110kV变电站备自投装置的应用研究

110kV变电站备自投装置的应用研究

周柳珊

（广东电网有限责任公司梅州供电局广东梅州514021）

摘要：随着电网负荷不断提高，国民对供电可靠性的要求也在不断提升，110kV电网的结构也日益复杂，备自投装置是电网自动化系统中的重要组成部分，通过对备自投装置应用的研究，可以进一步提高自动化管理的水平。本文从三个方面详细的介绍了备自投装置在110kV变电站中的应用情况，包括了：备自投装置的动作条件和工作要求、在主供电源跳闸后变化、应用中需要注意的问题，以此为变电站的工作人员提供参考。

关键词：供电稳定性；备自投装置；动作条件

引言：在现代经济发展的过程中，对电量的需求不断扩大，尤其是在用电高峰期，很多地区的电量峰值极高，但是电量的缺口问题始终没有得到根治，很多地区存在缺电现象，因此很多变电站都采用相互切换备用电源的方式保证供电的连续稳定。备自投装置就是一种常见的措施，通过备自投装置可以有效减少变电站中的配电事故，缩小停电范围，保证供电稳定性，但是在具体使用的过程中，还需要注意几点问题。

一、备自投装置在110kV变电站中的应用概况

（一）备自投装置的动作条件和工作要求

在110kV变电站中使用备自投装置，首先要明确具体的动作条件和工作要求，第一，备自投装置只能够动作以此，如果线路上的故障属于永久性，那么，在备自投动作后，别用电源线路就会自动切换到故障线路上，从而达到扩大保护范围，加快动作速度，以此避免出现重合闸情况的出现。其次，在使用备自投设备的过程中，如果变电站出现断路器跳闸的情况，应用备自投装置，就可以实现闭锁，通过延时动作，将自动控制转变为手动控制，也可以保证传输正常运行。这就意味着在实际应用的过程中，需要为备自投装置设置延时回路和闭锁回路。在110kV变电站中有两回110kV进线，两回110kV进线分别承担着两路电源的供电，可以划分为主供电源和备供电源，如果主供电源出现故障发生跳闸，但是备用电源没有投入，那么整个变电站都会处于孤网状态，就算满足了备自投装置的供电要求，也无法恢复故障。也就是说，当变电站没有分布式电源接入后，就会变成纯负荷变电站，母线电压、母线频率在此刻都会快速下降，同时备自投装置动作，备用电源投入，恢复供电。

（二）备自投装置在主供电源跳闸后变化

当变电站通过备自投装置计入分布式电源后，母线电压和母线频率会出现不同的变化情况，比如，110kV变电站的母线电压和母线频率，会因为电源的出力和负荷的大小发生不同的变化，备自投装置在主供电源跳闸后变化可以分为三种。

1.小电源出力大于变电站所挂负荷，以小水电为例，当小水电在丰水期时，发生了主供电源跳闸的情况后，母线电压也会随之提升，备自投装置系统的频率也会不断提高。

2.小电源出力等于变电站所挂负荷，以小水电为例，当小水电在平水期时，发生了主供电源跳闸的情况后，孤网可以保持平衡，而且母线电压和备自投装置系统的频率也不会发生变化。

3.小电源出力小于变电站所挂负荷，以小水电为例，当小水电在枯水期时，如果发生了主供电源跳闸的情况，母线电压也会随之降低，备自投装置系统的频率也会不断降低，最终会引发崩溃失控等状况。

因此，在发生主供电源断路器跳闸的情况时，应该采用联切分布式小电源断路器，以此让母线的电压得到下降，保证系统频率稳定，进而保证备自投装置得以稳定使用。

二、备自投装置应用中需要注意的问题

备自投装置的应用可以分为本地备自投和区域备自投，本地备自投一般只是为对应变电站提供便用电源，而区域备自投是安装在外区联络站中，通过联络线为一个地区的变电站提供备用电源切换。无论是本地备自投还是区域备自投，在使用过程中都需要注意一定的问题。

