進線備自投在單鏈單環(huán)式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

張　菁，龔俊祥（國網(wǎng)山東省電力公司威海供電公司，山東　威?！?64200）

進線備自投在單鏈單環(huán)式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

張菁，龔俊祥
（國網(wǎng)山東省電力公司威海供電公司，山東威海264200）

研究進線備自投在單鏈單環(huán)式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，提出適應(yīng)該型式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方式。利用聯(lián)絡(luò)線保護裝置的遠傳接點，對進線備自投裝置輸入輸出二次回路進行改進設(shè)計，模擬進線故障對備自投動作行為進行分析，提出運行注意事項。結(jié)果表明該應(yīng)用方式適用于單鏈單環(huán)式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可提高電網(wǎng)供電可靠性，應(yīng)推廣單鏈單環(huán)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用。

備自投；單鏈?zhǔn)?；單環(huán)網(wǎng)式；配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

0　引言

目前C、D類供電區(qū)域高壓配電網(wǎng)主要采用單鏈、單環(huán)網(wǎng)式的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所采用的進線備自投應(yīng)用方式只能在一座變電站內(nèi)實現(xiàn)進線備自投功能，影響區(qū)域電網(wǎng)供電的可靠性。隨著光纖縱差保護在系統(tǒng)內(nèi)的普遍采用，變電站之間可以交換開關(guān)量信息，為實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線作為兩側(cè)變電站備用進線提供了可能性。以此為條件研究進線備自投在單鏈、單環(huán)網(wǎng)式高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)變電站均具備進線備自投的功能，減少線路故障造成的用戶停電，提高區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性。

1　目前的備自投應(yīng)用方式

單鏈、單環(huán)網(wǎng)式的高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)見圖1、圖2［1］。兩座變電站配備按常規(guī)二次回路設(shè)計的進線備自投裝置，變電站之間的聯(lián)絡(luò)線一側(cè)開關(guān)運行，一側(cè)開關(guān)備用。進線備自投充電條件為兩段母線電壓大于有壓定值，母聯(lián)開關(guān)在合閘位置，工作線路開關(guān)在合閘位置，備用線路開關(guān)在分閘位置，無其他閉鎖條件；備自投動作邏輯為兩段母線電壓均低于無壓定值，工作電源進線無流，延時斷開工作電源進線開關(guān)，確認(rèn)此開關(guān)斷開后，閉合備用電源進線開關(guān)［2］。聯(lián)絡(luò)線開關(guān)備用的變電站具備進線備自投功能，進線故障開關(guān)跳閘，備自投動作閉合聯(lián)絡(luò)線開關(guān)變電站恢復(fù)供電；聯(lián)絡(luò)線開關(guān)運行的變電站不具備進線備自投功能，進線故障開關(guān)跳閘后需運維或調(diào)控人員就地或遠方進行開關(guān)操作，恢復(fù)失電變電站的運行，這極大影響了電網(wǎng)的供電可靠性，負(fù)荷損失嚴(yán)重時將構(gòu)成電網(wǎng)事故。這也是制約簡單可靠的單鏈、單環(huán)網(wǎng)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在高壓配電網(wǎng)中推廣應(yīng)用的主要原因，因此不得不采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來滿足供電可靠性的要求。

圖1　單鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)

圖2　單環(huán)網(wǎng)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2　改進的備自投應(yīng)用方式

隨著系統(tǒng)內(nèi)光纜通道的建設(shè)完善，光纖保護的應(yīng)用得到普及，35～110 kV線路保護均允許采用光纖電流差動保護作為主保護，光纖縱差保護裝置不僅可以交換兩側(cè)電流數(shù)據(jù)，同時可以交換兩側(cè)開關(guān)量信息，實現(xiàn)一些輔助功能，包括遠跳、遠傳功能［3］。為解決目前單鏈、單環(huán)網(wǎng)式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中只能將聯(lián)絡(luò)線一側(cè)作為備用進線實現(xiàn)備自投的不足，考慮聯(lián)絡(luò)線配置光纖縱差保護裝置，利用聯(lián)絡(luò)線配置光纖縱差保護裝置的遠傳接點功能，對變電站配置的進線備自投裝置二次回路進行改進設(shè)計，增加對側(cè)開關(guān)位置接點及遠傳對側(cè)開關(guān)合閘接點的采樣功能，實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線作為兩側(cè)變電站備用進線的備自投功能。以單鏈?zhǔn)脚潆娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)為例進行詳細說明。

