进线备自投在单链单环式配电网结构中的应用

张　菁，龚俊祥（国网山东省电力公司威海供电公司，山东　威海　264200）

进线备自投在单链单环式配电网结构中的应用

张菁，龚俊祥
（国网山东省电力公司威海供电公司，山东威海264200）

研究进线备自投在单链单环式配电网结构中的应用，提出适应该型式配电网结构的应用方式。利用联络线保护装置的远传接点，对进线备自投装置输入输出二次回路进行改进设计，模拟进线故障对备自投动作行为进行分析，提出运行注意事项。结果表明该应用方式适用于单链单环式配电网结构，可提高电网供电可靠性，应推广单链单环式电网结构在配电网中的应用。

备自投；单链式；单环网式；配电网结构

0　引言

目前C、D类供电区域高压配电网主要采用单链、单环网式的电网结构，所采用的进线备自投应用方式只能在一座变电站内实现进线备自投功能，影响区域电网供电的可靠性。随着光纤纵差保护在系统内的普遍采用，变电站之间可以交换开关量信息，为实现联络线作为两侧变电站备用进线提供了可能性。以此为条件研究进线备自投在单链、单环网式高压配电网结构中的应用，实现联络线两侧变电站均具备进线备自投的功能，减少线路故障造成的用户停电，提高区域电网供电可靠性。

1　目前的备自投应用方式

单链、单环网式的高压配电网结构见图1、图2［1］。两座变电站配备按常规二次回路设计的进线备自投装置，变电站之间的联络线一侧开关运行，一侧开关备用。进线备自投充电条件为两段母线电压大于有压定值，母联开关在合闸位置，工作线路开关在合闸位置，备用线路开关在分闸位置，无其他闭锁条件；备自投动作逻辑为两段母线电压均低于无压定值，工作电源进线无流，延时断开工作电源进线开关，确认此开关断开后，闭合备用电源进线开关［2］。联络线开关备用的变电站具备进线备自投功能，进线故障开关跳闸，备自投动作闭合联络线开关变电站恢复供电；联络线开关运行的变电站不具备进线备自投功能，进线故障开关跳闸后需运维或调控人员就地或远方进行开关操作，恢复失电变电站的运行，这极大影响了电网的供电可靠性，负荷损失严重时将构成电网事故。这也是制约简单可靠的单链、单环网式电网结构在高压配电网中推广应用的主要原因，因此不得不采用结构复杂、造价昂贵的电网结构来满足供电可靠性的要求。

图1　单链式电网结构

图2　单环网式电网结构

2　改进的备自投应用方式

随着系统内光缆通道的建设完善，光纤保护的应用得到普及，35～110 kV线路保护均允许采用光纤电流差动保护作为主保护，光纤纵差保护装置不仅可以交换两侧电流数据，同时可以交换两侧开关量信息，实现一些辅助功能，包括远跳、远传功能［3］。为解决目前单链、单环网式配电网结构中只能将联络线一侧作为备用进线实现备自投的不足，考虑联络线配置光纤纵差保护装置，利用联络线配置光纤纵差保护装置的远传接点功能，对变电站配置的进线备自投装置二次回路进行改进设计，增加对侧开关位置接点及远传对侧开关合闸接点的采样功能，实现联络线作为两侧变电站备用进线的备自投功能。以单链式配电网结构为例进行详细说明。

设甲站、乙站两座变电站高压侧主接线为单母线分段，分别从电源A、B引入1路电源进线，站间设置1条联络线，形成单链式高压配电网结构如图3所示。联络线配置光纤纵差保护装置，由于本侧保护有两个开入量，对应对侧保护两个开出量，相当于本侧接点信号能够远传至对侧，即具有两对远传接点，甲站、乙站均配置进线备自投装置。

2.1备自投装置二次回路改进

甲、乙站进线备自投装置引入两段母线电压，用于有压、无压的判别。每个进线开关各引入一相电流，防止PT三相断线后备自投装置误动作，也为更好地确认进线开关已断开。

图3　单链式电网结构

进线备自投装置引入电源进线、联络线和分段开关的位置接点，用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作，联络线开关的位置接点采用两侧开关位置接点并联的方式接入，对侧开关位置接点通过联络线光纤纵差保护装置的远传信号接点实现。引入电源进线、联络线和分段开关的合后位置信号，作为各种运行情况下自投的手跳闭锁。

