自动重合闸与备自投的配合研究

卢昌盛

（中国三峡新能源有限公司华东分公司，江苏 南京 210000）

备自投装置的功能是，当线路发生故障时，可以自动迅速将备用电源投入，防止线路或用户断电，有效提高变电站供电可靠性。上级线路设有线路重合闸时，下级变电站备自投需在时间上予以配合。在备自投装置和重合闸配合的过程中，由于各种因素可能会出现一些问题。本文对备自投与线路保护重合闸的配合进行了分析，并提出具体的配合措施。

1 备自投装置在投入运行后的要求

在实际应用中，备自投装置应符合以下要求。

第一，备自投只有在失去工作电源，或者是断路器跳开之后，才能够将备用电源投入。如图1所示，图中断路器DL2、DL7为分位，其他所有断路器为合位。一旦线路L1存在故障后，变电站1的保护将立即动作，将DL4断路器跳开，然后根据整定的时间延时之后在重合闸。变电站2内备自投装置的动作过程是将断路器DL7合闸，即备用电源投入运行。变电站2内备自投装置正确动作的前提条件是需要变电站1的断路器DL4在重合闸失败之后，将断路器DL4跳开，变电2全站失压，之后变电站2的备自投装置才接着动作。因此，变电站2备自投装置动作时间的整定，必须将断路器DL4的重合闸时间进行考虑，即备自投装置动作需大于上述动作时间之和。

图1 变电站一次联系图

第二，当变电站的主变、母差等保护装置动作，或者是手跳开关引起整个变电站失压时，此时需要闭锁备自投动作。以某变电站的分段备自投动作逻辑来进行举例，如下图2所示。图中，断路器DL3处于分位，其余断路器处于合位。假设变电站内#1主变故障引起非电量保护动作，将#1主变两侧的断路器DL1、DL4跳闸。一旦此时主变保护装置没有将备自投装置的动作闭锁，而是由备自投动作自动合上断路器DL3，将备用电源投到发生故障的#1主变，将会引起故障范围扩大。而这种事故是绝对不能够发生的，因此在这种特殊情况下，保护装置需要向备自投装置发出闭锁命令。

图2 内桥接线变电站一次接线图

第三，备自投装置应只能动作1次，这是为了避免当备自投装置动作后，备用电源会再次投入到故障点。但如果是备自投动作后转换了运行方式，且这种方式满足备自投装置的充电条件以及时间，则应该可以再次正确动作，而不因为闭锁不动作。

根据变电站的实际情况以及备自投装置的功能，在和其他保护装置的配合则还需要进行综合的考虑。

2 备自投与自动重合闸之间的配合问题

以图3为例，图中为某220kV变电站，其中进线1和进线2分别挂在Ⅰ母和Ⅱ母上，并且这两条进线的重合闸设为单重方式。

图3 220kV变电站接线方式

假设进线1为电源线路，而在点A处发生故障。进线1的继电保护装置将立刻动作，将断路器1QF以及对侧开关跳开。

若点A处的故障类型为多相故障，则在继电保护装置在动作跳开断路器之后，线路两侧的断路器将不会重合，该线路失电。当设为进线备投方式时，由于断路器1QF 跳闸，导致该变电站的Ⅰ母和Ⅱ母同时失压，进线1在跳闸后没有电流，根据进线备投的动作逻辑，将合上断路器2QF，由进线2为Ⅰ母和Ⅱ母供电，确保变电站不失压。此时故障点位于进线1，断路器2QF合闸成功后，并没有合于之前的故障点，所以线路保护无需向备自投装置发出闭锁命令。假如备自投装置设为分段备自投方式，断路器1QF跳开后，将会合上断路器3QF，来确保变电站的正常供电，同样不能将分段备自投闭锁掉。

若故障点A为单相瞬时故障，则进线1两侧开关会在跳开后，经延时后进行重合，进线1恢复正产运行。当变电站的备自投装置设为进线备自投方式时，在重合闸动作之前进线备自投的动作条件是满足的。如果保护动作的时间整定不恰当，极可能会导致备自投装置发生误动作，而将断路器2QF提前合上。当断路器2QF合上之后，并不会对重合闸的充放电逻辑具备影响，进线1的断路器1QF以及其对侧开关仍会正常重合闸。这样就会导致220kV电网发生非预期的合环运行状态，可能会引起严重的后果。如果备自投装置设成分段备自投方式，在由于故障开关跳开后、线路重合闸动作之前，是满足分段备自投动作逻辑的。如果保护动作的时间整定不恰当，极可能会导致备自投装置误动作而将断路器3QF提前合上。断路器3QF合上之后，并不会对重合闸的充放电逻辑具备影响，进线1的断路器1QF以及其对侧开关仍会正常重合闸，同样会导致220kV电网发生非预期的合环运行状态。

若故障点A为单相永久性故障，则进线1两侧断路器在跳闸后，经单相重合闸延时再重合，再加速跳开断路器，进线1失电。当备自投装置设为进线备自投方式，在跳两侧开关跳开后到重合闸动作前的这段时间内，如果保护动作的时间整定不恰当，备自投装置依然大概率误动作，而将断路器2QF合上，在断路器1QF重合上的瞬间造成220kV电网非预期合环运行状态。与此同时，由于电网的运行方式短时间内快速变化，也可能导致备自投装置发生拒动，即断路器1QF发生跳闸后断路器2QF却无法合闸。进而导致变电站全站失压，后果更加恶化。如果备自投装置处于分段备自投方式，在重合闸动作之前，如果保护动作的时间整定不恰当，备自投装置依然大概率误动作，而将断路器3QF合上，在断路器1QF重合上的瞬间造成220kV电网非预期合环运行状态，同样可能会导致备自投装置拒动，即断路器1QF发生跳闸后断路器2QF却无法合闸，进而导致变电站全站失压，后果更加恶化。

如果故障发生图示B点时，220kV备自投装置在不同的备自投逻辑下，同样会遇到上述故障点A所存在的问题。

3 结语

备自投装置是保证变电站在特殊情况下供电可靠性的重要设备，其动作逻辑需和线路保护的动作时限相配合，以避免备自投装置出现误动或拒动的情况时，导致发生更加严重的电网事故。为解决备自投装置与线路保护之间的配合问题，不能简单地使用线路保护动作来闭锁备自投的方案，而应通过适当整定备自投的动作跳闸时限，使其大于线路保护各逻辑的动作时间之和，以解决备自投装置与线路保护的相互配合问题。在线路保护动作完成后，电网运行方式不会再产生变化，此后备自投装置才进行动作，以确保继电保护设备动作的独立性和正确性。

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