設(shè)甲站、乙站兩座變電站高壓側(cè)主接線為單母線分段，分別從電源A、B引入1路電源進線，站間設(shè)置1條聯(lián)絡(luò)線，形成單鏈?zhǔn)礁邏号潆娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。聯(lián)絡(luò)線配置光纖縱差保護裝置，由于本側(cè)保護有兩個開入量，對應(yīng)對側(cè)保護兩個開出量，相當(dāng)于本側(cè)接點信號能夠遠傳至對側(cè)，即具有兩對遠傳接點，甲站、乙站均配置進線備自投裝置。

2.1備自投裝置二次回路改進

甲、乙站進線備自投裝置引入兩段母線電壓，用于有壓、無壓的判別。每個進線開關(guān)各引入一相電流，防止PT三相斷線后備自投裝置誤動作，也為更好地確認(rèn)進線開關(guān)已斷開。

圖3　單鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)

進線備自投裝置引入電源進線、聯(lián)絡(luò)線和分段開關(guān)的位置接點，用于系統(tǒng)運行方式判別，自投準(zhǔn)備及自投動作，聯(lián)絡(luò)線開關(guān)的位置接點采用兩側(cè)開關(guān)位置接點并聯(lián)的方式接入，對側(cè)開關(guān)位置接點通過聯(lián)絡(luò)線光纖縱差保護裝置的遠傳信號接點實現(xiàn)。引入電源進線、聯(lián)絡(luò)線和分段開關(guān)的合后位置信號，作為各種運行情況下自投的手跳閉鎖。

進線備自投裝置輸出跳電源進線、聯(lián)絡(luò)線各兩對同時動作的接點。輸出合電源進線、聯(lián)絡(luò)線各兩對獨立動作的接點。輸出跳、合分段開關(guān)的動作接點。其中一對合聯(lián)絡(luò)線開關(guān)的接點通過聯(lián)絡(luò)線光纖縱差保護裝置的遠傳信號接點實現(xiàn)對側(cè)開關(guān)合閘。甲、乙站備自投二次回路改進設(shè)計如圖4所示。

圖4　備自投開入開出邏輯

2.2備自投動作行為分析

正常運行時，甲、乙站之間聯(lián)絡(luò)線熱備用（兩側(cè)開關(guān)斷開或任一側(cè)斷開、另一側(cè)閉合），甲、乙站進線備自投裝置均采用電源進線運行、聯(lián)絡(luò)線備用的備投方式。甲、乙站Ⅰ母線、Ⅱ母線均三相有壓，電源進線、分段開關(guān)閉合，聯(lián)絡(luò)線開關(guān)采用兩側(cè)開關(guān)位置接點并聯(lián)的方式接入，因此備自投裝置判斷處于分位，滿足充電條件，經(jīng)備自投充電時間后充電完成。

設(shè)甲站電源進線故障跳閘，甲站Ⅰ母線、Ⅱ母線均無壓，電源進線無流起動，經(jīng)過一定延時，電源進線跳閘接點動作跳開電源進線開關(guān)，確認(rèn)電源進線開關(guān)斷開后，分別經(jīng)過一定延時，聯(lián)絡(luò)線的兩對合閘接點動作，其中一對合閘接點信號遠傳至對側(cè)實現(xiàn)合對側(cè)乙站聯(lián)絡(luò)線開關(guān)，甲站恢復(fù)供電。

