110 kV智能变电站备自投保护用母线电压的分析

110 kV智能变电站备自投保护用母线电压的分析

陈宇

广东电网有限责任公司广州供电局变电管理二所 广东广州510000

摘要:110 kV智能变电站需要有备用电源作为自投装置，从而检测和维修变电站故障，在110 kV智能变电站的备自投保护断开之后,可以及时地进行反应，自动应用备用电源，保证110 kV智能变电站的正常工作，同时也需要有备自投保护用母线的电源投入工作,才可以在进行智能化管理。在此过程中，双母线接线有较强的特殊性,110 kV智能变电站的备自投保护用母线会发生一定的改变，才可以适应灵活的接线形式,提高110 kV智能变电站的可靠性，加强电力系统的安全性和经济性。

关键词:110 kV智能变电站；备自投；保护用母线；电压分析

     回线和两回线路以上的多回供电线路改造,通过增加备用线路能够进一步提高可靠性,而其可以自动投入使用,这样的装置便是备自投。近年来，我国110 kV智能变电站经常会出现一些事故问题，很大程度上也会影响用户的用电质量。电力企业应当探索更加高效的备自投保护方法，完善变电站的架构,减轻110 kV变电站运行负荷,降低变电站发生故障断电的可能性,才可以保证110 kV智能变电站的稳定运行。在此过程中，如果母线故障被母线保护切除,备自投就可以动作于合闸,使变电站的断路器合闸于故障。

一、110 kV智能变电站备自投保护用母线概述及优势

1.110 kV智能变电站备自投保护用母线基本原理

备自投设备是备用电源在主电源被断电之后,立即取代主电源的功用,自动的投入使用的一个电力能源装置,一般包括分段备自投、主变备自投及线路备自投。一般情况下,可以采用蓄电池的方法,有些大型的医院、工厂等,也可用发电机进行备自投的使用,第三种情况便是蓄电池和柴油发电机共同投入使用的情况。备自投设备具备的电源为自动转换开关,数量为两个,其中一个为备分使用,另一个为正常使用,当其中一个出现问题的时候,另一个可以通过判别,补充进来继续工作,中间并无间断。目前最大的电流可以达到约650A。值得注意的是,如果备用对象出现问题的情况下,应该关闭整个备自投的开关。110 kV智能变电站备自投保护用母线电压的工作原理,是直流控制电源小开关和防跳继电器,通过遥控合闸或开关柜手动合闸,执行分闸指示,从而可以实现远程或本地之间进行切换。110 kV智能变电站备自投保护用母线电压第一阶段是充电过程,如果进线断路器合、分段断路器分,自投转换开关位置投入,即在延时后开放备自投。第二阶段是在备自投开放时,如果检测到母线失压且无电流的状态,而另一条备用线检测到有电压,那么将转换开关位置投入,并启动备自投。第三阶段,是在一段线路出现失电的状况,而断路器仍然处于合位状态。这时备自投应当断开这一段线路的进线开关,然后启动备自投,再合上分段开关,母线重新供电,闭锁备自投。

2.备自投保护用母线优势

备自投能够保证闭锁的可靠性。一旦要流入下一级的动作,在程序上必须满足当前动作的多个条件要求。如果不能满足当前动作的条件,那么程序将不再运行,并自动执行闭锁动作。如果系统采取单相接地方式的时候,就会把自动进行备自投的闭锁操作。如果满足自投条件时,母线备自投将采取闭锁动作,以免发生二次合闸的情况。在主变进线跳闸的情况下,母线如果发生了失压故障，进线上也没有电流,备自投就会闭合相应的分段,从而让一段母线干扰到其他的母线。主变后备过流保护动作会直接影响到110 kV智能变电站备自投保护用母线电压的稳定。在一些更加复杂的情况下,备自投还可以自动进行正确的动作。

