110kV遠(yuǎn)方備自投在電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

摘要：文章針對鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)存在就地備自投不能同時投入運(yùn)行的問題，提出了一種遠(yuǎn)方備自投的解決方法。利用光纖通道，在遠(yuǎn)方備自投裝置之間相互交換信息，實(shí)現(xiàn)多個變電站之間的備自投功能配合，提高了供電的可靠性。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)方備自投；開環(huán)點(diǎn)；信息流；鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)；光纖通道 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2016）34-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.027

110kV鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)接線中，變電站就地備自投在實(shí)際應(yīng)用中不能避免上級電站負(fù)荷損失的局限已越來越被大家所熟知。為了更好地解決110kV鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)接線中變電站的供電可靠性問題，研究出一種適應(yīng)性及推廣性均更強(qiáng)的通用的遠(yuǎn)方備自投裝置顯得尤為必要。

1 鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)

以臺山地區(qū)某片電網(wǎng)為例，如圖1：

對于110kV電磁環(huán)網(wǎng)，按參考文獻(xiàn)[1]中分析，為繼電保護(hù)配置簡化、上下級保護(hù)定值配合，同時有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，還要避免系統(tǒng)熱穩(wěn)定與動穩(wěn)定破壞，必須開環(huán)運(yùn)行。因此正常運(yùn)行時，在220kV臺山站、唐美站之間的DL2至DL9總有一個DL斷開成為開環(huán)點(diǎn)（實(shí)際運(yùn)行D站DL7為開環(huán)點(diǎn)，即DL7正常斷開，處于熱備用狀態(tài)）。

2 變電站常規(guī)備自投裝置不能同時投入

第一，常規(guī)備自投裝置功能主要是檢測110kV側(cè)主供電源失壓，裝置自動投入備用線路或母聯(lián)開關(guān)，恢復(fù)失壓母線所帶負(fù)荷供電。如圖1所示，當(dāng)D站進(jìn)線L3失去工作電源時，該站裝設(shè)的備自投裝置經(jīng)過檢測、判斷、比較而啟動，先隔離故障跳開DL6，后合上DL7，D站經(jīng)L4支路（轉(zhuǎn)E站）供電，備自投過程結(jié)束。

第二，對于B站其工作電源失去時情況就不一樣。盡管也裝有備自投，這時是不起作用的，只有在電網(wǎng)運(yùn)行方式改變，如DL2或DL3作為開環(huán)點(diǎn)時，其備自投才能發(fā)揮作用；C站、E站的情況與B站相似。因此，在此種方式下，當(dāng)B、C站由于線路故障同時失去電源側(cè)（A站）工作電源時，無法依靠本站備自投盡快恢復(fù)供電。只有通過調(diào)度遠(yuǎn)方操作分開DL2至DL6，隔離電源側(cè)故障，再由DL7至DL3逐一合上才能恢復(fù)對B、C兩站的供電。

解決上述問題的有效方法是運(yùn)用先進(jìn)的光纖通信技術(shù)，使這幾個站的備自投裝置互相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方備自投功能。當(dāng)電源線路發(fā)生故障時，它們將自動互相交換信息，改變有關(guān)變電站開關(guān)的狀態(tài)，快速恢復(fù)失電變電站的供電能力。

3 遠(yuǎn)方備自投的功能分析

3.1 遠(yuǎn)方備自投包含的功能

遠(yuǎn)方備自投功能主要是檢測本地主供電源失壓后，無備用電源時向遠(yuǎn)方站點(diǎn)發(fā)送合閘命令，通過遠(yuǎn)方站點(diǎn)合閘恢復(fù)本地供電；收到遠(yuǎn)方站點(diǎn)的合閘命令請求，直接合上備投電源給遠(yuǎn)方站點(diǎn)供電。

通過對線路運(yùn)行方式的分析，可以判斷裝置需要的功能包括：常規(guī)的線路備自投、常規(guī)的母聯(lián)備自投、遠(yuǎn)方備自投三種。三種方式能根據(jù)接入的回路狀態(tài)與接受到的相鄰裝置信息進(jìn)行自動切換。下面結(jié)合某公司FWK-J型110kV側(cè)備用電源自投裝置具體分析實(shí)現(xiàn)的情況。

3.2 遠(yuǎn)方、就地備自投方式下的KRU動作判據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)化的110kV備自投裝置“啟用KRU動作判據(jù)”控制定值（“K”指合后位置信號KKJ、“R”指重合閘、“U”指零序和負(fù)序電壓），能在上一級穩(wěn)控執(zhí)行站采取切負(fù)荷措施后，閉鎖自投功能。具體的動作邏輯見圖2：

3.2.1 裝置檢測到主供單元的開關(guān)位置與合后位置信號不對應(yīng)。

3.2.2 任一非檢修母線電壓滿足重合閘波形。

3.2.3 至少40ms內(nèi)滿足任一非檢修母線的負(fù)序電壓大于“故障下母線負(fù)序電壓門檻值U2”（TV斷線的母線不得參與判別）。

3.2.4 至少40ms內(nèi)滿足任一非檢修母線的零序電壓大于“故障下母線零序電壓門檻值3U0”（TV斷線的母線不得參與判別）。

3.3 遠(yuǎn)方備自投裝置通道的配置

如果要接受相鄰裝置的信息，須配置兩路通信通道，用于和相鄰站點(diǎn)的備自投裝置通信。如圖3所示的網(wǎng)絡(luò)連接（虛線所示），通道1用于和左側(cè)站點(diǎn)進(jìn)行通信，通道2用于和右側(cè)站點(diǎn)進(jìn)行通信。