第一，联切过负荷问题，通过上文分析，在安装备自投装置之前，还会在线路中额外安装联切分布式小电源断路器，以此保证备自投可以稳定运行。但是在特殊情况下，备用电源的供电容量无法满足变电站原负荷所需，此时，就会出现联切过负荷的情况。因此在采用备自投之前，要将部分负荷切除，并且对于切除负荷的这部分电路进行严格的管理，避免出现重合闸情况。在备自投装置投入到备用电源线路时，必须要对电源负荷有全面的了解，才能够保证备自投装置得到稳定进行。

第二，解列小电源问题，现阶段很多变电站都会在负荷侧线路中安装小电源，在这样的情况下如果没有断开小电源就盲目的投入备自投装置，那么就会引发故障，对小电源发电机造成冲击。因此，在投入备自投装置时，要保证母线和备用电源线路电压同期，这就需要使用调相机调相，从而避免因为母线和备用电源线路电压不同期而引发的故障问题。比如，采用解列后，投入备自投装置，首先要确定备自投动作的延时时间以及低压整定值，如果发现低压整定值，无法满足灵敏性，或者延时时间较长，那么就要采用断路器辅助触点，以及无流作为启动条件。如果必须要装有小电源，就要加入同期功能，在不满足同期的情况时，不能够启动备自投动作。

第三，母联保护投入问题，很多变电站都会采用单母双分段的接线方式，但是这种接线方式也需要进行全方面的保护，通常会采用短延时或者长延时的跳开分段、进线开关，但是如果故障点没有转移，依然停留在母线上，这样的情况下，在备用电源线路投入时，就会引发较大的短路电路，进而引发越级保护问题的发生，此时，需要迅速切出故障的母线，将故障的危害降至最低。比如，在投入备用电源线路时，同时投入母联开关的速断保护短时，利用母联的速断保护，可以在发生故障母线的第一时间，将故障母线切除。

第四，断路器拒动问题，在备自投装置进行了正确动作后，还会发生断路器拒动的问题，这样的情况下主动电源线路开关处于没跳开的状态，或者备用电源线路的开关没有闭合，在这样情况下，故障得不到解决，备自投装置无法进行下一步动作，会一直处于准备状态。在面对断路器拒动这一问题，可以采用良好方法，第一，让跳闸脉冲一直保持，指导开关跳开；第二，变电站工作人员进行人工干预。比如，如果断路器在跳合闸信号发出后没有动作，就可以中断跳合闸信号，重新发出信号，从而保证备自投装置可以顺利进行下一步动作。以广东电网装备的110kV备自投装置为例，提高区域内的供电可靠性，设置了区域备自投设备，以此保证区域备自投整定值在可以控制的范围内，并且根据装置的状态，备用电源的运行情况，负债情况等内容，生成备自投的控制策略，有效提升系统的自动化程度，降低了成本消耗，保证系统得到稳定安装的运行。

总结：综上所述，本文针对110kV变电站备自投装置的应用进行了详细的分析，对于110kV变电站而言，想要进一步提高系统的综合自动化运行水平，就要加强对备自投装置的研究和应用。近年来，备自投装置在变电站中得到了广泛的应用，备自投装置动作频繁可以提高供电可靠性，但是在应用备自投装置实际过程中，必须要切实提高装置成功率，以此降低变电站负荷损失，有效保证供电可靠性，尤其是广域备自投系统，必须要加强对系统的监测。

参考文献：

[1]刘纪堂.一起110kV变电站备自投装置误动的事故分析[J].科技与创新，2016（16）:146-147

[2]官飞煜.备自投装置在110kV变电站单母线分段接线中的应用[J].工程技术:全文版，2017（2）:00188-00188

[3]李小红.标准化多回线路备自投入装置在变电站的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2016（4）

[4]史佩军.某110千伏变电站NS931型备自投动作失败原因探讨分析[J].电气开关，2017，55（4）:99-101