110kV內(nèi)橋接線進(jìn)線備自投邏輯分析

聊城電力設(shè)計(jì)院有限公司 王 琳 張鈺展博

引言

內(nèi)橋接線方式因其運(yùn)行方式靈活、接線方式簡(jiǎn)單、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，在110kV終端變電站中得到廣泛應(yīng)用。備用電源自動(dòng)投入裝置的應(yīng)用，為提高單電源供電可靠性，確保供電連續(xù)性提供了有力保證，使得110kV電網(wǎng)能夠采用開環(huán)運(yùn)行。

1 進(jìn)線備自投運(yùn)行方式

內(nèi)橋接線方式如圖1所示，進(jìn)線備自投方式為一條進(jìn)線作為工作電源帶兩臺(tái)（或一臺(tái)）主變運(yùn)行，另一條線路作為備用電源。當(dāng)工作電源因故障或其它原因消失后，備自投裝置能自動(dòng)而快速地?cái)嚅_工作電源，投入備用電源，防止變電站全站失壓，從而確保用戶供電。

圖1 內(nèi)橋接線示意圖

2 進(jìn)線備自投裝置遵循的基本原則

（1）備自投裝置必須在工作電源消失后，且備用電源正常的情況下方可啟動(dòng)；

（2）必須在在確定工作電源的斷路器斷開之后，備自投裝置方可動(dòng)作，合上備用電源斷路器，避免工作電源在別處被斷開,備自投動(dòng)作后合于故障或備用電源倒送電的情況發(fā)生；

（3）人工切除工作電源時(shí)，備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作；

（5）備自投裝置只允許動(dòng)作一次；

（6）對(duì)于對(duì)側(cè)設(shè)重合閘的系統(tǒng)，備自投可等待對(duì)側(cè)重合一次失敗后啟動(dòng)自投,也可直接自投。重合失敗后自投對(duì)恢復(fù)供電較有利,但自投延時(shí)將延長(zhǎng)一個(gè)重合閘動(dòng)作周期。原則上對(duì)供電容量大、裝置可靠性較高、供電線路較長(zhǎng)、重合成功率低或?qū)B續(xù)性供電有特殊要求的重要負(fù)荷可采用直接自投方式;對(duì)裝置可靠性相對(duì)較低的常規(guī)繼電器備自投的負(fù)荷可采用先重合后自投方式。

3 進(jìn)線備自投裝置充放電邏輯

進(jìn)線備自投需采集的狀態(tài)量包括：兩母線電壓、兩進(jìn)線電壓、兩進(jìn)線電流、三個(gè)斷路器的開入量。備自投裝置利用這些狀態(tài)量對(duì)變電站運(yùn)行方式及動(dòng)作邏輯的判斷。下面以#1進(jìn)線作為工作電源，#2進(jìn)線作為備用電源為例進(jìn)行分析。

充電條件：

（1）備自投功能壓板投入；

（2）兩母線均有三相電壓，且高于判母線有壓整定值；

（3）兩條進(jìn)線均電壓，且高于線路有壓整定值；

此公寓式辦公樓，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）本工程位于6度抗震設(shè)防區(qū)，小震的地震力比風(fēng)力小，常規(guī)設(shè)計(jì)的截面承載力和變形為風(fēng)力控制；（2）合理確定結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位墻肢及框支梁、柱的抗震性能目標(biāo)；（3）對(duì)結(jié)構(gòu)重要部位及薄弱部位應(yīng)采取合理的構(gòu)造措施，并從性能設(shè)計(jì)角度分析提高截面承載力，提高結(jié)構(gòu)延性，達(dá)到性能目標(biāo)的要求。

（4）1DL、3DL在合位，2DL在分位；

（5）無(wú)放電條件；

（6）無(wú)閉鎖條件。

備自投裝置上電后，15秒內(nèi)均滿足所有以上充電條件，則備自投裝置顯示充電完畢，備自投功能投入，可以進(jìn)行啟動(dòng)和動(dòng)作過(guò)程判斷。

