電力系統(tǒng)備自投運(yùn)行方式探究

盧景田

中海瀝青股份有限公司 山東濱州 256600

備自投系統(tǒng)中有工作電源、備用電源、備自投裝置，它的工作原理不是很復(fù)雜，接線方式也很多，典型的備自投方式分為內(nèi)橋接線備自投、內(nèi)橋接線進(jìn)線備自投、母線（分段）備自投等[1]。下面就中海瀝青股份有限公司兩個(gè)110kV變電站（海疆站、中瀝站）的備自投裝置做詳細(xì)說(shuō)明。

1 內(nèi)橋接線方式時(shí)，橋開(kāi)關(guān)備自投

（1）閉鎖原則。常規(guī)運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)主變差動(dòng)保護(hù)、高后備保護(hù)動(dòng)作閉鎖高壓側(cè)橋開(kāi)關(guān)備自投，此運(yùn)行方式下，無(wú)論哪一主變保護(hù)方式，均閉鎖備投裝置。

圖1 海疆站內(nèi)橋接線橋開(kāi)關(guān)備自投接線圖

（2）橋開(kāi)關(guān)備自投原理。常規(guī)運(yùn)行條件：1＃PT和2＃PT均有電壓，Ⅰ段、Ⅱ段母線均有電壓，113開(kāi)關(guān)在合位，114開(kāi)關(guān)在合位，100開(kāi)關(guān)在分位；啟動(dòng)條件：郭瀝線失電，備投裝置檢測(cè)到該線路無(wú)電壓且無(wú)電流，官疆線有電壓；啟動(dòng)過(guò)程：如果113開(kāi)關(guān)在合位，則延時(shí)跳開(kāi)113開(kāi)關(guān)，確認(rèn)后合上100開(kāi)關(guān)；如果113開(kāi)關(guān)在分位，則延時(shí)合上100開(kāi)關(guān)。如果是手動(dòng)斷開(kāi)113開(kāi)關(guān)，因?yàn)椴荒軡M足該線無(wú)電壓且無(wú)電流的條件，備自投裝置閉鎖不會(huì)投入。

2 內(nèi)橋接線時(shí)，進(jìn)線備自投

（1）閉鎖原則。常規(guī)運(yùn)行時(shí)，主變差動(dòng)保護(hù)、主變高壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作均不閉鎖高壓側(cè)進(jìn)線備自投。此運(yùn)行方式下，無(wú)論哪一主變保護(hù)動(dòng)作，均不閉鎖備投裝置。

圖2 海疆站內(nèi)橋接線進(jìn)線備自投接線圖

（2）進(jìn)線備自投原理。常規(guī)運(yùn)行條件：1＃PT和2＃PT均有電壓，Ⅰ段、Ⅱ段母線均有電壓，113開(kāi)關(guān)在合位，100開(kāi)關(guān)在合位，114開(kāi)關(guān)在分位。啟動(dòng)條件：郭瀝線失電，備投裝置檢測(cè)到該線路無(wú)電流、Ⅰ段、Ⅱ段母線無(wú)電壓、官疆線有電壓；動(dòng)作過(guò)程：如果113開(kāi)關(guān)在合位，則延時(shí)跳開(kāi)113開(kāi)關(guān)，確認(rèn)后合上114開(kāi)關(guān)，如果113開(kāi)關(guān)在分位，則延時(shí)合上114開(kāi)關(guān)；100開(kāi)關(guān)偷跳造成Ⅱ母線失壓時(shí)，在官疆線有壓的情況下合114開(kāi)關(guān)。

