110kV變電站遠方備自投裝置應用探究

摘要：以某110 kV變電站失壓事故為例，對變電站遠方備自投裝置設置的必要性進行了研究，深入分析了110 kV變電站遠方備自投裝置的運行方式、動作過程、動作時序等關鍵要素，形成完整的信息流，以提升變電站運行的安全性、穩(wěn)定性和經濟性。

關鍵詞：110 kV變電站;遠方備自投;信息流

0 引言

近年來我國110 kV變電站失壓事故頻發(fā)，很大程度上影響了用戶的用電質量。如何對110 kV變電站裝置進行調整，形成高效、穩(wěn)定的輸配電體系已經成為新時期人們關注的焦點。遠方備自投裝置能夠增強變電站架構，借助冗余模式減輕110 kV變電站運行負荷，降低變電站發(fā)生故障斷電的可能性，為110 kV變電站穩(wěn)定運行提供了良好保障。

1 110 kV變電站失壓事故分析

某110 kV變電站全站由110 kV B線供電，110 kV A線本側開關在合閘位置，充電至110 kV B站。2018年9月某日，110 kV B線線路C相出故障跳閘，重合閘不成功，110 kV B線開關跳閘，110 kV變電站失壓。發(fā)生故障時110 kV A線開關在合閘位置，不滿足110 kV備自投充電條件，備自投未動作，造成110 kV變電站失壓。

由此可見，在110 kV變電站運行過程中必須增加遠方備自投裝置，通過遠方備投實現“多級串供、解環(huán)運行”保護。這種備自投系統(tǒng)一般由多套裝置互相配合，能夠在故障發(fā)生后借助光纖通信快速實現交互式備投，大大縮短了備自投恢復供電的時間，在當前110 kV變電站建設中具有非常重要的作用。

2 110 kV變電站遠方備自投裝置的應用

為解決上述問題，某110 kV變電站在區(qū)域電磁環(huán)網中設置了兩套獨立的備自投裝置，并確保遠方備自投裝置能夠在環(huán)網內出現故障后第一時間異端合閘成功，恢復供電。

2.1? ? 裝置配置

依照110 kV備自投標準化要求，備自投裝置將線路備自投和母聯(lián)（分段）備自投功能集成在同一裝置內。設置過程中母線模擬量主要為兩段母線三相電壓、外部開入母聯(lián)合閘位置信號（HWJ）和外部閉鎖信號，配置母線檢修壓板、母聯(lián)檢修壓板、合母聯(lián)開關、跳母聯(lián)開關等;進線模擬量主要為5回進線（含旁路）切換后電壓、三相電流、外部開入進線合閘位置信號（HWJ）和進線合后位置信號（KKJ），配置進線檢修壓板、進線旁代壓板、合進線開關、跳進線開關等。

上述遠方備自投模式保證了最大規(guī)模的接線量，適用范圍非常廣泛。

2.2? ? 信息傳輸

調查過程中我們可以發(fā)現，B線出現斷電后，系統(tǒng)理論上能夠快速恢復供電，但由于各站間備自投裝置沒有信息交流，無法做到相互協(xié)調和配合，這是傳統(tǒng)備自投裝置的缺陷，也是本次遠程備自投改造中需要解決的主要問題。為此，必須對遠程備自投的信息流進行調整，保證動作過程符合環(huán)網中的備自投要求，最大限度提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

備自投中的信息流主要包括六大部分，即有無開環(huán)點、遠方備投充電成功、無流無壓、遠方備投動作允許、備自投已動作、遠方切換負荷。要依照110 kV變電站安全輸配電要求掌握遠方備自投信息流中的具體動作，保證各部分能夠在故障發(fā)生后第一時間備投成功。

有無開環(huán)點信息流交互是保證遠方備自投功能順利實現的關鍵。在運行中備自投裝置滿足條件后即向相鄰裝置連續(xù)發(fā)送“有開環(huán)點”信息，當不運行時則向相鄰裝置發(fā)送“無開環(huán)點”信息，其信息流傳輸如圖1所示。遠方備自投裝置能夠根據上述信息流確定有無開環(huán)點，分析開環(huán)點的方向、位置、是否唯一，判斷110 kV變電站中的跳閘故障情況。

遠方備自投運行時通過各裝置向環(huán)網中的站點充電，開環(huán)點站完成就地充電后，若在遠方充電延時Tcy內連續(xù)收到相鄰裝置的無開環(huán)點信息流，則本站判為“遠方備投充電成功”并向相鄰裝置發(fā)送10 s遠方充電完成的遠方備投充電成功信息流，其信息流傳輸如圖2所示。該信息流主要顯示遠方備投系統(tǒng)各站點的充電狀態(tài)，充電成功后非開環(huán)點向兩端主供線路發(fā)送信息流，顯示站點充電狀態(tài)正常，對110 kV變電站安全運行具有非常重要的意義。