放電條件：

（1）備自投功能壓板退出；

（2）#2線路無(wú)壓；

（3）2DL在合位；

（4）1DL在分位；

（5）3DL在分位；

（6）手跳或遠(yuǎn)方跳1DL或3DL；

（7）其它其它外部閉鎖信號(hào)，如主變內(nèi)部故障跳開1DL。

以上條件滿足任一條件，備自投裝置立即放電，備自投功能退出。

圖2 帶母線TV的內(nèi)橋接線

4 備自投裝置狀態(tài)量分析

母線電壓：備自投的啟動(dòng)條件中檢測(cè)工作母線無(wú)電壓判據(jù)是最重要的判據(jù),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母線電壓，是備自投成功應(yīng)用的前提條件。一次設(shè)備配置齊全的內(nèi)橋接線，如圖2所示，母線電壓可根據(jù)定值整定情況，直接采用母線TV的二次電壓。近年來(lái)，為簡(jiǎn)化設(shè)備、壓縮建筑面積，進(jìn)一步降低工程投資,往往將110kV母線TV和線路TV合一，如圖3所示，一次設(shè)備只有線路TV沒(méi)有母線TV。目前備自投裝置只有一路進(jìn)線電壓通道，正常運(yùn)行時(shí)，不能滿足備自投裝置的充電條件，備自投裝置不能正常充電。若將進(jìn)線TV三相電壓作為母線電壓引入備自投裝置，將其A相電壓接入進(jìn)線電壓引入端子，線路正常運(yùn)行時(shí)，備自投裝置能充電。這樣一來(lái)，當(dāng)工作電源消失后，由于備用電源有壓，另一段母線有壓，母線無(wú)壓的條件不能滿足，備自投裝置無(wú)法正確動(dòng)作。目前聊城電網(wǎng)110kV變電站多為該接線方式。為滿足備自投裝置運(yùn)行條件，采取了以下兩種方式。

圖3 不帶母線TV的內(nèi)橋接線

（1）將低壓側(cè)母線電壓引入備自投裝置的母線電壓引入端子。由于城區(qū)變電站多為2卷變，采用110/10.5變壓器，該接線方式適用于10kV母線側(cè)不接電源，且10kV配電網(wǎng)不形成環(huán)路的情況。正常運(yùn)行時(shí)，#1進(jìn)線帶#1變運(yùn)行，10kV母線有壓，滿足備自投裝置充電條件；當(dāng)工作電源消失后，10kV母線電壓消失，滿足母線無(wú)壓的條件。投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)的變電站多采用這種方式。

圖4 Ⅰ母線有壓邏輯圖

圖5 Ⅱ母線有壓邏輯圖

圖6 Ⅰ母線無(wú)壓邏輯圖

（2）根據(jù)母線的供電方式，通過(guò)軟件方式，將進(jìn)線電壓切換為母線電壓。該方式適用于所有進(jìn)線備投裝置。具體方式為將進(jìn)線TV三相電壓作為母線電壓引入備自投裝置，將其A相電壓接入進(jìn)線電壓引入端子。Ⅰ母線電壓供電方式為#1進(jìn)線通過(guò) 1DL為Ⅰ母線供電，或者#2進(jìn)線通過(guò)2DL、3DL為Ⅰ母線供電；Ⅱ母線電壓供電方式為#2進(jìn)線通過(guò) 2DL為Ⅱ母線供電，或者#1進(jìn)線通過(guò)1DL、3DL為Ⅱ母線供電。因此，只要#1進(jìn)線電壓正常，且1DL在合位，或者#2進(jìn)線正常，且2DL、3DL在合位，Ⅰ母線即有壓，如圖4所示；只要#2進(jìn)線電壓正常，且2DL在合位，或者#1進(jìn)線正常，且1DL、3DL在合位，Ⅱ母線即有壓，如圖5所示。只有當(dāng)#1進(jìn)線和#2進(jìn)線均不能為母線供電時(shí)，母線電壓才會(huì)消失。#1進(jìn)線無(wú)壓或1DL在分位時(shí)，#1進(jìn)線不能為Ⅰ母線提供電壓；#2進(jìn)線無(wú)壓或者2DL、3DL有一個(gè)在分位時(shí)，#2進(jìn)線便不能為Ⅰ母線提供電壓，當(dāng)這兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，Ⅰ母線電壓消失，如圖6所示。#2進(jìn)線無(wú)壓或2DL在分位時(shí)，#2進(jìn)線不能為Ⅱ母線提供電壓；#1進(jìn)線無(wú)壓或者1DL、3DL有一個(gè)在分位時(shí)，#1進(jìn)線便不能為Ⅱ母線提供電壓，當(dāng)這兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，Ⅱ母線電壓消失，如圖7所示。母線電壓切換后按正常備自投邏輯執(zhí)行。這種方式在新建、改造變電站中廣泛采用。

