ARP-851A數(shù)字式備自投裝置簡介

高 瓊

景洪供電有限公司，云南景洪 666100

1 概述

ARP-851A備自投裝置，適用于10kV、6kV、0.4kV電壓等級，當(dāng)工作電源跳開后，為有效減少停電時(shí)間或者縮小停電范圍，能自動(dòng)經(jīng)延時(shí)迅速地將備用電源投入工作，同時(shí)兼有保護(hù)測控功能?？山M屏安裝，也可就地安裝到開關(guān)柜。

2 特點(diǎn)

1）背插式全密閉機(jī)箱，IP61防護(hù)等級，可工作于惡劣環(huán)境；2）保護(hù)、測控一體化，漢字液晶顯示有關(guān)信息及操作提示，面板LED指示燈，清晰表明裝置正常、異常及動(dòng)作時(shí)的各種狀態(tài)；3）裝置提供高精度的負(fù)荷錄波，便于分析負(fù)荷；4）適用溫度范圍寬：-25℃～+55℃；5）跳合閘電流自適應(yīng)；6）靈活方便的通信接口配置，強(qiáng)大的通信規(guī)約，可滿足電力系統(tǒng)的要求。

3 功能

1）備自投功能：一般根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)，應(yīng)用于單母線接線方式的現(xiàn)場，并且根據(jù)工況不同，分為進(jìn)線不分段、變壓器不分段、進(jìn)線分段、變壓器分段四種運(yùn)行方式，在這幾種運(yùn)行方式下，還能夠靈活實(shí)現(xiàn)多達(dá)十四種明備投、暗備投、以及備投動(dòng)作后自動(dòng)復(fù)位的功能組合；

2）保護(hù)功能：分段（橋）斷路器兩段過流、一段零序過流、相電流和零序電流充電保護(hù)、過負(fù)荷聯(lián)切；合環(huán)保護(hù)；

3）測控功能：一個(gè)斷路器就地操作及遠(yuǎn)方操作，及斷路器拒動(dòng)檢查；控制回路斷線告警、母線PT斷線告警、線路PT斷線告警；測量Iac、Icc、Uab1、Ubc1、Uab2、Ubc2、P、Q、Cosφ、F1。

4 備自投運(yùn)行方式及原理

備自投裝置需要判斷母線或線路有壓或無壓，線路有流或無流，作為是否可以正常投入的判據(jù)，以下為各種判據(jù)的解釋：

母線有壓：指接入到裝置的母線線電壓值，大于母線有壓定值。

母線無壓：指接入到裝置的母線線電壓值，小于母線無壓定值。

線路有壓：指接入到裝置的進(jìn)線任一線電壓值，大于線路有壓定值。

線路無壓：指接入的裝置的進(jìn)線任一線電壓值，小于線路無壓定值。

進(jìn)線無流：指接入到裝置的進(jìn)線電流的任一相電流值，小于進(jìn)線無流定值。

4.1 單母線雙電源進(jìn)線分段（或橋）斷路器備自投方式

雖然現(xiàn)場使用的ARP-851A備自投裝置具有四種運(yùn)行方式及十六種備自投方式的靈活組合，但根據(jù)我公司所屬變電站系統(tǒng)主接線運(yùn)行方式，屬于單母線雙電源進(jìn)線帶分段運(yùn)行方式，最適合采用進(jìn)線分段（或橋）斷路器備自投方式。（以下內(nèi)容均已介紹此種運(yùn)行方式為主，其他運(yùn)行方式不再贅述）

圖1 進(jìn)線帶分段（橋）備自投主接線

4.2 原理簡介

1）裝置分別接入每段母線的母線電壓（Uab1、Ubc1、Uab2、Ubc2），作為母線有壓、母線無壓的判據(jù)；2）裝置分別接入每條電源進(jìn)線的線電壓（UL1、UL2），作為備自投裝置充電條件、放電條件及動(dòng)作條件的判據(jù)，可經(jīng)控制字或者軟壓板選擇投退；3）裝置分別接入每條電源進(jìn)線的一相電流（IL1、IL2），其目的是用來判斷電源進(jìn)線斷路器是否已經(jīng)跳開，并且可以精確預(yù)防PT斷線造成分段（橋）斷路器誤動(dòng)作；4）裝置分別接入每條電源進(jìn)線和分段（橋）斷路器的位置（接線圖中斷路器1DL、2DL、3DL的位置），用于系統(tǒng)運(yùn)行方式、充放電條件以及備自投動(dòng)作條件的判據(jù)。