进线备自投装置输出跳电源进线、联络线各两对同时动作的接点。输出合电源进线、联络线各两对独立动作的接点。输出跳、合分段开关的动作接点。其中一对合联络线开关的接点通过联络线光纤纵差保护装置的远传信号接点实现对侧开关合闸。甲、乙站备自投二次回路改进设计如图4所示。

图4　备自投开入开出逻辑

2.2备自投动作行为分析

正常运行时，甲、乙站之间联络线热备用（两侧开关断开或任一侧断开、另一侧闭合），甲、乙站进线备自投装置均采用电源进线运行、联络线备用的备投方式。甲、乙站Ⅰ母线、Ⅱ母线均三相有压，电源进线、分段开关闭合，联络线开关采用两侧开关位置接点并联的方式接入，因此备自投装置判断处于分位，满足充电条件，经备自投充电时间后充电完成。

设甲站电源进线故障跳闸，甲站Ⅰ母线、Ⅱ母线均无压，电源进线无流起动，经过一定延时，电源进线跳闸接点动作跳开电源进线开关，确认电源进线开关断开后，分别经过一定延时，联络线的两对合闸接点动作，其中一对合闸接点信号远传至对侧实现合对侧乙站联络线开关，甲站恢复供电。

设乙站电源进线故障跳闸，乙站Ⅰ母线、Ⅱ母线均无压，电源进线无流起动，经过一定延时，电源进线跳闸接点动作断开电源进线开关，确认电源进线开关断开后，分别经过一定延时，联络线的两对合闸接点动作，其中一对合闸接点合本侧乙站联络线开关，乙站恢复供电。

甲、乙站进线备自投装置均可将联络线作为备用进线，进线故障，备自投装置自动投入作为备用电源的联络线，确保了变电站供电安全。

2.3备自投装置运行注意事项

联络线光纤纵差保护装置动作接点应闭锁两侧进线备自投，防止联络线处于故障状态时备投动作再次充电于故障线路。联络线热备方式为甲站侧开关合闸、乙站侧开关断开时，甲、乙站备自投装置应通过压板控制只合联络线乙站侧开关，不应对联络线甲站侧开关发出合闸命令，反之亦然，防止出现开关断开后立即闭合影响开关的开断故障电流能力［4］。

3　结语

在单链、单环网式高压配电网结构中，利用联络线光纤纵差保护装置的两对远传接点，通过改进进线备自投装置的二次回路设计，每座变电站备自投装置在具备取得联络线对侧开关位置接点信号和发送对侧开关闭合命令的功能后，均可将联络线作为备用进线，实现进线备自投功能。单链、单环网式电网结构和进线备自投装置的合理配置应用，使每座变电站等效为具备两路电源进线，不但能够减少因线路故障造成的用户停电次数，提高区域供电可靠率，而且将扩大单链、单环网式配电网结构的应用范围，使电网结构整体上趋于结构简单、安全可靠、经济合理，在满足供电可靠性要求的同时减少了其他复杂电网结构的使用，极大降低输变电工程造价，经济和社会效益显著。

［1］Q/GDW 1738—2012配电网规划设计技术导则［S］.

［2］Q/GDW 766—201210 kV～110（66）kV线路保护及辅助装置标准化设计规范［S］.

［3］王小英.单元接线机组的远跳与远传功能解析［J］.硅谷，2012 （19）：94-95.

［4］傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算［M］.北京：中国电力出版社，2004.

Application of Incom ing Line Automatic Sw itching in Distribution Network w ith Single-chain and Single-ring Structure

ZHANG Jing，GONG Junxiang
（State Grid Weihai Power Supply Company，Weihai264200，China）

The application of incoming line automatic switching in distribution network with single-chain and single-ring structure is analyzed，and the corresponding application mode for these two structures of distribution network is proposed. Using the transfer contactor of the protection device of interconnecting line，a refined design is presented on the input and outputof secondary circuitof incoming line automatic switching device，and the incoming line fault is simulated to analyze the action of automatic switching device，and suggestions are given with regard to operation.The result shows that the application mode is suitable for the distribution network using single-chain and single-ring structure，and it can improve the reliability of power system and expand the application of these two structures in the distribution network.

automatic switching；single-chain；single-ring；structure of distribution network

TM726

B

1007－9904（2016）04－0056－02

2015-11-06

张菁（1975），女，高级工程师，从事变电设计工作；

龚俊祥（1972），男，高级工程师，从事电网规划工作。