220 kV變電站110 kV標(biāo)準(zhǔn)化備自投裝置在倒閘操作中的應(yīng)用及分析

侯成

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519099）

0 引言

隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，為了保護(hù)主干電網(wǎng)的運(yùn)行安全與穩(wěn)定,開(kāi)始在220kV變電站110 kV電網(wǎng)中大量使用備用電源自動(dòng)投入裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)備自投裝置）。廣東電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)化的110 kV側(cè)備自投裝置集成了線路備自投和母聯(lián)(分段)備自投功能，在變電站倒閘操作時(shí)對(duì)備自投裝置相關(guān)壓板操作要求準(zhǔn)確無(wú)誤,以免引發(fā)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，備自投在投運(yùn)前，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)試驗(yàn)，以校驗(yàn)其邏輯原理及回路的正確可靠性。標(biāo)準(zhǔn)化的110 kV側(cè)備自投裝置為今后超高壓電網(wǎng)備自投的配置、倒閘操作實(shí)施應(yīng)用和現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)試驗(yàn)提供了良好的技術(shù)引領(lǐng)和參考,具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 220 kV變電站標(biāo)準(zhǔn)化110 kV備自投裝置功能

典型的220 kV變電站110 kV備自投裝置有線路備自投、母聯(lián)備自投功能，切小電源及切負(fù)荷功能。標(biāo)準(zhǔn)化110 kV備自投裝置110 kV線路數(shù)按照6回配置，按照3組雙回線設(shè)置。圖1為220 kV雨塘變電站110 kV一次接線圖，110 kV備自投裝置選用南京南瑞PCS-992M型產(chǎn)品，其中110 kV 6回線路（110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線、#1主變變中、#2主變變中、備用線5、備用線6）可分為主供、可備投、檢修、不可備投四種狀態(tài)，可備投只在線路備自投中有效。110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)可分為運(yùn)行、檢修、可備投、不可備投四種狀態(tài)。

1.1 線路備自投

線路備自投將互為備投的線路分為兩組，110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線為組1，#1主變變中、#2主變變中為組2，兩組線路互為備自投。（1）充電條件?！皞渥酝豆δ軌喊濉痹谕度霠顟B(tài)；母聯(lián)檢修壓板退出時(shí)兩段母線均有壓，或母聯(lián)檢修壓板投入時(shí)有且僅有一段母線有壓；非檢修狀態(tài)的母聯(lián)開(kāi)關(guān)應(yīng)在合位；其中一組線路有主供線路，另一組線路有且只有備投線路。滿足上述條件經(jīng)過(guò)Tc時(shí)延后，裝置處于充電完成狀態(tài)，備自投功能開(kāi)放。（2）啟動(dòng)條件。所有運(yùn)行的母線無(wú)壓：Ⅰ母電壓、Ⅱ母電壓＜U2（判電壓?jiǎn)?dòng)定值）；所有主供線路跳閘：所有主供線路無(wú)流，同時(shí)主供線路PT無(wú)壓或開(kāi)關(guān)分位。滿足啟動(dòng)條件經(jīng)Tq延時(shí)后，裝置啟動(dòng)，出口跳開(kāi)所有主供線路開(kāi)關(guān)。（3）動(dòng)作邏輯。110 kV線路備自投動(dòng)作邏輯如圖2所示。

1.2 母聯(lián)備自投

（1）充電條件。“備自投功能壓板”在投入狀態(tài)；母聯(lián)開(kāi)關(guān)在備投狀態(tài)。滿足上述條件經(jīng)過(guò)Tc時(shí)延后，裝置處于充電完成狀態(tài)，備自投功能開(kāi)放。（2）啟動(dòng)條件。任一段母線電壓＜U2（判電壓?jiǎn)?dòng)定值）；有主供線路跳閘（有主供線路無(wú)流，同時(shí)該主供線路PT無(wú)壓或開(kāi)關(guān)分位），且其切換后電壓＜U2（判電壓?jiǎn)?dòng)定值）。滿足啟動(dòng)條件經(jīng)Tq延時(shí)后，裝置啟動(dòng)，出口跳所有跳閘且切換后電壓失壓的主供線路的開(kāi)關(guān)。（3）動(dòng)作邏輯。110 kV母聯(lián)備自投動(dòng)作邏輯如圖3所示。

2 110 kV備自投裝置在倒閘操作中的應(yīng)用

2.1 正常運(yùn)行方式

110 kVⅠ、Ⅱ母并列運(yùn)行，110 kV母聯(lián)合位，#1、#2主變運(yùn)行中（主供），110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用中（可備投），線路備自投方式充電中。