4.3 進(jìn)線分段備投明備投方式1

1#電源進(jìn)線投入運(yùn)行，2#電源進(jìn)線冷備用，分段（橋）投入運(yùn)行，即斷路器1DL、3DL在合閘位置，斷路器2DL在分閘位置。在系統(tǒng)正常運(yùn)行工況下，當(dāng)1#電源進(jìn)線因故障導(dǎo)致失電后，備自投裝置在滿足充電條件的情況下，跳開1#電源進(jìn)線斷路器，自動(dòng)投入2#電源進(jìn)線斷路器。（方式2與方式1同理）

4.3.1 充電條件

1）I段母線、II段母線均三相有壓，2#電源進(jìn)線有壓（UL2）；2）斷路器1DL、3DL在合閘位置，斷路器2DL在分閘位置；3）軟件固定經(jīng)15 秒延時(shí)后滿足充電條件，充電完成。

4.3.2 放電條件

1）2#電源進(jìn)線斷路器2DL在合閘位置；2）裝置開入點(diǎn)有外部引入的閉鎖備自投、手動(dòng)投切備自投、斷路器拒動(dòng)等信號高電平進(jìn)入；3）當(dāng)備自投裝置整定控制字“2#電源進(jìn)行進(jìn)線電壓檢查”設(shè)置為投入時(shí)，2#電源進(jìn)線無壓（UL2）；4）備自投整定控制字“明備投方式1”設(shè)置為退出。

4.3.3 動(dòng)作過程

當(dāng)充電完成后， 1#電源進(jìn)線失電，導(dǎo)致I段母線、II段母線均三相無壓，當(dāng)2#電源進(jìn)線整定控制字“電壓檢查”控制字選擇投入時(shí)，2#電源進(jìn)線有壓（UL2），1#電源進(jìn)線IL1無流，則保護(hù)裝置啟動(dòng)，經(jīng)“明備投方式1延時(shí)”跳開1#電源進(jìn)線斷路器1DL，并在確認(rèn)1#電源進(jìn)線斷路器1DL跳開后，合2#電源進(jìn)線斷路器2DL。

4.3.4 明備投自復(fù)方式

當(dāng)備自投裝置動(dòng)作，投入備用電源進(jìn)線以后，只要失電電源進(jìn)線電壓恢復(fù)正常， 裝置將以自復(fù)方式動(dòng)作，使系統(tǒng)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)。

4.4 進(jìn)線分段備投暗備投方式1

當(dāng)兩段母線分列運(yùn)行時(shí)，分段（橋）斷路器斷開，兩段母線處于相互暗備用狀態(tài)，即兩條電源進(jìn)線的斷路器1DL、2DL均在合閘位置，分段（橋）斷路器3DL在分閘位置。當(dāng)2＃電源進(jìn)線因故障導(dǎo)致失電后，備自投裝置在滿足充電條件的情況下，跳開2#電源進(jìn)線斷路器，同時(shí)將分段（橋）斷路器自動(dòng)投入。（方式2與方式1同理）

4.4.1 充電條件

1）I段母線、II段母線均三相有壓；2）斷路器1DL、2DL在合閘位置，斷路器3DL在分閘位置；3）軟件固定經(jīng)15 s延時(shí)后滿足充電條件，充電完成。

4.4.2 放電條件

1）I段母線、II段母線均三相無壓；2）分段（橋）斷路器3DL在合位；3）裝置開入點(diǎn)有外部引入的閉鎖備自投、手動(dòng)投切備自投、斷路器拒動(dòng)等信號高電平進(jìn)入；4）當(dāng)備自投裝置整定控制字“暗備投方式1”設(shè)置為退出。

4.4.3 動(dòng)作過程

當(dāng)充電完成后， I段母線三相有壓，II段母線三相無壓，2#電源進(jìn)線IL2無流，則保護(hù)裝置啟動(dòng)，經(jīng)“暗備投方式1延時(shí)”跳開2#電源進(jìn)線斷路器2DL，并在確認(rèn)2#電源進(jìn)線斷路器2DL 跳開后，合分段（橋）斷路器3DL。

