“三双”接线模式下备自投的优化

郑贤舜，斯捷，陈小洁，王强仪

（1.温州电力局，浙江温州325000；2.浙江图盛输变电工程有限公司，浙江温州325000）

“三双”接线模式下备自投的优化

郑贤舜1，斯捷2，陈小洁1，王强仪1

（1.温州电力局，浙江温州325000；2.浙江图盛输变电工程有限公司，浙江温州325000）

为了适应新的配电网接线模式发展要求，针对现有的备自投产品在配电网“三双”接线模式下的应用进行了分析和比较。指出备自投存在的隐患，并制定了相应的解决方案，满足了配电网“三双”接线的各种运行方式对备自投的要求。

三双；备自投；优化

0 引言

近年来，随着对供电可靠性要求的不断提高，新型的配电网接线模式——“三双”接线模式也应运而生。浙江典型配电网“三双”即“双电源、双线路、双接入”模式[1]如图1所示。其中，“双电源”指2个上级高压变电站，“双线路”指连接“双电源”的2条中压电缆或架空线路，“双接入”指公用配电变压器（简称配变）通过自动投切的开关接入“双线路”。该接线采用“一分二”的双环结构：变电站的每条10 kV出线经站外分路开关分为2条支路，每一支路可与来自不同母线段的另一条支路同路径敷设，构成电缆双环网结构。4回10 kV出线组成两个电缆双环网，通过线路首端交叉，使每一个双环网都具有来自4个不同方向的电源。“三双”接线配电网的供电可靠率达到了99.999%。

其中，配变“双接入”（如图2所示）与传统接入模式的最大不同之处是采用了双投开关，比传统接线模式在一次设备上节约了1个开关，同时节省了配电室内的占地面积，但对开关断弧能力、备用电源自动投入装置（简称备自投）的动作逻辑完整性要求更高。

图1 “三双”接线一次示意

图2 公用配电房内配变“双接入”示意

由于“双接入”模式刚开始应用不久，大部分设备厂商对其技术理解深度不一，生产的备自投装置逻辑五花八门，没有统一的标准，因此给实际运行带来极大的安全隐患。

1 备自投存在的问题

温州市鹿城区安澜小区配电室“三双”接线改造试点工程实现“三双”的接线模式，采用进口开关柜和备自投装置，在备自投试验过程中，发现了以下问题：

（1）在配变发生故障时，没有闭锁备自投的逻辑。由于配变侧高压熔丝保护具有反时限特性，配变发生故障后与上一级保护存在失配的可能，将可能拒动。如图2所示，电源2侧上一级保护动作开关跳闸，配变进线侧失压，而电源1侧正常，满足备自投动作条件，经过延时后，将故障配变切到了电源1侧。由于故障仍然存在，而电源1侧的上一级保护也将先于配变高压熔丝保护动作，跳开原没有故障的线路，扩大了故障范围，这在实际运行中是不允许的。

（2）程序中电流互感器的变比值与实际变比值存在较大的差异。以现场电流互感器变比500/ 1为例，在装置程序中写入500/1，而通过测试仪器通入二次电流0.1 A后，反映到一次上的电流应该为0.1×500＝50 A，而实际却是200 A，相差了数倍。

（3）备自投动作后，经过数秒弹簧储能后才动作于分、合闸，有些产品的动作时间甚至超过15 s。当主供电源线路发生故障时，备自投动作后切到次供电源上；当主供电源恢复正常后，要求备自投经过较短的设定时间后自动切回主供电源供电。如果切换时间过长，在次供电源向主供电源转换时将再一次使配变失电，降低了供电的可靠性。

（4）固化的动作时间设定范围过小，如主供备自投的动作时间上限为2 s。一般上一级变电站侧的备自投的动作时间约为5～8 s，上一级线路的重合闸动作时间一般在1～2 s之间。这样在一级系统短时故障时，会引起配变备自投频繁动作，降低设备的使用寿命。

（5）备自投装置电压无分相判别功能，且电压值不能设置，当电压采集模块出现一相或两相断线时，装置没有告警功能。

（6）配变的上级开关手动改热备时，会引起配变备自投动作。

（7）高压柜出厂时只有1个总的电源开关，开关柜内50 W加热器没有温湿度控制器，投入电源后长期加热。当加热器出现故障会引起开关跳闸，使配变备自投装置失去工作电源。