2.2 110 kVⅠ、Ⅱ母轉(zhuǎn)為長(zhǎng)期分列運(yùn)行

圖2 線路備自投動(dòng)作邏輯圖Fig.2 Circuit preparation circuit diagram

110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)由合位變?yōu)榉治?，備自投裝置報(bào)“母聯(lián)開(kāi)關(guān)HWJ異常、備自投方式異?！备婢?，此時(shí)備自投裝置仍滿足充電條件，線路備自投方式保持充電中。在線路備自投方式不放電情況下，無(wú)法自動(dòng)轉(zhuǎn)為自動(dòng)母聯(lián)備自投方式。

圖1 220 kV雨塘變電站110 kV一次接線圖Fig.1 110 kV primary wiring diagram of 220 kV Yutang substation

圖3 母聯(lián)備自投動(dòng)作邏輯圖Fig.3Mother-in-the-job self-injection action logic diagram

由于在110 kVⅠ、Ⅱ母長(zhǎng)期分列運(yùn)行狀態(tài)下，如果仍工作在線路備自投方式下，當(dāng)出現(xiàn)只有Ⅰ母或Ⅱ母失壓及所掛主供線路（主變）跳閘，線路備自投將無(wú)法啟動(dòng)（無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)失壓母線供電）。需要將線路備自投方式轉(zhuǎn)為母聯(lián)備自投方式，有以下2種操作方法：（1）將110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用（可備投），轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)行（主供），將線路備自投方式放電后自動(dòng)轉(zhuǎn)為母聯(lián)備自投方式。（2）在運(yùn)行方式不改變情況下，人為退投下“備自投功能投入”硬壓板或軟壓板，將線路備自投方式放電后轉(zhuǎn)為母聯(lián)備自投方式。

2.3 110 kVⅠ、Ⅱ母分列運(yùn)行轉(zhuǎn)為并列運(yùn)行

110 kVⅠ、Ⅱ母分列運(yùn)行中，110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)分位，#1、#2主變運(yùn)行中（主供），110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用中（可備投），母聯(lián)備自投方式充電中。

110 kVⅠ、Ⅱ母分列運(yùn)行轉(zhuǎn)為并列運(yùn)行，110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)由分位變?yōu)楹衔唬嘎?lián)備自投方式放電后經(jīng)5s充電延時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為線路備自投方式充電中。

2.4 110 kVⅠ、Ⅱ母并列運(yùn)行轉(zhuǎn)110 kV單母運(yùn)行

110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)分閘時(shí)備自投裝置將只能工作于線路備自投方式。將所有運(yùn)行或熱備用線路倒至一條母線上， 110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)由合位變分位，母聯(lián)轉(zhuǎn)冷備用，投入“110 kV母聯(lián)檢修”檢修硬壓板，此時(shí)110 kV 單母運(yùn)行，110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)分位，#1、#2主變運(yùn)行中（主供），110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線熱備用中（可備投），線路備自投方式充電中備自投仍在線路備自投方式。

2.5 110 kV單母運(yùn)行恢復(fù)并列運(yùn)行

退出“110 kV母聯(lián)檢修”檢修硬壓板，執(zhí)行110 kVⅠ、Ⅱ母倒母操作，將所有運(yùn)行或熱備用線路倒至一條母線上，110 kV單母運(yùn)行恢復(fù)并列運(yùn)行，110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)由分位變合位，此時(shí)備自投仍在線路備自投方式。

2.6 110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用

110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)檢修時(shí)裝置將只能工作于線路備自投方式。此時(shí)有兩種操作方法：（1）母聯(lián)檢修前將所有運(yùn)行或熱備用線路倒至一條母線上。110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用，110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)（由合位變?yōu)榉治唬瑐渥酝堆b置報(bào)“母聯(lián)開(kāi)關(guān)HWJ異常、備自投方式異常”告警，備自投裝置仍滿足充電條件，線路備自投方式保持充電中。投入“110 kV母聯(lián)檢修”檢修硬壓板，此時(shí)備自投仍在線路備自投方式。（2）先退出線路備自投，執(zhí)行110 kV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用操作，投入“110 kV母聯(lián)檢修”壓板，此時(shí)備自投無(wú)效。長(zhǎng)時(shí)間停電檢修此種方式不推薦，主要用于緊急搶修期間方式轉(zhuǎn)換減少倒閘操作時(shí)間考慮。

2.7 110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)由冷備用轉(zhuǎn)運(yùn)行

如采用2.6節(jié)第1種操作方法，則恢復(fù)方式同2.5節(jié)，如采用2.6節(jié)第2種操作方法，退出投入“110 kV母聯(lián)檢修”壓板，執(zhí)行110 kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)由冷備用轉(zhuǎn)運(yùn)行操作，投入線路備自投。