4.4.4 暗備投自復(fù)方式

當(dāng)備自投裝置動(dòng)作，投入分段（橋）斷路器以后，只要失電的工作電源恢復(fù)正常，裝置將以自復(fù)方式動(dòng)作，先跳開分段（橋）斷路器，并在確認(rèn)分段斷路器跳開后，自動(dòng)恢復(fù)工作電源。

5 保護(hù)測控功能介紹

5.1 控制回路斷線告警

“控制回路斷線告警”整定控制字選擇投入，當(dāng)裝置采用本身操作回路時(shí)，從內(nèi)部采集斷路器合閘位置和分閘位置，當(dāng)判斷到兩個(gè)位置狀態(tài)相同時(shí)，經(jīng)延時(shí)發(fā)控制回路斷線告警，該功能可通過控制字選擇投入或者退出。

5.2 線路PT斷線告警

“檢查線路電壓”整定控制字選擇投入，判斷線路電壓UL1（UL2）小于0.3Un，并且線路電流IL1（IL2）大于0.02In，經(jīng)9 秒報(bào)1#（2#）PT 斷線告警，該功能可通過控制字選擇投入或者退出。

5.2 母線PT斷線告警

“母線PT斷線告警”整定控制字選擇投入，當(dāng)下面條件之中任一條件滿足時(shí)，經(jīng)9秒報(bào)母線PT斷線告警，該功能可通過控制字選擇投入或者退出。

1）最大相間電壓UФфmax＜30V，且相應(yīng)母線進(jìn)線電流大于無流定值；2）或者最大相間電壓UФфmax＜30V，當(dāng)備投方式選擇為變壓器分段、進(jìn)線分段備投時(shí)，如果母聯(lián)斷路器合位且相鄰母線進(jìn)線電流大于無流定值；3）UФфmax＞30V，且UФфmax＞1.25* UФфmin(最小相間電壓)。

5.4 過負(fù)荷聯(lián)切

暗備自投動(dòng)作以后，在投入的整定時(shí)間內(nèi)，監(jiān)視備用電源一相電流，當(dāng)電流超過定值以后，過負(fù)荷聯(lián)切啟動(dòng)，其后再不受投入的整定時(shí)間的控制，直到啟動(dòng)返回或所有各輪聯(lián)切動(dòng)作后，過負(fù)荷聯(lián)切自動(dòng)退出。

5.5 分段（或橋）斷路器電流保護(hù)

裝置具備相電流充電保護(hù)、零序電流充電保護(hù)、兩段過電流保護(hù)和零序過流保護(hù)功能，這些保護(hù)均獨(dú)立于備自投邏輯，可通過軟壓板選擇投入或退出。

5.6 合環(huán)保護(hù)

裝置設(shè)有合環(huán)保護(hù)功能，在系統(tǒng)處于合環(huán)運(yùn)行時(shí)，如果合環(huán)電流大于定值則延時(shí)動(dòng)作于出口，該功能可通過控制字選擇投入或者退出。。

5.7 斷路器拒動(dòng)檢查

備自投動(dòng)作邏輯需要判斷相應(yīng)的斷路器位置，為防止因斷路器拒動(dòng)，而導(dǎo)致裝置一直等待斷路器變位而無法終止備自投邏輯，本裝置設(shè)有斷路器拒動(dòng)檢查功能。裝置發(fā)出斷路器跳合閘命令10s后，若判斷出斷路器未能變位，則立即終止相應(yīng)的備自投過程，并收回跳合閘命令，同時(shí)發(fā)斷路器拒動(dòng)信息。

5.8 遙測功能

裝置正常情況下實(shí)時(shí)測量接入裝置的兩相電流（Iac，Icc），兩段母線電壓（Uab1、Ubc1、Uab2、Ubc2），有功功率（P）、無功功率（Q）、功率因數(shù)（COSΦ）和母線頻率（F1）。

結(jié)論：在變電站的多次實(shí)際應(yīng)用中，均體現(xiàn)出ARP-851A數(shù)字式備用電源自投保護(hù)測控裝置原理先進(jìn)、設(shè)計(jì)合理、動(dòng)作可靠、采樣精度高的特點(diǎn)，完全滿足電力系統(tǒng)的要求。

[1]Q/AJ 6233-2008.ARP-850A系列數(shù)字式備用電源自投保護(hù)測控裝置.

[2]GB50059-92.35-110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)程.