備用電源自動投切裝置用于倒閘操作的探討

田武宏

（太原理工大學(xué)電氣與動力工程學(xué)院，山西 太原 030024）

備用電源自動投切裝置用于倒閘操作的探討

田武宏

（太原理工大學(xué)電氣與動力工程學(xué)院，山西 太原 030024）

變電站在切換雙電源的倒閘操作時，通常是開環(huán)進(jìn)行，傳統(tǒng)的操作方法耗時較長，提出一種利用備用電源自動投切裝置在非事故狀態(tài)下切換雙電源的倒閘操作方法，可以較大程度地縮短操作時間，減小停電造成的影響。

備用電源自動投切裝置；開環(huán)；切換雙電源

0 引言

備用電源自動投切裝置是針對電力系統(tǒng)承受嚴(yán)重復(fù)雜故障時可能出現(xiàn)的危急狀態(tài)，為保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行而配置的安全措施，是變電站內(nèi)為提高供電可靠性所設(shè)的重要自動裝置，特別對供電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為薄弱的地區(qū)，是減少變配電事故的影響范圍，并盡可能少停電的一項(xiàng)重要措施。

1 長治電網(wǎng)備用電源自動投切方式及原理

長治電網(wǎng)110 kV系統(tǒng)共有26套備用電源自動投切裝置，備用電源自動投切方式有兩種，即高壓側(cè)分段斷路器互備用、高壓側(cè)分段斷路器與橋斷路器備用。其中90%的備用電源自動投切采用的是高壓側(cè)分段斷路器互備這一方式。一次系統(tǒng)接線如圖1所示。

備用電源自動投切原理：1號（或2號）進(jìn)線帶兩段母線，1DL、3DL（或2DL、3DL） 在合位，2DL（或1DL） 在分位，當(dāng)1號（或2號） 進(jìn)線電源因故障或其他原因被斷開后，2DL（或1DL） 應(yīng)能自動投入，且只允許動作一次。

2 電力系統(tǒng)開環(huán)操作

圖1 長治電網(wǎng)備自投一次系統(tǒng)接線圖

電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會出現(xiàn)切換雙電源（或稱倒負(fù)荷）的倒閘操作，這種操作在某些特定條件下可以合環(huán)進(jìn)行，但是大多數(shù)情況下必須開環(huán)進(jìn)行。

電力系統(tǒng)的電磁環(huán)網(wǎng)是指不同電壓等級的輸電線路通過變壓器磁或電磁耦合構(gòu)成的環(huán)形電網(wǎng)。電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，通常是指2個相鄰電壓等級的電氣元件聯(lián)結(jié)成環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。2個以上電壓等級的電氣設(shè)備形成電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的情況，只有在調(diào)度員處理事故或轉(zhuǎn)移負(fù)荷的短暫時刻里，通過驗(yàn)算確無問題，方可采用這種過渡式的臨時極端特殊的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式[1]。

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行往往比較忌諱。據(jù)統(tǒng)計，我國1970年—1990年共發(fā)生與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的功角和電壓穩(wěn)定破壞事故187次，其中與高低壓網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)的事故達(dá)55次，占20.2%。國外與電磁環(huán)網(wǎng)相關(guān)的大停電事故也屢見不鮮，因此，只要可能，電磁環(huán)網(wǎng)均采取開環(huán)方式運(yùn)行。開環(huán)運(yùn)行的可取之處有穩(wěn)定易于控制、潮流控制方便、有效地限制短路容量、提高輸電效率等[1]。

3 利用備用電源自動投切裝置進(jìn)行倒閘操作的實(shí)例

實(shí)際倒閘操作時，如按傳統(tǒng)的開環(huán)操作進(jìn)行雙電源切換，不僅耗時長，而且停電范圍廣，造成的經(jīng)濟(jì)損失較大。長治供電公司調(diào)度所在長期的工作實(shí)踐中，針對安裝有備用電源自動投切裝置的變電站在進(jìn)行雙電源切換操作時，探索出了一種行之有效的方法，縮短了操作時間，取得了很好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。

110 kV蟠龍變電站為雙電源供電，見圖2，兩回進(jìn)線分別來自王家峪和西井站，中低壓電網(wǎng)供13座煤礦（包括3座高瓦斯礦井）和農(nóng)用線路。從圖2中可以看出，蟠龍站在進(jìn)行雙電源切換時，由于涉及到的電氣距離長，環(huán)內(nèi)有電廠等原因不可能合環(huán)操作，因此，一旦開環(huán)操作就會引起上述用戶停電，尤其影響高危行業(yè)的用電安全。

圖2 蟠龍站雙電源合環(huán)圖

在工作實(shí)踐中，針對蟠龍供電站這種大環(huán)網(wǎng)中的變電站切換電源時，利用其安裝有備用電源自動投切裝置的優(yōu)勢，人工手動操作裝置切換電源開關(guān)，達(dá)到縮短操作時間的目的。

傳統(tǒng)的操作方法：2010年3月31日，長治供電公司調(diào)度值班日志顯示蟠龍站由110 kV峪蟠線（王家峪站）倒由110 kV蟠西線（西井站）供電時，從“12：20通知東莊站××停電倒電源”（東莊由蟠龍站35 kV高壓開關(guān)供，此站帶有煤礦，停電需提前通知用戶）到13：25倒閘操作完畢共耗時1.05 h。具體操作票見圖3。

圖3 2010年3月31日蟠龍站由110 kV峪蟠線倒由110 kV蟠西線供電操作票

2010年4月9日蟠龍站安裝了備用電源自動投切裝置，同年6月10日蟠龍站在進(jìn)行上述同樣的倒閘操作時，利用了該裝置，在當(dāng)天的值班日志中可以看出從“12：08通知武鄉(xiāng)縣調(diào)××讓用戶做好停電準(zhǔn)備”到12：35操作完畢，共耗時27min，較3月31日的操作時限縮短了38min。具體操作票見圖4。

4 結(jié)束語

蟠龍站的備用電源自動投切裝置在事故狀態(tài)自動切換開關(guān)時間定值為3.3 s，而非事故狀態(tài)下人工切換最多也不過幾十秒，可以看出利用備用電源自動投切裝置在非事故狀態(tài)下切換雙電源時，可以大大縮短倒閘操作時間，不僅減少了用戶停電時間和經(jīng)濟(jì)損失，同時，也為電網(wǎng)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

圖4 2010年6月10日蟠龍站由110 kV峪蟠線倒由110 kV蟠西線供電操作票

［1］ 成濤，成連生.電力系統(tǒng)的電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行［J］.華中電力，2001（6）：17-19.

Discussion on Switching Operation with Automatic Standby Power Switching Device

TIANW u-hong
（College of Electrical and Power Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan，Shanxi 030024，China）

Open-loop is usually adopted in the switching operation in transformer substation.Since the traditional operation method is time-consuming，the method of switching the double power with automatic standby power switching device in the nonaccident state is put forward，based on which,the operation time can be shortened greatly and the influence of power-off can be lessened.

automatic standby power switching device；open-loop；double power automatic switch-over device

TM762.1

B

1671-0320（2012）04-0019-03

2012-05-12，

2012-06-12

田武宏（1978-），女，山西沁縣人，2004年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)，工程師，2011級太原理工大學(xué)電氣工程專業(yè)在讀工程碩士研究生，從事調(diào)度運(yùn)行方式工作。