設(shè)乙站電源進線故障跳閘，乙站Ⅰ母線、Ⅱ母線均無壓，電源進線無流起動，經(jīng)過一定延時，電源進線跳閘接點動作斷開電源進線開關(guān)，確認(rèn)電源進線開關(guān)斷開后，分別經(jīng)過一定延時，聯(lián)絡(luò)線的兩對合閘接點動作，其中一對合閘接點合本側(cè)乙站聯(lián)絡(luò)線開關(guān)，乙站恢復(fù)供電。

甲、乙站進線備自投裝置均可將聯(lián)絡(luò)線作為備用進線，進線故障，備自投裝置自動投入作為備用電源的聯(lián)絡(luò)線，確保了變電站供電安全。

2.3備自投裝置運行注意事項

聯(lián)絡(luò)線光纖縱差保護裝置動作接點應(yīng)閉鎖兩側(cè)進線備自投，防止聯(lián)絡(luò)線處于故障狀態(tài)時備投動作再次充電于故障線路。聯(lián)絡(luò)線熱備方式為甲站側(cè)開關(guān)合閘、乙站側(cè)開關(guān)斷開時，甲、乙站備自投裝置應(yīng)通過壓板控制只合聯(lián)絡(luò)線乙站側(cè)開關(guān)，不應(yīng)對聯(lián)絡(luò)線甲站側(cè)開關(guān)發(fā)出合閘命令，反之亦然，防止出現(xiàn)開關(guān)斷開后立即閉合影響開關(guān)的開斷故障電流能力［4］。

3　結(jié)語

在單鏈、單環(huán)網(wǎng)式高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，利用聯(lián)絡(luò)線光纖縱差保護裝置的兩對遠傳接點，通過改進進線備自投裝置的二次回路設(shè)計，每座變電站備自投裝置在具備取得聯(lián)絡(luò)線對側(cè)開關(guān)位置接點信號和發(fā)送對側(cè)開關(guān)閉合命令的功能后，均可將聯(lián)絡(luò)線作為備用進線，實現(xiàn)進線備自投功能。單鏈、單環(huán)網(wǎng)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和進線備自投裝置的合理配置應(yīng)用，使每座變電站等效為具備兩路電源進線，不但能夠減少因線路故障造成的用戶停電次數(shù)，提高區(qū)域供電可靠率，而且將擴大單鏈、單環(huán)網(wǎng)式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)整體上趨于結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、經(jīng)濟合理，在滿足供電可靠性要求的同時減少了其他復(fù)雜電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的使用，極大降低輸變電工程造價，經(jīng)濟和社會效益顯著。

［1］Q/GDW 1738—2012配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則［S］.

［2］Q/GDW 766—201210 kV～110（66）kV線路保護及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］王小英.單元接線機組的遠跳與遠傳功能解析［J］.硅谷，2012 （19）：94-95.

［4］傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算［M］.北京：中國電力出版社，2004.

Application of Incom ing Line Automatic Sw itching in Distribution Network w ith Single-chain and Single-ring Structure

ZHANG Jing，GONG Junxiang
（State Grid Weihai Power Supply Company，Weihai264200，China）

The application of incoming line automatic switching in distribution network with single-chain and single-ring structure is analyzed，and the corresponding application mode for these two structures of distribution network is proposed. Using the transfer contactor of the protection device of interconnecting line，a refined design is presented on the input and outputof secondary circuitof incoming line automatic switching device，and the incoming line fault is simulated to analyze the action of automatic switching device，and suggestions are given with regard to operation.The result shows that the application mode is suitable for the distribution network using single-chain and single-ring structure，and it can improve the reliability of power system and expand the application of these two structures in the distribution network.

automatic switching；single-chain；single-ring；structure of distribution network

TM726

B

1007－9904（2016）04－0056－02

2015-11-06

張菁（1975），女，高級工程師，從事變電設(shè)計工作；

龔俊祥（1972），男，高級工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃工作。