3.4 遠(yuǎn)方備自投通信傳送的信息流

3.4.1 遠(yuǎn)方備自投功能充電前的信息流（A信息流）。仍以圖1為例，DL7為開環(huán)點(diǎn)，裝置在未完成遠(yuǎn)方備投充電前，判斷是否滿足本地線路備投或母聯(lián)備投的充電條件，然后向相鄰裝置連續(xù)發(fā)送“是否有開環(huán)點(diǎn)”的信息，見圖3。

3.4.2 開環(huán)點(diǎn)完成遠(yuǎn)方備自投功能充電后的信息流（B信息流）。當(dāng)D站就地備自投充電完成后，在遠(yuǎn)方備投充電延時時間內(nèi)連續(xù)收到相鄰兩裝置的A信息流狀態(tài)均滿足“無開環(huán)點(diǎn)”且裝置不滿足放電條件、沒有接收到各種放電信息流，則本站判為“遠(yuǎn)方備投充電成功”，并向相鄰裝置發(fā)送遠(yuǎn)方充電成功信息，見圖3。

未完成遠(yuǎn)方備投充電的裝置若收到其中一側(cè)通道的“遠(yuǎn)方備投充電成功”信息（B信息），則本站判為“遠(yuǎn)方備投充電成功”；待本站遠(yuǎn)方備投充電完成后，若另一相鄰站點(diǎn)仍持續(xù)向其發(fā)送A信息流，則向該相鄰站點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該B信息流。

3.4.3 “無流無壓”信息流（C信息流）。當(dāng)遠(yuǎn)方備自投方式充電完成的非開環(huán)點(diǎn)裝置滿足無流無壓條件超過延時時，備自投裝置啟信向開環(huán)點(diǎn)所在側(cè)對應(yīng)的相鄰裝置連續(xù)發(fā)送“無流無壓”信息（即C信息流），如圖4所示：

3.4.4 “遠(yuǎn)方備投動作允許”信息流（D信息流）。如圖4所示，滿足“無流無壓”條件后，僅由未收到C信息流的失壓B站點(diǎn)裝置進(jìn)行KRU判據(jù)判別，滿足判據(jù)該裝置則延時100ms發(fā)送D信息流；收到C信息流的失壓站點(diǎn)裝置不進(jìn)行KRU判據(jù)判別，則等待D信息流的到來。

3.4.5 遠(yuǎn)方功能動作過程配合的信息流（E信息流）。遠(yuǎn)方備投充電成功的非開環(huán)點(diǎn)裝置在滿足遠(yuǎn)方功能的啟動動作條件后，在動作跳主供元件并檢測到相應(yīng)的主供元件均已跳開后，往開環(huán)點(diǎn)方向向相鄰裝置持續(xù)發(fā)送“備自投已動作”信息（即E信息流，連續(xù)發(fā)送，直至備自投放電后返回）。

4 遠(yuǎn)方備自投動作過程實(shí)例分析

事前方式：按照圖1的運(yùn)行方式，DL1至DL6開關(guān)合位，DL8至DL10開關(guān)合位，D站DL7開關(guān)熱備用，為開環(huán)點(diǎn)；B、C、D站各備自投裝置充電完成。動作過程（見時序圖5）：

某時刻A站與B站間的線路發(fā)生永久性故障，B、C、D站失壓，B、C、D站裝置啟信發(fā)送信息流。

B站裝置失壓后經(jīng)Tq延時發(fā)令跳DL2開關(guān)，檢測DL2開關(guān)在分位后，裝置發(fā)令切負(fù)荷線路和小電源并等待Tt延時，隨后檢測到母線電壓恢復(fù)，報備自投成功。

C站裝置失壓后經(jīng)Tq延時發(fā)令跳DL4開關(guān)，同時發(fā)令切負(fù)荷線路和小電源，隨后檢測到母線電壓恢復(fù)，裝置經(jīng)Tw延時合DL4開關(guān)，并報備自投成功。

D站裝置失壓后經(jīng)Tq延時發(fā)令跳DL6開關(guān)并切除負(fù)荷和小電源，再經(jīng)Tt等待延時后合DL7開關(guān)，母線電壓恢復(fù)后再合上DL6開關(guān)。

5 結(jié)語

遠(yuǎn)方備自投功能適用于雙端供電電源、單回或雙回鏈?zhǔn)酱┑木W(wǎng)架系統(tǒng)，系統(tǒng)有且只有一個開環(huán)點(diǎn)。通過分析?？梢钥闯觯谏鲜龅?個110kV變電站安裝遠(yuǎn)方備自投裝置后，在一定程度上可以避免全站失壓的情況出現(xiàn)，該地區(qū)的供電可靠性得到有效提高。僅增加二次設(shè)備投資，就彌補(bǔ)了一次網(wǎng)架的不足，對類似變電站備自投改造有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：張春湖（1979-），男，廣東開平人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)安裝、調(diào)試及維護(hù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）