110kV变电站备用电源自动投入控制策略研究

赵众元　罗恩情

摘要：文章根据110kV变电站备用电源自动投入的运作原理，对其在实际运用过程中可能会发生的问题及其原因进行分析，并提出相应的改进措施，从而提高110kV备自投装置的供电效率，提高变电站供电系统的供电可靠性。

关键词：110kV变电站；备自投装置；备用电源；自动投入控制；供电可靠性 文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2016）01-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.068

1 概述

为使供电更为高效、可靠，备用电源自动投入装置在其中起到非常重要的作用，是电力系统中不可或缺的。在工作电源发生故障或者是由于突发状况使得电源消失的时候，备用电源就能够立即切断工作电源，接着投入备用电源或是其他的正常工作电源继续工作，保证系统的正常运行。随着目前电网规模的扩大，电力系统所覆盖的网络结构也越来越复杂，为了更有效地保证可靠的供电，备自投装置在我国电力系统，尤其是对110kV变电站起到非常重要的作用，被广为应用。

2 110kV变电站备用电源自动投入装置现状分析

2.1 110kV变电站备用电源自动投入装置的运行原则及要求

目前110kV变电站所采用的主要是开环备用、环网设计运行方式，因此采用的大多是进线备自投的装置方式。即闭合母线联络开关，同时闭合另外进线开关，使得两段母线同时运行；另外一条进线的开关处于热备用的条件下。在两段母线没有电压的时候，备自投装置会使工作电源开关跳开，闭合备用电源开关。

图1 进线备自投装置主接线图

在实际的运用中，110kV变电站备自投控制策略的工作流程可以以一个流程图来表示。第一步，SCADA系统发出的数据会被备自投系统接收，这个接收是实时的，接收之后，系统会进行一个逻辑诊断。当收集到的变电站遥测、遥信以及保护动作信号等方面的条件信号时，一旦动作达到相关条件和要求，主站就会自动进行调度，对相关设备实现联切，并使用备用电源。分步骤则可以表示成：SCADA系统获取最新信息→对数据进行逻辑判断是否符合动作发生的条件→符合条件，及时启动并延时处理→根据条件来计算判据，得出动作和闭锁的条件，执行相关指令。

图2 110kV变电站备用电源自动投入控制策略工作流程

110kV备用自投系统在使用的过程中需要注意几个基本要求，才能保证系统安全、稳定运行：第一，对电源进行检查，在闭合备用电源断路器前就要做好相关检查，检查保证它是断开的，通过检查可以避免电源系统发生连接错误，从而导致事故的进一步恶化，起到保护设备的作用。实际上，备自投装置有自动保护的功能，它在进行了动作之后，会向工作电源发出跳闸的指令，使其断路，之后再采取相关的动作；第二，对备自投装置是否还有工作电源进行判断，在检查时发现工作的线路检测不到电流，这是在母线失去电压的时候。当母线上的电压互感器出现障碍，即二次回路发生故障，容易误导测控系统，使系统错误地判断为母线失压，导致备自投装置的错误启动，这会扰乱电路的正常运行。母线在短时间失压之后得到恢复，这时候应该先将装置的充电时间调整为零，再重新进行充电；三是备自投装置只能动作一次，当备自投装置上的电源断路器被闭合，如果出现跳闸的情况，这表示有可能有永久性故障。因此，备用电源是不能够再次投入的，以免产生后续冲击或者引发严重故障。

2.2 推广应用的价值

相对普通的备自投系统而言，备用电源自动投入装置有着非常突出的四个优势：第一，其扩展性非常好，它的系统能够允许其他硬件甚至个性化软件功能的扩充和加入，能够运行多种类型的计算机设备，各种应用软件是兼容并且能够进行移植的；第二，投入成本不高，能够对资源进行充分利用，使得资源的浪费达到最少，并且进行这一次性投资，通过对控制方式的有效运用，尽量减少新硬件的增加，减少内耗，降低电网投资成本；第三，有很强的实用性。系统能够依据电网的变化而进行自身调整，灵活且及时；第四，其供电过程中的可靠性非常高，能够使得故障得到有效控制，包括运行方式受到限制而被迫退出等方面的故障，使得供电的可靠性得到有效提高。

