220 kV变电站110 kV标准化备自投装置在倒闸操作中的应用及分析

侯成

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东 珠海 519099）

0 引言

随着电力系统的飞速发展，为了保护主干电网的运行安全与稳定,开始在220kV变电站110 kV电网中大量使用备用电源自动投入装置（简称备自投装置）。广东电网公司标准化的110 kV侧备自投装置集成了线路备自投和母联(分段)备自投功能，在变电站倒闸操作时对备自投装置相关压板操作要求准确无误,以免引发装置的误动或拒动，备自投在投运前，需进行现场传动试验，以校验其逻辑原理及回路的正确可靠性。标准化的110 kV侧备自投装置为今后超高压电网备自投的配置、倒闸操作实施应用和现场传动试验提供了良好的技术引领和参考,具有重要现实意义。

1 220 kV变电站标准化110 kV备自投装置功能

典型的220 kV变电站110 kV备自投装置有线路备自投、母联备自投功能，切小电源及切负荷功能。标准化110 kV备自投装置110 kV线路数按照6回配置，按照3组双回线设置。图1为220 kV雨塘变电站110 kV一次接线图，110 kV备自投装置选用南京南瑞PCS-992M型产品，其中110 kV 6回线路（110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线、#1主变变中、#2主变变中、备用线5、备用线6）可分为主供、可备投、检修、不可备投四种状态，可备投只在线路备自投中有效。110 kV母联开关可分为运行、检修、可备投、不可备投四种状态。

1.1 线路备自投

线路备自投将互为备投的线路分为两组，110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线为组1，#1主变变中、#2主变变中为组2，两组线路互为备自投。（1）充电条件。“备自投功能压板”在投入状态；母联检修压板退出时两段母线均有压，或母联检修压板投入时有且仅有一段母线有压；非检修状态的母联开关应在合位；其中一组线路有主供线路，另一组线路有且只有备投线路。满足上述条件经过Tc时延后，装置处于充电完成状态，备自投功能开放。（2）启动条件。所有运行的母线无压：Ⅰ母电压、Ⅱ母电压＜U2（判电压启动定值）；所有主供线路跳闸：所有主供线路无流，同时主供线路PT无压或开关分位。满足启动条件经Tq延时后，装置启动，出口跳开所有主供线路开关。（3）动作逻辑。110 kV线路备自投动作逻辑如图2所示。

1.2 母联备自投

（1）充电条件。“备自投功能压板”在投入状态；母联开关在备投状态。满足上述条件经过Tc时延后，装置处于充电完成状态，备自投功能开放。（2）启动条件。任一段母线电压＜U2（判电压启动定值）；有主供线路跳闸（有主供线路无流，同时该主供线路PT无压或开关分位），且其切换后电压＜U2（判电压启动定值）。满足启动条件经Tq延时后，装置启动，出口跳所有跳闸且切换后电压失压的主供线路的开关。（3）动作逻辑。110 kV母联备自投动作逻辑如图3所示。

2 110 kV备自投装置在倒闸操作中的应用

2.1 正常运行方式

110 kVⅠ、Ⅱ母并列运行，110 kV母联合位，#1、#2主变运行中（主供），110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线热备用中（可备投），线路备自投方式充电中。

2.2 110 kVⅠ、Ⅱ母转为长期分列运行

图2 线路备自投动作逻辑图Fig.2 Circuit preparation circuit diagram

110 kV母联开关由合位变为分位，备自投装置报“母联开关HWJ异常、备自投方式异常”告警，此时备自投装置仍满足充电条件，线路备自投方式保持充电中。在线路备自投方式不放电情况下，无法自动转为自动母联备自投方式。

图1 220 kV雨塘变电站110 kV一次接线图Fig.1 110 kV primary wiring diagram of 220 kV Yutang substation

图3 母联备自投动作逻辑图Fig.3Mother-in-the-job self-injection action logic diagram

由于在110 kVⅠ、Ⅱ母长期分列运行状态下，如果仍工作在线路备自投方式下，当出现只有Ⅰ母或Ⅱ母失压及所挂主供线路（主变）跳闸，线路备自投将无法启动（无法自动恢复失压母线供电）。需要将线路备自投方式转为母联备自投方式，有以下2种操作方法：（1）将110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线热备用（可备投），转变为运行（主供），将线路备自投方式放电后自动转为母联备自投方式。（2）在运行方式不改变情况下，人为退投下“备自投功能投入”硬压板或软压板，将线路备自投方式放电后转为母联备自投方式。

2.3 110 kVⅠ、Ⅱ母分列运行转为并列运行

110 kVⅠ、Ⅱ母分列运行中，110 kV母联开关分位，#1、#2主变运行中（主供），110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线热备用中（可备投），母联备自投方式充电中。

110 kVⅠ、Ⅱ母分列运行转为并列运行，110 kV母联开关由分位变为合位，母联备自投方式放电后经5s充电延时自动转为线路备自投方式充电中。

2.4 110 kVⅠ、Ⅱ母并列运行转110 kV单母运行

110 kV母联开关分闸时备自投装置将只能工作于线路备自投方式。将所有运行或热备用线路倒至一条母线上， 110 kV母联开关由合位变分位，母联转冷备用，投入“110 kV母联检修”检修硬压板，此时110 kV 单母运行，110 kV母联开关分位，#1、#2主变运行中（主供），110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线热备用中（可备投），线路备自投方式充电中备自投仍在线路备自投方式。

