將備用電源或其他工作電源按照設(shè)定的方式自動投入工作，從而使被原主供電源斷開的用戶能迅速恢復供電的一種安全自動裝置[1]。

佛山供電局所轄的110 kV蕭邊站和逕口站(下述分別簡稱甲站、乙站)串接在220 kV康樂站和三水站之間，正常運行方式下，兩站的2個進線開關(guān)都在合閘運行狀態(tài)，不能作為終端變電站運行。常規(guī)的線路備自投在不能充電，如果作為樞紐變電站的發(fā)生主供電源線路故障時，該站的備自投裝置由于沒有充電不能起動，進而導致該站全站失壓。

甲站和乙站作為重要的供電變電站，是該地區(qū)主要的電源點，加裝110 kV縱聯(lián)備自投裝置后，通過兩站的備自投裝置以及裝置之間的通信通道，裝置能自動判斷就地和遠方備自投方式。在各種運行方式下，當檢測到某一線路出現(xiàn)故障或無壓、無流的情況下，切斷故障線路開關(guān)，投入110 kV備用線路開關(guān)，恢復失壓母線電壓，可避免110 kV變電站失壓的事故發(fā)生，保證乙站共50多條10 kV出線(100 MW直接用戶負荷)的供電可靠性，以及地區(qū)各行各業(yè)的用戶供電。

1 110 kV縱聯(lián)備自投

該縱聯(lián)備自投包括就地進線備自投功能和遠方備自投功能。就地進線備自投包括線路1運行和線路2備用的進線2明備用方式，以及線路2運行和線路1備用的進線1明備用方式；遠方備自投分為A、B、C等3種遠方方式。

110 kV縱聯(lián)備自投裝置具有發(fā)送遠合、遠跳對側(cè)線路開關(guān)命令和接收對側(cè)備自投遠合、遠跳本側(cè)開關(guān)命令功能，甲站和乙站的110 kV縱聯(lián)備自投裝置之間均采用一路復用光纖通道通信。佛山供電局所轄各站之間的運行圖如圖1所示。

圖1 佛山供電局所轄各站之間的運行圖

1.1 就地進線備自投判斷邏輯

110 kV縱聯(lián)備自投的就地線路備自投邏輯與使用的常規(guī)110 kV線路備自投無異，裝置輸入110 kV，測2段母線三相電壓、進線斷路器的1相電流、進線1、2線路電壓。進線1、2頻率分別通過軟件方法和硬件方法測量獲得。測量圖如圖2所示。

現(xiàn)結(jié)合圖2以進線2明備用為例，對就地進線備自投作簡單說明。

圖2 測量圖

進線2明備用的充電條件為：1)定值整定正確，備自投正確投入；2)110 kV 1M、2M的母線電壓1YH和2YH均有壓；3)備用進線2的線路電壓UL2滿足有壓條件；4)2DL跳位，1DL和3DL均合位且處于合后；5)無閉鎖備自投開入；6)無放電條件。

110 kV縱聯(lián)就地進線備投動作過程如下：充電完成后，110 kV 1M、2M無壓、UL2有壓且I1無流,經(jīng)整定延時跳1DL。備自投確認1DL跳開后,再經(jīng)整定延時合2DL。備自投確認2DL合上后,進線2明備用備自投動作完成。

1.2 110 kV縱聯(lián)備自投的策略應(yīng)用

甲站、乙站縱聯(lián)備自投連接圖如圖3所示。

圖3 甲站、乙站縱聯(lián)備自投連接圖

110 kV縱聯(lián)備自投的策略應(yīng)用方式主要有如下4種[2]。

1)甲站為遠方A方式(1DL合位，MDL合位，2DL分位)，乙站為C方式。

a.當乙站出現(xiàn)線路1故障而導致乙站失壓時，乙站備自投裝置跳開該站線路1開關(guān)，并向甲站備自投裝置發(fā)出合閘甲站線路2開關(guān)命令。甲站備自投裝置起動有壓遠方起動方式，在甲站母線有壓的情況下，收到乙站備自投發(fā)來的遠方合閘命令，甲站備自投合上該站線路2開關(guān)，恢復乙站正常供電。

b.當甲站線路1出現(xiàn)故障而導致甲站全站失壓時，甲站備自投裝置在無壓就地起動方式下(同常規(guī)備自投)，跳開甲站線路1開關(guān)，合上甲站線路2開關(guān)，恢復甲站正常供電。

2)甲站為遠方B方式或進線備投(1DL分位，MDL合位，2DL合位)，乙站為C方式。

a.當乙站線路1出現(xiàn)故障而導致2站失壓時，起動乙站備自投裝置遠方方式，跳開乙站線路1開關(guān)，并向甲站備自投裝置發(fā)出合閘線路2開關(guān)的命令。甲站備自投裝置就地功能跳開甲站線路2開關(guān)，合上甲站線路1開關(guān)，待甲站母線電壓恢復后，結(jié)合收到乙站備自投發(fā)來的遠方合閘命令，合上甲站線路2開關(guān)，以恢復2站正常供電。

b.當線路2出現(xiàn)故障而導致甲站全站失壓時，需要甲站備自投裝置根據(jù)就地功能跳開甲站線路2開關(guān)，合上甲站線路1開關(guān)，以恢復甲站正常供電。