3 运行中可能会发生的投入失败情况及处理方法分析

3.1 低压侧的母线发生失电

电流的闭锁设置定值偏低、低压的侧备自投装置没有动作，致使低压侧的母线发生失电。某供电站高压侧的低压侧单母线、内桥接线分段接线。故障发生在2号主变，并且10kVⅡ段有失电现象，由于电力闭锁，导致低压方向的备自投正确闭锁。发生这样的情形，是由于两台主变电流和低压侧已经达到了额定数额的1.25倍。发生这样的情况，一般采取以下措施，为了严重过载现象的发生，需要完善调度规程，更清晰、规范化。在主变的有功负荷总和超出了单台主变容量的1.4倍时，需要考虑备投装置停同时将夏季的高温情况考虑在内，在夏季时要进行适当的压降负荷，使锁定值进行下调，调整为1.4Ie。

3.2 装置的内部参数设置值不相匹配致使低压侧的备自投错误发动

110kV变电站低压侧的单母线与高压侧的内桥接线分段接线。当低压侧母线出现了故障，后备保护装置就会发生一系列的动作，历时1.5s的时间对故障母线进行切除，接下来低压侧的备自投合上分段开关，最后通过10kV分段进行保护，历经1.1s时间，并将故障解除。导致这一故障发生，是由于装置内部参数的默认值，设备内部“遥信去抖时间”的默认设置1号主变故障的开入值为200ms，但在刚才的情况中，实际上只有84ms。因此装置不能够收到闭锁的信号，这样就会导致备自投装置进行错误的动作。针对这个情况，需要通过手动调整进行纠正，将遥信去抖的时间变为70ms，并对设备进行检查和整改。

3.3 电流错误接入装置致使低压侧的备自投错误动作

变电站系统低压侧的单母线与高压侧的线变组接线分段接线。由于高压侧的进线发生故障，10kV的Ⅰ、Ⅲ段母线分段的自投装置没有正确调整，从而使得10kV Ⅰ段的母线失电。导致这种现象的原因是接错电流，对应接入其装置主变次总开关接错，使得设备收集到电流、电压值不相对应，使得自投装置动作错误。针对这一情况的整改意见是进行检查，尤其是对变电站的低压侧备自投装置，并对验收工作进行强化。

3.4 装置的正电源发生接触不良致使低压侧的备自投错误动作

110kV变电站低压侧的单母线与高压侧的线变组接线。在高压侧10kV的Ⅰ、Ⅱ段母线失电，分段开关没有成功自投。原因是尽管对跳101开关合110开关的命令得到执行，但是因为101开关的跳闸接触不良，所以开关未分闸，导致没有动作。针对这一情况的整改措施是加强变电站自投装置的质量，提高工程验收的标准。

3.5 非常规性的开关操作致使高压侧的备自投错误动作

110kV变电站低压侧的单母线与高压侧的内桥接线分段接线。由于主供高压侧的进线2电源发生故障，高压侧的备投装置没有发生应有动作，从而使得站发生失电。这一故障的发生原因是自投装置的判断开关位于手分处，不能满足装置的充电条件，因而没有充电。可以使用以下的措施进行调整：严禁在GIS汇控柜对开关进行分合，并且由于变电站的无人值班，需要对备自投装置进行适当改造，以适应该情况，改造可以通过自投回路进行，由控制回路中的4n110接点改至4n112接点，通过这样的改造来保证装置在发生动分合开关后，能够自行进行调整，不需要手工的复位。

4 结语

目前，由于电网规模的持续扩大，提升其供电的效率和可靠性是迫切而必要的，为了使得供电能够连续、稳定、安全，在110kV变电站中，备用电源的设置变得尤为重要，对可能发生的问题的处理、备用电源自投设备投入率的提高以及变电站整体供电水平的提高具有重要的实际意义。

参考文献

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（责任编辑：蒋建华）