備用電源自投裝置在變電站中的應(yīng)用

王磊

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于電力的需求也在逐年增加，我國(guó)通過(guò)將西部電力富余省份的電力輸送到東部發(fā)達(dá)省份來(lái)解決東部省份的電力缺口。電力從電廠生產(chǎn)出來(lái)后，被送入到電網(wǎng)中，而后經(jīng)過(guò)電網(wǎng)到所需電力的變電站中，最后經(jīng)過(guò)變電站輸送到最終用戶。在這一過(guò)程中，為了保障電氣供電質(zhì)量的穩(wěn)定，需要在變電站中添加備用電源自投入裝置來(lái)應(yīng)對(duì)電源突然中斷而導(dǎo)致的供電問(wèn)題，提高電網(wǎng)供電的可靠性。此種方法現(xiàn)今廣泛使用在供電系統(tǒng)和配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中。本文將對(duì)實(shí)際電站中的備用電源自投入裝置進(jìn)行一定的介紹，并對(duì)如何正確使用自投入裝置進(jìn)行一定的闡述。

關(guān)鍵詞：變電站；備用電源自投入裝置；電網(wǎng)；可靠性

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，同時(shí)也是一個(gè)電能的消耗大國(guó)，電力在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生活中發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，由于突發(fā)故障或者是其他一些影響變電站正常工作的狀況發(fā)生后，導(dǎo)致工作電源發(fā)生斷開(kāi)，在這一情況發(fā)生后，應(yīng)當(dāng)確保備用電源、備用設(shè)備或者是其他一些電源應(yīng)當(dāng)迅速的切換到工作狀態(tài)，確保用戶能夠盡快的恢復(fù)電力供應(yīng)的裝置，被稱為自投裝置。變電站備用電源自投裝置現(xiàn)今在配電網(wǎng)絡(luò)或者是供電網(wǎng)絡(luò)中廣為使用。通過(guò)使用自投裝置不但可以在突發(fā)狀況發(fā)生時(shí)及時(shí)確保電力能夠及時(shí)恢復(fù)供應(yīng)而且還能夠簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置、限制短路電流并提高母線殘壓等，對(duì)于保護(hù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行有著非常重要的保障。同時(shí)，也對(duì)備用電源自投裝置的可靠性提出了更高的要求，使其能夠在工作中避免因錯(cuò)誤信號(hào)而發(fā)生動(dòng)作，從而造成電網(wǎng)的更大損失。

1 變電站備用電源自投裝置簡(jiǎn)介

變電站備用電源自投裝置具有多種形式，根據(jù)其作為備用方式可以分為明、暗兩種電源備用接線方式。這兩種接線方式的區(qū)別是：明備用接線方式具有較為明顯的斷開(kāi)備用電源接線，而暗備用電源線則主要是通過(guò)將幾個(gè)工作電源互相作為其備用電源，并不外接其他的電源，相較于明備用，暗備用投入少但是要求較高。