3 母線（分段）備投方式

（1）閉鎖原則。正常運(yùn)行時(shí)，主變差動(dòng)保護(hù)、高后備保護(hù)動(dòng)作均不閉鎖高壓側(cè)備自投。

（2）母線（分段）備自投原理。常規(guī)運(yùn)行條件：1＃PT和2＃PT均有電壓，Ⅰ段、Ⅱ段母線均有電壓，113開(kāi)關(guān)在合位，114開(kāi)關(guān)在合位，100開(kāi)關(guān)在分位。啟動(dòng)條件：郭化線失電，備投裝置檢測(cè)到該線路無(wú)電流、Ⅰ段母線無(wú)電壓、Ⅱ段母線有電壓。啟動(dòng)過(guò)程：如果113開(kāi)關(guān)在合位，則延時(shí)跳開(kāi)113開(kāi)關(guān)，確認(rèn)后合上100開(kāi)關(guān)，如果113開(kāi)關(guān)在分位，則延時(shí)合上100開(kāi)關(guān)。

圖3 中瀝站母線（分段）備自投接線圖

4 備自投裝置動(dòng)作原則

備自投裝置只能動(dòng)作一次并有自鎖功能，若工作母線發(fā)生永久性故障，故障點(diǎn)沒(méi)有被斷路器切除時(shí)，第一次備用電源投入，一旦把備用電源投到事故點(diǎn)上，備用電源上的繼電保護(hù)會(huì)動(dòng)作；如果再次投入，不但不會(huì)成功，還會(huì)使系統(tǒng)再次受到?jīng)_擊，造成擴(kuò)大事故范圍的嚴(yán)重后果。

運(yùn)行中的母線或設(shè)備突然失去電壓，不管什么原因（包括工作人員的誤操作等），備自投都應(yīng)該動(dòng)作，且動(dòng)作前必須進(jìn)行工作電源無(wú)壓或者無(wú)流檢測(cè)，防止PT二次斷線造成失壓誤動(dòng)。母線突然失去電壓有以下幾個(gè)原因：①運(yùn)行變壓器故障，高后備、低后備動(dòng)作，變壓器高低側(cè)斷路器跳閘；②運(yùn)行母線上的饋電線路發(fā)生故障；③運(yùn)行母線短路等；工作電源切除后，延時(shí)投入備用電源。一級(jí)電力用戶的兩路電源來(lái)自不同的變電站，備用電源和工作電源間可能存在電壓差，為防止發(fā)生非同期并列，應(yīng)先切除工作電源后再投入備用電源。如果工作電源沒(méi)有切除，備用電源有可能投到事故點(diǎn)上。備自投裝置應(yīng)該在100-150ms間切換完成，快切裝置在100ms內(nèi)可完成切換。備用電源投入前，必須延時(shí)切斷電源，目的是躲過(guò)因故障而造成的工作母線電壓下降，延時(shí)時(shí)限應(yīng)大于最長(zhǎng)的外部故障切除時(shí)間。另外，備自投時(shí)間要以負(fù)荷停電時(shí)間盡可能短為原則，時(shí)間越短，對(duì)電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)越有利。手動(dòng)斷開(kāi)工作電源或工作母線時(shí)，電壓互感器熔斷，備自投裝置不會(huì)動(dòng)作。遠(yuǎn)程或就地操作合閘后，閉合的操作回路輸出接點(diǎn)，會(huì)作為備自投設(shè)備的輸入，使備自投設(shè)備充電。保護(hù)動(dòng)作斷開(kāi)斷路器時(shí)，接點(diǎn)閉合，但不會(huì)變位。遠(yuǎn)程或就地操作分閘后，斷路器會(huì)斷開(kāi)，接點(diǎn)也會(huì)斷開(kāi)，備自投裝置會(huì)放電，自動(dòng)退出。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的快速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也發(fā)生很大變化，非常態(tài)的運(yùn)行方式也不斷出現(xiàn)，繼電保護(hù)功能類(lèi)型越來(lái)越多，備用電源自動(dòng)投入裝置與也會(huì)更復(fù)雜。隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展，備自動(dòng)投裝置的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，還會(huì)有許多新問(wèn)題有待去發(fā)現(xiàn)和解決。