二、110 kV智能变电站备自投保护用母线电压形式

    110 kV智能变电站备自投 的主接线形式为只有进线PT,没有母线PT,即PT在受电的前方,当线路侧有电,但受电开关没合上时,母线就会不带电,而用户站不设分段开关柜,正常运行时,甲受电或乙受电带整段母线,备自投一般采用进线备自投,母无压且甲受电IL1无流,延时跳甲受电开关。确认受电开关跳开后,收回甲受电开关跳闸命令,进线备自投逻辑完成。接到单受电跳闸、受电合闸命令以后，就会自动结束进线备自投逻辑,线路备自投放电,装置发出"备自投失败"信号。两个造成备自投启动的原因。上级开关故障跳闸后,一旦发生了突然的故障以后，重合闸就会产生动作,有效防止环网运行,如果工作电源开关偷跳会导致母线失压,无流,需要启动备自投合备用电源开关。如果受电本身保护动作,输出接点闭锁备自投装置,使其放电。

三、110 kV智能变电站备自投保护用母线电压

1.备自投工作的前提条件

主变保护动作的闭锁进线备自投的动作会出现很有严重的后果。可以采用主变保护不闭锁进线备自投的方式。在进线保护的操作回路中，主要是通过手动或遥控的方式来进行的跳闸并合后继电器。110 kV智能变电站备自投装置在跳闸接入回路后,接入闭锁备自投,很容易导致自投装置的瞬时放电,从而让110 kV智能变电站备自投保护用母线失压。因此，必须要采取手动或遥控动作进行跳闸,并闭锁重合闸。在实施手跳动作时闭锁备自投时，可以实现重合阀的闭锁，备自投就不能发生错误的动作,备自投就无法闭锁。110 kV智能变电站备自投保护用母线需要有备用电源或者备用设备。并且工作电压需要瞬间下降。备自投开关能够立即打开并且投入使用。母线电源工作故障,不能满足用电需求。因此，就需要备用电源应该满足母线的电压要求。也应该采用电压监控器对母线和备用线进行动态监测,必要时,也可以采用重合闸,在线路需要的地方,并且要安装电压互感器。

2.备自投工作的工作流程

当母线电压瞬时下降时候,装置采用动态监测器通过对电压监控,迅速判断电源状态,并且立即切换电源并对设备的运行状态进行时刻记录。应注意,通常来说,为了防止和避免扰动和拒动,一定不可以投入低电压保护。确保保证所有的母线供电设备处于断开状态,拉开闸门至备自投电源或备自投设备。启动备用电源,当工作正常之后,时刻监控运行数据,检查发电机开关、控制柜内各断路器的工作状态。正在运转,并保证向各负载送电。在具备恢复供电条件后,应及时做好电源转换工作,尽早恢复到主供电设备投入使用。

3.整组复归时间

母线电源无压而备用电源有电压的情况下,应该对工作电源判断,当判断为无流后,才可以进入工作状态,避免错误。也需要闭锁线路保护的重合闸,这样主变保护动作跳闸后,备自投装置就不会出现错误动作,系统也不会被冲击,同时备用线路将保证供电的持续性和连续性。如果备用电源检测有电压,但母线电源没有电压时,备自投的放电是需要经过一个时间段的调整之后,才可以放电,从而能够准确的判断避免工作电源与失压判断失误的发生。

结语:

    综上所述，110 kV智能变电站备自投保护中，如果在110kV母线分列运行或有母线检修时,母线发生故障并由母线保护切除后,需将备自投装置闭锁,从而可以更好地预防其动作合闸于故障,避免其扩大事故范围。110 kV智能变电站备自投保护用母线电压需要进一步完善变电站故障录波能力，加强母线保护动作遥信告警等级，还应当构建和区域输配电现状相符的远方备自投系统,更好地提高变电站运行的稳定性。运行人员必须要定期检查信息流和其运行状态，才可以切实提高110 kV变电站远方备自投效果,为各行各业带来更好的供电服务。

参考文献:

[1] 秦江平.备自投装置在桂林电网中的投运分析[J].广西电力，2018，34（4）：21-23.

[2]陈杰明.关于220kV备自投未动作的分析及整改[J].中国电力教育，2019（15）：132-134.

[3]黄剑.220kV备用电源自动投入装置现场运行问题分析[J].供用电，2019（01）：32-35.

[4] 杨合民，路小俊，王军，等.一种适用于串联电网接线的远方备自投装置[J].电力系统自动化，2011，35（20）：94-97.