無流無壓主信息流要是在充電完成后非開環(huán)點持續(xù)無流無壓后發(fā)出，此時，充電已完全完成，向相鄰裝置發(fā)送無流無壓信息，遠方備自投裝置處于“準備”狀態(tài)。在系統(tǒng)接收到無流無壓信息流后，確認滿足KRU條件，則開始執(zhí)行遠方備投動作，并向相鄰裝置發(fā)送遠方備投動作允許信息流。

遠方備自投裝置運行過程非常復雜，在信息流生成時需保證各部分裝置均處于正常狀態(tài)且達到預期備自投動作效果后，方可向相鄰裝置發(fā)送備自投已動作信息流。通過該信息流能夠實現遠方備投動作合備供前已確認跳開主供元件，盡量避免自投于故障。另外，還能夠觸發(fā)不失壓的站點啟動過載判別，快速實現110 kV變電站失壓故障處理。

遠方切換負荷信息流能夠實現遠方備投動作后判出元件過載的裝置，協(xié)同所供電的后續(xù)裝置實現按輪次的切負荷措施，遠方備自投“遠方切換負荷信息”信息流傳輸如圖3所示。2.3? ? 運行模式

運行設置過程中保證兩側備自投裝置開關均處于熱備狀態(tài)，在這種運行方式下，兩側備自投裝置互為熱備電源點。一旦一側線路出現故障或完全失壓后，另一側備自投裝置則完成所需備自投動作，快速向失壓區(qū)域供電，實現雙重保護，有效提升110 kV變電站輸配電的穩(wěn)定性和可靠性。

遠方備自投運行的動作時序如圖4所示。

就上述情況而言，110 kV變電站D站出現失壓故障后，“無流無壓”信息允許遠方備自投動作;跳主供開關（右側）后，發(fā)送備自投動作已啟動，此時A、B、C站信息流如下：

（1）A站裝置啟動后經Tq延時發(fā)令跳甲乙線主供開關（左側），檢測到開關在分位后，裝置發(fā)令切除小電源并等待Tt延時，隨后檢測到母線電壓恢復，報備自投成功;

（2）B站裝置啟動后經Tq延時發(fā)令跳甲乙線主供開關（左側），同時發(fā)令切除小電源，隨后檢測到母線電壓恢復，裝置經Tw延時合甲乙線開關，并報備自投成功;

（3）C站裝置啟動后經Tq延時發(fā)令跳甲乙線主供開關（左側），并切除小電源，再經Tt等待延時后合丙丁線備供開關（右側），母線電壓恢復后再合上甲乙線開關。

3 效果分析及評價

某110 kV變電站遠方備自投裝置投入使用后，有效提高了供電可靠性，減少了失壓事故。調查資料顯示，2019年6月該110 kV變電站出現了與2018年9月同樣的故障，但在遠方備自投作用下B站側110 kV A線開關合閘成功，恢復該站供電，避免了區(qū)域大面積停電，為變電站穩(wěn)定運行打下了堅實的基礎。

受運行環(huán)境的影響，110 kV變電站遠方備自投裝置非常容易出現各種問題，如信號不正確、配合不到位等。為此，必須規(guī)范110 kV變電站遠方備自投裝置信號傳送標準，對閉鎖信號、告警信號、動作信號、報文等進行分析，依照實際運行狀況制定統(tǒng)一的信號上傳指標，保證信號標準能夠符合功能需求;必須加強日常管理和維護，對遠方備自投智能監(jiān)控系統(tǒng)中的各項數據進行分析，確定裝置是否存在異常;定期開展裝置檢修和性能測試，尤其是開關開合動作、斷路器動作等;必須適當配合人工干預開展故障處理。110 kV變電站遠方備自投裝置往往只適用于只發(fā)生一處開環(huán)的故障防控，當出現多處開環(huán)時，備自投裝置無法準確判斷并快速恢復供電，需人員到現場檢查和處理，以減少110 kV變電站停電時間。

4 結語

110 kV變電站運行過程中需全面重視遠方備自投裝置的應用，構建與區(qū)域輸配電現狀相符的遠方備自投系統(tǒng)，在一個開環(huán)點的前提下做好失壓故障防控工作，最大限度提升變電站運行的安全性和穩(wěn)定性。運行人員要結合信息流、運行狀態(tài)等做好定期巡檢、日常維護和升級管理，在上述基礎上不斷提升110 kV變電站遠方備自投效果，為居民正常用電提供保障。

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收稿日期：2020-03-11

作者簡介：蘇樹桐（1983—），男，廣東人，變電運行技師，工程師，從事變電運行工作。