（8）备自投装置的逻辑需要引入低压侧电压做为有流闭锁的参考电压，高低压侧电压的采样点必须一一对应，如果接线错误会引起配变备自投拒动。

2 分析和对策

针对发现的问题，根据配电网实际情况并结合装置自身的特点，制定了相应的对策。

（1）由于“三双”接线模式的配电室双投开关采用的是负荷开关，只具有简单的灭弧装置，虽能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断故障电流，且高压熔丝保护存在与上级定时限保护失配的可能，当配变发生故障时，无法快速隔离故障。因此，引入了备自投电流闭锁的概念。

在配变备自投电流闭锁逻辑中设置当测量电流大于3倍的配变额定电流时，即认为发生配变故障，同时经过短延时后闭锁备自投。取3倍的配变额定电流是基于配变的负荷电流一般都不大，如果从闭锁灵敏度考虑，也可设3倍以下、2倍以上的闭锁电流。

为了考虑躲过配变本身的励磁涌流，选择了经0.3 s的延时才闭锁备自投，以免因配变的励磁涌流引起备自投的误闭锁。

（2）电流互感器比值存在与实际设定值相差数倍的问题，经查后发现是由于一些固化的参数设置导致了设定变比值与实际变比值不同。为此重新更新、固化了隐含参数，使电流互感器变比实际值与测量显示值相同。

（3）次供模式向主供模式切换时备自投动作后需经一长时间才能动作于分、合闸，这是由于负荷开关一般合闸时都是先弹簧储能完成后再合闸，无论哪种模式，备自投动作后都将造成配变5 s的断电，只能通过提升一次设备的动作性能来改善。

因此，在今后的设计环节就需要对一次设备的性能做出明确的规定。

（4）备自投动作时间设定范围过小，可以通过更改软件源程序，使主供方式的备自投时间设置范围扩大到0～20 s。图3为配电室双投开关备自投与上级备自投时间级差的配合示意。

图3 备自投级差配合情况

（5）由于涉及的电压采集模块是外置的，只有通过更换电压指示继电器才能实现分相判别和装置告警功能。对于电压值不能设置的问题，可以通过程序升级来实现。

（6）配变的上级开关由手动改热备用时，备自投的动作条件成立，会引起配变备自投动作。可以通过以下2种方式改进：结合配电网自动化工程，增加上级开关手动操作闭锁节点；修编运行单位的运行规程和操作典卡。

（7）高压柜分别配置控制电源和加热器开关，使备自投装置电源独立，并增设加热器温湿度控制器，避免出现加热器故障时备自投失去工作电源的情况发生。

（8）备自投可以采取接入低压侧电压做为有流闭锁参考量，后期可以通过对程序进行升级来实现，升级后取消该闭锁量简化备自投逻辑。

3 结语

对“三双”接线模式下的备自投产品存在的问题进行整改后，从整组试验和运行情况看，能满足配电网“三双”接线的各种运行方式下对备自投产品的要求，加强了与网架结构的配合，缩小线路故障的停电范围，使供电可靠性得到提高，并简化故障处理方式，具有较好的工程实用价值。

[1]王国光.变电站综合自动化系统二次回路及运行维护[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]王莉，张予鄂，王娟，等.电网中备用电源自投装置的安全应用[J].电力系统保护与控制，2010，38（20）∶225-228.

（本文编辑：杨勇）

Optimization of Standby Power Supply Automatic Switching in Three-Double Wiring Mode

ZHENG Xian-shun1，SI Jie2，CHEN Xiao-jie1，WANG Qiang-yi1
（1.Wenzhou Power Bureau，Wenzhou Zhejiang 325000，China；2.Zhejiang Tusheng Power Transmission& Transformation Engineering Co.，Ltd.，Wenzhou Zhejiang 325000，China)

In order to adapt the development of new wiring mode of power grid，the paper compares and analyzes the application of standby power supply automatic switching devices in Three-double wiring mode.It summarizes problems and potential hazards of standby power supply automatic switching of manufacturers and lays out solutions，meeting the requirements of various operation modes of Three-double wiring mode of distribution networks on standby power supply automatic switching.

Three-double；ATS；optimization

TM762.1

：B

：1007-1881（2013）07-0009-03

2012-11-05

郑贤舜（1978-），男，浙江温州人，工程师，从事继电保护技术工作。