2.8 主供線路或主變停送電操作

備自投檢修壓板按照“后投先退”原則執(zhí)行，即一次設(shè)備停電操作后投入備自投裝置中對(duì)應(yīng)的檢修壓板，一次設(shè)備復(fù)電前先退出檢修壓板，備自投裝置開(kāi)入110 kV 4回線路（110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線、#1主變變中、#2主變變中）皆可按此操作，此時(shí)，線路備自投充電有效。

2.9 可備投線路恢復(fù)主供操作

可先投入需操作的操作可備投線路（110 kV雨五甲線、110 kV雨五乙線）檢修壓板，使其其開(kāi)入量、電氣量不參與備自投邏輯及異常的判斷。繼續(xù)執(zhí)行可備投線路開(kāi)關(guān)分位到合位操作，此時(shí)線路備自投充電有效。

3 110 kV備自投裝置現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)試驗(yàn)

3.1 110 kV備自投現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)試驗(yàn)思路

（1）現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程與元件的實(shí)際狀態(tài)無(wú)關(guān)，僅需參與測(cè)試的開(kāi)關(guān)配合即可，需靈活處理測(cè)試時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行方式，從而避免用戶停電，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)應(yīng)最大限度減少一次設(shè)備的倒閘操作，降低停電風(fēng)險(xiǎn)。

（2）通過(guò)方式預(yù)置[1]的方法，將不希望參與測(cè)試的元件的對(duì)應(yīng)檢修壓板投入即可實(shí)現(xiàn)其開(kāi)入量、電氣量不參與備自投邏輯及異常的判斷。

（3）220 kV變電站110標(biāo)準(zhǔn)化備自投裝置引入主變高開(kāi)關(guān)切換電壓電氣量，而主變變高開(kāi)關(guān)切換電壓取自220 kV母線電壓，現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)應(yīng)模擬主變高開(kāi)關(guān)切換電壓失壓條件。

3.2 110 kV備自投現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)試驗(yàn)操作步驟

（1）#1主變變中101開(kāi)關(guān)間隔與110 kV雨五甲線183開(kāi)關(guān)間隔互為備投試驗(yàn)。將#1變變中101開(kāi)關(guān)和110 kV雨五甲線掛110 kVⅠ母，其他運(yùn)行的110 kV間隔掛110 kVⅡ母，110 kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)熱備用；投入“110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)檢修”壓板、“110 kV雨五乙線184開(kāi)關(guān)檢修”壓板、“#2主變變中102開(kāi)關(guān)檢修”壓板,在備自投屏后斷開(kāi)110 kVⅡ母電壓空開(kāi)，在此情況下，實(shí)際操作使得110 kVⅠ段母線失壓，線路備自投邏輯可啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)#1主變變中101開(kāi)關(guān)和110 kV雨五甲線183開(kāi)關(guān)間隔互為備投試驗(yàn)。

（2）#2主變變中102開(kāi)關(guān)間隔與110 kV雨五乙線184開(kāi)關(guān)間隔互為備投試驗(yàn)。將#2主變變中102開(kāi)關(guān)和110 kV雨五乙線掛110 kVⅡ母，其他運(yùn)行的間隔掛110 kVⅠ母，110 kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)熱備用；投入“110 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)檢修”壓板、“110 kV雨五甲線183開(kāi)關(guān)檢修”壓板、“#1主變變中101開(kāi)關(guān)檢修”壓板，在備自投屏后斷開(kāi)110 kVⅠ母電壓空開(kāi)，在此情況下，實(shí)際操作使得110 kVⅡ段母線失壓，線路備自投邏輯可啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)#2主變變中102開(kāi)關(guān)和110 kV雨五乙線184開(kāi)關(guān)間隔互為備投試驗(yàn)。

（3）合110 kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)的母聯(lián)自投試驗(yàn)。#1主變變中101開(kāi)關(guān)掛110 kVⅠ母，其他間隔掛110 kVⅡ母，110 kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)熱備用，實(shí)際操作斷開(kāi)#1主變變高2201開(kāi)關(guān)，使得110 kVⅠ母失壓時(shí)，母聯(lián)備自投可啟動(dòng)。#2主變變中102開(kāi)關(guān)與110 kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)母聯(lián)備自投試驗(yàn)與上原理相同。

4 結(jié)論

110 kV標(biāo)準(zhǔn)化備自投裝置在廣東地區(qū)已成熟運(yùn)用，滿足各種接線方式。通過(guò)220 kV雨塘變電站實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，保護(hù)裝置可靠性高，倒閘操作執(zhí)行到位，傳動(dòng)試驗(yàn)正確無(wú)誤。對(duì)于不同的主接線方式，操作會(huì)略有不同，但基于標(biāo)準(zhǔn)化的外部回路及邏輯功能的備自投操作思路基本相同。