2.5 110 kV单母运行恢复并列运行

退出“110 kV母联检修”检修硬压板，执行110 kVⅠ、Ⅱ母倒母操作，将所有运行或热备用线路倒至一条母线上，110 kV单母运行恢复并列运行，110 kV母联开关由分位变合位，此时备自投仍在线路备自投方式。

2.6 110 kV母联开关由运行转冷备用

110 kV母联开关检修时装置将只能工作于线路备自投方式。此时有两种操作方法：（1）母联检修前将所有运行或热备用线路倒至一条母线上。110 kV母联开关由运行转冷备用，110 kV母联开关（由合位变为分位），备自投装置报“母联开关HWJ异常、备自投方式异常”告警，备自投装置仍满足充电条件，线路备自投方式保持充电中。投入“110 kV母联检修”检修硬压板，此时备自投仍在线路备自投方式。（2）先退出线路备自投，执行110 kV 母联开关由运行转冷备用操作，投入“110 kV母联检修”压板，此时备自投无效。长时间停电检修此种方式不推荐，主要用于紧急抢修期间方式转换减少倒闸操作时间考虑。

2.7 110 kV母联开关由冷备用转运行

如采用2.6节第1种操作方法，则恢复方式同2.5节，如采用2.6节第2种操作方法，退出投入“110 kV母联检修”压板，执行110 kV母联100开关由冷备用转运行操作，投入线路备自投。

2.8 主供线路或主变停送电操作

备自投检修压板按照“后投先退”原则执行，即一次设备停电操作后投入备自投装置中对应的检修压板，一次设备复电前先退出检修压板，备自投装置开入110 kV 4回线路（110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线、#1主变变中、#2主变变中）皆可按此操作，此时，线路备自投充电有效。

2.9 可备投线路恢复主供操作

可先投入需操作的操作可备投线路（110 kV雨五甲线、110 kV雨五乙线）检修压板，使其其开入量、电气量不参与备自投逻辑及异常的判断。继续执行可备投线路开关分位到合位操作，此时线路备自投充电有效。

3 110 kV备自投装置现场传动试验

3.1 110 kV备自投现场传动试验思路

（1）现场传动试验过程与元件的实际状态无关，仅需参与测试的开关配合即可，需灵活处理测试时电网运行方式，从而避免用户停电，确保电网稳定运行，同时应最大限度减少一次设备的倒闸操作，降低停电风险。

（2）通过方式预置[1]的方法，将不希望参与测试的元件的对应检修压板投入即可实现其开入量、电气量不参与备自投逻辑及异常的判断。

（3）220 kV变电站110标准化备自投装置引入主变高开关切换电压电气量，而主变变高开关切换电压取自220 kV母线电压，现场传动应模拟主变高开关切换电压失压条件。

3.2 110 kV备自投现场传动试验操作步骤

（1）#1主变变中101开关间隔与110 kV雨五甲线183开关间隔互为备投试验。将#1变变中101开关和110 kV雨五甲线挂110 kVⅠ母，其他运行的110 kV间隔挂110 kVⅡ母，110 kV母联100开关热备用；投入“110 kV母联开关检修”压板、“110 kV雨五乙线184开关检修”压板、“#2主变变中102开关检修”压板,在备自投屏后断开110 kVⅡ母电压空开，在此情况下，实际操作使得110 kVⅠ段母线失压，线路备自投逻辑可启动，实现#1主变变中101开关和110 kV雨五甲线183开关间隔互为备投试验。

（2）#2主变变中102开关间隔与110 kV雨五乙线184开关间隔互为备投试验。将#2主变变中102开关和110 kV雨五乙线挂110 kVⅡ母，其他运行的间隔挂110 kVⅠ母，110 kV母联100开关热备用；投入“110 kV母联开关检修”压板、“110 kV雨五甲线183开关检修”压板、“#1主变变中101开关检修”压板，在备自投屏后断开110 kVⅠ母电压空开，在此情况下，实际操作使得110 kVⅡ段母线失压，线路备自投逻辑可启动，实现#2主变变中102开关和110 kV雨五乙线184开关间隔互为备投试验。

（3）合110 kV母联100开关的母联自投试验。#1主变变中101开关挂110 kVⅠ母，其他间隔挂110 kVⅡ母，110 kV母联100开关热备用，实际操作断开#1主变变高2201开关，使得110 kVⅠ母失压时，母联备自投可启动。#2主变变中102开关与110 kV母联100开关母联备自投试验与上原理相同。

4 结论

110 kV标准化备自投装置在广东地区已成熟运用，满足各种接线方式。通过220 kV雨塘变电站实际应用效果来看，保护装置可靠性高，倒闸操作执行到位，传动试验正确无误。对于不同的主接线方式，操作会略有不同，但基于标准化的外部回路及逻辑功能的备自投操作思路基本相同。