圖7 Ⅱ母線無(wú)壓邏輯圖

進(jìn)線電流：檢測(cè)工作進(jìn)線電流是備自投裝置的閉鎖條件之一。為防止母線TV三相斷線時(shí)，備自投裝置誤動(dòng)作，引入進(jìn)線電流，只有當(dāng)母線電壓消失同時(shí)進(jìn)線無(wú)流時(shí)，備自投裝置才能啟動(dòng)。

斷路器位置開入量：檢測(cè)斷路器位置開入量是判斷變電站運(yùn)行方式的依據(jù)，進(jìn)線斷路器分位還是備自投裝置判斷工作進(jìn)線斷路器是否已跳開，是否啟動(dòng)合閘的依據(jù)。為防止備自投對(duì)線路倒送電,不論進(jìn)線斷路器是否斷開,備自投延時(shí)啟動(dòng)后都應(yīng)再跳一次該斷路器,通過(guò)檢查該斷路器的分位開入量來(lái)確認(rèn)斷路器已跳開；然后備自投動(dòng)作邏輯才能繼續(xù)進(jìn)行，否則立即中止邏輯，延時(shí)“發(fā)斷路器拒動(dòng)、備自投動(dòng)作失敗”報(bào)文。斷路器合位開入量取合后位置，合后位置作為備自投裝置判斷斷路器跳閘是否為人為操作的重要依據(jù)。為防止人為操作跳開工作電源時(shí)，備自投裝置誤動(dòng)作合上備用電源，須在人為操作跳閘后閉鎖備自投裝置。合后位置觸點(diǎn)的特點(diǎn)是人為操作合上斷路器后，合后位置為1，保護(hù)動(dòng)作跳開斷路器后，跳位為1，合后位置不變?nèi)匀粸?；只有當(dāng)人為操作跳閘后，合后位置才變?yōu)?。因此將斷路器合后位置接入備自投裝置，當(dāng)人為操作跳開工作電源時(shí)，合后位置變?yōu)?，閉鎖備自投，備自投裝置不會(huì)誤動(dòng)作。

進(jìn)線電壓：檢測(cè)備用電源有電壓是備自投動(dòng)作成功的必要條件。只有備用電源有電，才能保證全站不失壓。目前運(yùn)行的備自投裝置多只采集線路一相電壓（A相），若只裝設(shè)單相TV時(shí)，斷線與對(duì)側(cè)停電只依靠檢驗(yàn)電壓是不能區(qū)分的。當(dāng)TV斷線時(shí)會(huì)造成備自投裝置放電，備用電源無(wú)法正常投入，全站失壓。應(yīng)對(duì)TV開關(guān)進(jìn)行監(jiān)視，并加強(qiáng)TV二次回路的可靠性。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)進(jìn)線備自投裝置的邏輯進(jìn)行分析，結(jié)合工作實(shí)際情況論述了備自投裝置母線接入方式與變電站一次設(shè)備的配合。內(nèi)橋接線方式接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便、投資節(jié)約，進(jìn)線備自投提高了單電源供電的可靠性，很大程度上促進(jìn)了內(nèi)橋接線方式的應(yīng)用。應(yīng)充分認(rèn)識(shí)其程序邏輯，避免誤動(dòng)拒動(dòng)，充分發(fā)揮備自投裝置的經(jīng)濟(jì)效益。