1.1 變電站備用電源自投裝置安裝原則與要求

由于變電站備用電源自投裝置主要是為了應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況對(duì)變電站所造成的影響，用以及時(shí)恢復(fù)供電來(lái)減少因斷電所帶來(lái)的損失。所以，在進(jìn)行變電站備用電源自投裝置合照之前，首先需要保證原工作電源斷路器已經(jīng)斷開(kāi)，用以避免當(dāng)工作線路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的保護(hù)線路斷開(kāi)，但是當(dāng)變電站備用電源自投裝置啟動(dòng)后會(huì)導(dǎo)致更大的損傷，從而使得設(shè)備的損壞程度加劇。在實(shí)際的工作中，當(dāng)變電站備用電源自投裝置進(jìn)入工作狀態(tài)后，首先需要確保原工作電源的斷路器處于斷開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)，通過(guò)采用向斷路器發(fā)送斷開(kāi)指令來(lái)斷開(kāi)電源斷路器，同時(shí)需要對(duì)原通過(guò)線路的斷路器的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到斷路器“分位”信號(hào)后方可繼續(xù)工作。而變電站備用電源自投裝置通入工作的條件是檢測(cè)到工作線路無(wú)電壓且無(wú)電流，這是由于當(dāng)母線電壓互感器出現(xiàn)二次回路故障時(shí)可以能會(huì)出現(xiàn)由于檢測(cè)設(shè)備問(wèn)題而認(rèn)為工作電源線無(wú)電壓的情況，而這時(shí)變電站備用電源自投裝置并入到主工作電源中將會(huì)給正常的電網(wǎng)運(yùn)行造成極大的影響，而當(dāng)工作電源的母線閃壓后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)將變電站備用電源自投裝置的充電時(shí)間予以清零，而后再重新進(jìn)行充電計(jì)時(shí)。而當(dāng)主工作電源線路出現(xiàn)問(wèn)題變電站備用電源自投裝置工作后，如果主繼電保護(hù)繼續(xù)完成了對(duì)于下路的工作，則意味著主工作電源線路可能存在著硬件故障，需要及時(shí)進(jìn)行處理，避免當(dāng)變電站備用電源自投裝置工作后再次將電帶入到系統(tǒng)中，從而對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的沖擊而影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

1.2 變電站備用電源自投裝置的基本要求

對(duì)于變電站備用電源自投裝置的工作要求是響應(yīng)迅速、反應(yīng)可靠，即當(dāng)無(wú)論工作母線的電壓出于何種原因消失后，變電站備用電源自投裝置應(yīng)當(dāng)響應(yīng)并起動(dòng)，直到工作電源斷開(kāi)后才能將備用電源并入電網(wǎng)中，而變電站備用電源自投裝置的工作應(yīng)當(dāng)遵照順序并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成。而如果發(fā)生電壓互感器故障所檢測(cè)到的電壓消失問(wèn)題時(shí)，則變電站備用電源自投裝置不應(yīng)響應(yīng)并動(dòng)作。而當(dāng)檢測(cè)到備用電源無(wú)電壓時(shí)，變電站備用電源自投裝置不得進(jìn)行工作，由于變電站備用電源自投裝置一般是幾個(gè)工作電源公用的，當(dāng)進(jìn)行備用電源的檢測(cè)及檢修時(shí)，變電站備用電源自投裝置應(yīng)當(dāng)可以相應(yīng)的退出。這就對(duì)變電站備用電源自投裝置運(yùn)行方式的靈活性提出了更好的要求。

2 變電站備用電源自投裝置在變電站中的應(yīng)用舉例

某供電公司的變電站的110kV側(cè)采用的是單母帶分段的接線方式，在變電站中采用備用電源自投裝置用以實(shí)現(xiàn)對(duì)備用電源的管理，用以完成進(jìn)線及分段開(kāi)關(guān)的自投和互投。在變電站的110kV單母帶分段運(yùn)行方式在保護(hù)邏輯上體現(xiàn)為進(jìn)線一固定接I母，而進(jìn)線二固定接II母，通過(guò)圖上可以看出，在變電站正常工作時(shí)，一條進(jìn)線帶兩端母線是并列運(yùn)行的，而將另一條進(jìn)線作為明備用，使用的是進(jìn)線備用電源自投裝置的方式，如果能夠正常運(yùn)行，則每條進(jìn)線需要各帶一段母線，并將3DL予以斷開(kāi)，從而將兩條進(jìn)線互為暗備用線，則采用的是分段開(kāi)關(guān)備自投的方式。

進(jìn)線二備用電源自投接線方式采用的是進(jìn)線一運(yùn)行，進(jìn)線二備用的接線方式，即1DL、3DL在合位，而2DL則是在分位，而當(dāng)不論由于何種原因?qū)е碌倪M(jìn)線一發(fā)生斷開(kāi)時(shí)，或者是分段斷開(kāi)后，則應(yīng)當(dāng)立即將進(jìn)線二備用電源立即投入運(yùn)行，而且這種投入運(yùn)行的動(dòng)作只可以動(dòng)作一次，無(wú)論由于何種原因?qū)е聜溆秒娫赐度胧褂檬?yīng)立即停止備用電源自投裝置繼續(xù)工作。為了達(dá)到以上目標(biāo)，需要設(shè)計(jì)進(jìn)線二自投的充電過(guò)程，只有當(dāng)備用電源充電結(jié)束后才可以允許其自投。備用電源的充放電條件：