3)甲站為遠方C方式(1DL合位，MDL合位，2DL合位)，乙站為B方式。

a.當甲站線路1出現(xiàn)故障而導致2站失壓時，起動甲站備自投裝置遠方方式，跳開甲站線路1開關(guān)，并向乙站備自投裝置發(fā)出合閘乙站線路2開關(guān)命令。乙站備自投裝置就地備自投功能跳開乙站線路2開關(guān)，合上乙站線路1開關(guān)，待乙站母線電壓恢復后，結(jié)合收到甲站備自投發(fā)來的遠方合閘命令，合上乙站線路2開關(guān)，以恢復2站正常供電。

b.當線路2出現(xiàn)故障而導致乙站全站失壓時，乙站備自投裝置跳開乙站線路2開關(guān)，然后合上乙站線路1開關(guān)，恢復乙站正常供電。

4)甲站為遠方C方式(1DL合位，MDL合位，2DL合位)，乙站為A方式。

a.當甲站線路1出現(xiàn)故障而導致甲站失壓時，甲站備自投裝置跳開甲站線路1開關(guān)，并向乙站備自投裝置發(fā)出合閘甲站線路2開關(guān)命令。當乙站備自投裝置起動有壓遠方起動方式，在乙站母線有壓的情況下，收到甲站備自投發(fā)來的遠方合閘命令，乙站備自投合上乙站線路2開關(guān)，恢復甲站正常供電。

b.當乙站線路1出現(xiàn)故障導致乙站全站失壓時，乙站備自投裝置在無壓就地起動方式下(同常規(guī)備自投)，跳開乙站線路1開關(guān)，然后合上乙站線路2開關(guān)，恢復乙站正常供電。

2 備自投邏輯改進與仿真

2.1 改進

經(jīng)過分析可知，備自投動作邏輯的判別條件主要存在2方面的問題:1)兩回進線帶1臺主變壓器運行時，要想備自投正常運行，其分段開關(guān)必須在合位，因此需要對分段開關(guān)位置進行判斷；2)動作過程中，需要判斷自動投入線路是否存在電壓，如果無電壓，備自投動作無意義[3]。對上述問題進行修改之后，軟件的邏輯框圖如圖4所示。

圖4 軟件邏輯框圖

圖4是甲站中保護測控裝置所具備的備自投邏輯判斷功能，同樣乙站保護測控裝置也需要重新配置相對應(yīng)的備自投邏輯功能，以完成甲站、乙站互為備用方式下的備自投功能。

修改后的動作過程如下：完成充電→110 kV母線無電壓，甲站(乙站)線路無電流，同時乙站(甲站)線路電壓U2(U1)值比備自投有壓定值大→延時Tt跳開DL1(DL2)→開關(guān)DL1(DL2)在跳位→延時Th合DL2(DL1)→報備自投動作成功；若開關(guān)DL1(DL2)拒跳→延時Tjt報另一進線拒跳→備自投放電→報備自投動作不成功。

在數(shù)字化變電站中，在現(xiàn)場調(diào)試時應(yīng)根據(jù)常規(guī)綜合自動化站備自投的動作邏輯，可以提高備自投在數(shù)字化變電站運行可靠性。

2.2 線路故障時邏輯動作仿真分析

主變進線線路出現(xiàn)永久性故障時，線路重合閘時間為2 s，備自投動作延時時間為3 s，母電壓變化過程為有壓、無壓、有壓、無壓，滿足可以區(qū)分安自裝置動作切除線路的重合閘過程判據(jù)，備自投開放。備自投正確動作跳開DL1，合上DL2，備自投動作時各段母線電壓變化曲線和備自投動作時各斷路器的動作情況如圖5和圖6所示，其中0代表閉合斷路器，1代表斷開斷路器。由圖5和圖6可知，添加重合閘過程判別，提高了備自投的供電可靠性。仿真結(jié)果表明邏輯改進是有效的。

圖5 各段母線電壓變化曲線

圖6 各斷路器動作狀態(tài)量變化曲線

3 結(jié)語

110 kV蕭邊站和逕口站加裝110 kV縱聯(lián)備自投裝置工程，在2014年歷經(jīng)設(shè)備招標(江蘇華瑞泰科技股份有限公司的FWK-J型產(chǎn)品)、標準化設(shè)計、施工招標和停電實施等各項步驟，于2014年12月12日完成工程，至今運行正常。110 kV蕭邊站和逕口站安裝了2套110 kV縱聯(lián)備自投裝置，并通過光纖通道實現(xiàn)了“220 kV三水站-110 kV蕭邊站-110 kV逕口站-220 kV康樂站”的110 kV供電線路的縱聯(lián)備自投運行方式，是2個110 kV變電站串供供電的可靠保證，也是佛山供電局安裝的第1批110 kV變電站的110 kV縱聯(lián)備自投裝置，具有里程碑的意義。備自投邏輯改進與仿真，提高了備自投在數(shù)字化變電站運行中的可靠性。

[1] 孫成寶，裘愉濤，姚集新，等。供用電工人技師培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2] 粱東明，黃智勇.備用電源自投裝置在110 kV電網(wǎng)的應(yīng)用[J]. 高電壓技術(shù)，2003，29(8)：57-59.

[3] 相咸政，陳暉，李臻.適應(yīng)安控系統(tǒng)的微機備用電源自動投入策略[J].電力系統(tǒng)自動化，2006，30(4)：84-86.

責任編輯鄭練

AppliedResearchAutomaticOperationModeofLongitudinalin110kVSubstation

LIU Xiewen, LI Yonghao

(Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation, Foshan 528200, China)

This paper describes a kind of longitudinal automatic operation mode in the 110 kV. Two longitudinal devices are installed in two 110 kV substations respectively,and the ways of commnnication with two sabstations are via fiber channel.The co-ordinate set in the two sides can be in automatic operation made. It meets local and remote two functions are depended by the mode of operation, and it can realize the strategies with automatic operation mode of longitudinal.

longitudinal, automatic operation mode, improvement of logic, application

TM 643

：A

劉協(xié)文(1972-)，男，大學本科，工程師，主要從事電力系統(tǒng)運行管理等方面的研究。

2015-02-05