（1）只有當(dāng)主工作母線無(wú)電壓且無(wú)電流的情況下才能允許其進(jìn)行充電，而當(dāng)充電條件滿足后通過(guò)10～15秒鐘的充電后，才能允許其備自投上電，才可能有動(dòng)作，其充電條件在圖中表現(xiàn)為：I母與II母均具有三項(xiàng)電壓，1DL與3DL在合位，而2DL在分位，進(jìn)線二軟壓板投入。

（2）而當(dāng)可以滿足下列任一條件即可進(jìn)行放電：當(dāng)2#下路的電壓檢查控制字投入并且2# 線路無(wú)壓時(shí)延時(shí)10s 放電，同時(shí)2DL在合位，線路具有位置異常報(bào)警，母線TV斷線報(bào)警，工作斷路器是通過(guò)人工操作進(jìn)行斷開(kāi)的，其他的外部閉鎖信號(hào)以及進(jìn)線二自投失敗等都可以作為備用電源放電的條件。

3 變電站備用電源自投的閉鎖問(wèn)題

以上所說(shuō)的是通常情況下的備用電源自投的方式以及接線等，其原因是由于在主工作母線上一級(jí)的供電電源出現(xiàn)問(wèn)題或者是由于電源進(jìn)線的斷路器出現(xiàn)偷跳的情況造成的主工作母線的失電，備用電源自投裝置應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行響應(yīng)并備用供電電源及時(shí)的切換到工作母線中，從而確保了變電站的對(duì)外供電，這是變電站備用電源自投的一般工作原因及工作過(guò)程。但是，當(dāng)本側(cè)運(yùn)行的母線上出現(xiàn)問(wèn)題或者是上一級(jí)的電源設(shè)備不正常時(shí)，則反饋到備用電源自投裝置內(nèi)的檢測(cè)數(shù)據(jù)與備用電源自投裝置正確的動(dòng)作要求數(shù)據(jù)相同，從而使得備用電源自投裝置發(fā)生誤動(dòng)作，一旦誤動(dòng)作的發(fā)生不但會(huì)影響電力故障的正常排除，還可能會(huì)造成更大的事故，嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備損壞。所以，為了使得備用電源自投裝置能夠進(jìn)行正確的動(dòng)作，則必須要保障采集到的信息正確。而在備用電源自投裝置的使用中，為保證備用電源自投裝置動(dòng)作正確需要或者采取的措施有：所有的備用電源自投裝置在工作母線出現(xiàn)故障時(shí)只允許自投一次，邏輯回路應(yīng)當(dāng)具有PT斷線閉鎖功能，而在備用電源自投裝置的使用中需要采用動(dòng)作后先追跳工作電源斷路器，而后再自投備用電源斷路器的方式，從而在不但確保追跳和自投具有足夠時(shí)間差的基礎(chǔ)上，工作可靠，還需要確保失壓的時(shí)間較短，防止備用電源自投后導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)過(guò)負(fù)載，而且備用電源自投裝置需要確保能夠手電跳閘閉鎖和保護(hù)閉鎖，確保設(shè)備安全。

結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)的供電網(wǎng)絡(luò)中，變電站是電網(wǎng)供電的重要一環(huán)，一旦變電站出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)導(dǎo)致大面積的斷電。變電站的備用電源自投是確保變電站能夠在遭遇突發(fā)狀況時(shí)能立即切換供電線路來(lái)保障正常供電，減少因供電停頓而導(dǎo)致的損失。本文通過(guò)對(duì)備用電源自投裝置的工作原理進(jìn)行了介紹并引出了備用電源自投在某110kV進(jìn)線的變電站的應(yīng)用實(shí)例。隨著備用電源自投裝置的投入使用，能夠極大的降低變電站運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，確保了變電站的正常運(yùn)行，保障了變電站的正常供電。

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