含分布式電源接入的變電站備自投應用問題

汪韜

摘要：由于在變電站當中大量接入分布式電源，變電站內部備用電源自動投入裝置動作時間被延長，這樣將無法快速投入備自投，此次研究主要對變電站在接入DG之后對備自投裝置延時的影響進行分析。

關鍵詞：分布式電源；變電站；備自投；應用探討

在電力系統(tǒng)當中，備自投裝置是能夠確?？煽啃怨╇娝O立的自動裝置。在電力系統(tǒng)當中已經(jīng)廣泛應用備自投裝置。該裝置在一次系統(tǒng)接線方面存在不同的方式，但是其基本原則比較一致。

1 分布式電源接入對備自投時延的影響

1.1 QF1對側開關無重合閘功能

當電源進線故障，對側保護動作，這樣就會導致母線缺少工作電源，此時需要立即啟動電源裝置，跳QF1之后閉合QF2，這樣能夠恢復供電。然而因為接入DG，突然失去系統(tǒng)電源，導致DG與Ⅰ母，Ⅱ母之間形成短時孤島，由于存在DG，將使Ⅰ母與Ⅱ母上存在電壓，備自投只能在無電壓情況下才能接入，因此就需要等到DG失穩(wěn)之后才能夠借助于穩(wěn)控裝置切除DG，之后才能接入備自投。所以接入DG使備自投的啟動時間延長。

1.2 QF1對側開關有重合閘功能

當沒有接入DG時，如果系統(tǒng)電源進線存在瞬間故障情況，QF1對側開關跳開之后，在進行延時檢查之后沒有發(fā)現(xiàn)電壓時將會出現(xiàn)自動重合情況，此時不需要投入備自投也能夠恢復供電。如果系統(tǒng)電源出現(xiàn)永久性故障，重合開關之后又一次跳開，這時需要接入備自投。因此，備自投裝置需要經(jīng)過延時才能夠與對側開關重合閘時間錯開，該階段需要花費較長的時間。當接入DG之后，由于存在DG，將會造成QF1對側開關檢查電壓的功能消失，如果此時使用檢同期重合方式，將無法進行重合。如果此時進行手工自動重合，將會導致沖擊DG，并且對其產(chǎn)生破壞影響。所以，在接入DG之后重合閘將會失去立即恢復瞬時故障的能力，這樣將會延長備自投的動作時間。因此判斷針對具備DG的變電站，不適宜將重合閘安裝在進線開關上，需要利用備自投在較短時間內恢復負荷供電。

2 解決方法及實現(xiàn)

如果忽略孤島運行基礎之上處理DG接入問題，那么應用備自投裝置的關鍵之處在于沒有系統(tǒng)工作電源支撐之下，如何能夠對工作母線上的DG接入問題進行立即切除。

2.1 解決方法

為了能夠對DG接入立即可靠進行切除，可以通過以下解決方案。

（1）使用全面速動的光纖縱差保護替代原有的進線線路保護方式。一旦進線線路出現(xiàn)故障問題，并且線路兩側的開關出現(xiàn)同時跳閘時，聯(lián)跳DC接入開關，備自投在確定無電壓情況下進行啟動，這樣能夠提升備自投的速度。該項方案的弊端在于具有較高的改造成本。

（2）需要將監(jiān)控裝置安裝在開關QF1處，該監(jiān)控裝置能夠對QF1的電流，功率，電壓等進行檢測。

按照設定的運行方式能夠看出，當電力系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時，開關QF1的功率流向主要為線路母線的方向。如果電源的進線線路出現(xiàn)故障，由于存在DG，這時將導致QF1功率方向為母線指向線路。如果由于其他原因造成對側開關出現(xiàn)誤跳情況，此時進線電源就會消失，如果此時Ⅰ母存在電壓，然而流經(jīng)QF1的電流為零。所以，如果檢測到QF1處功率方向為母線方向，那么在QF1跳開之后將會立即切除DG接入開關。

然而該種方案的不足之處在于如果上一級變電所當中相鄰系統(tǒng)電源進線出現(xiàn)故障時，將會導致功率元件出現(xiàn)誤動作情況。為了降低其產(chǎn)生誤動作情況，可以使用下述方式進行優(yōu)化。（1）需要設置電流門檻值，如果功率元件工作在相同時間內流過QF1，那么為了確保監(jiān)控裝置出現(xiàn)動作出口，需要將該處的電流設置在門檻值以上。需要根據(jù)上級變電所母線出現(xiàn)兩相短路故障時的靈敏度對電流門檻值進行調整。（2）通過方向距離保護方式，根據(jù)線路全長對保護動作值進行修正和調整。

通過改進以上方法之后，能夠在較大程度上降低誤動作情況。即使出現(xiàn)誤動作情況，也能夠利用立即投入備自投裝置對其進行彌補。為了防止出現(xiàn)誤動作，需要將備自投裝置進行3秒延長方式進行調整，但是該種調整方式將會使備自投的動作時間延長，因此兩種方式都具有優(yōu)勢和不足。

第二種方案會較小改動變電站設備，具有較低的成本，還能夠將備自投與其他方式進行聯(lián)合應用。例如變壓器自投和分段備自投等，以上都能夠借助于相應的技術措施進行優(yōu)化改進。

2.2 實現(xiàn)

為了確保在合閘之前，QF2上的DG已經(jīng)跳開，此次研究需要改進備自投方式，需要將QF7作為跳位設置在備自投門與合閘處，并將其作為必要的輸入條件。只有滿足以上條件才能確保QF2實現(xiàn)延時合閘情況。等到母線恢復供電之后，可以借助于開關QF7跳閘返回信號的檢測，使備自投裝置能夠檢測到母線電壓存在狀態(tài)，以及QF7線路側無壓條件，之后通過備自投裝置的開關節(jié)點向QF7發(fā)出合閘指令。DG機組需要借助于端口檢同期裝置在變電站系統(tǒng)當中重新接入，并且恢復供電。

3 結論

綜上所述，本文主要是以DG接入單側電源典型終端變電站為主要研究對象，全面研究了接入DG之后影響變電站備用電源自投的程度，按照以上影響問題提出針對性地解決措施。接入DG之后將備自投的啟動時間延長；不能將重合閘安裝在接入DG 的變電站的電源進線當中，能夠利用備自投裝置對負荷恢復供電；為了使備自投動作時間縮短，此次研究提出兩種解決方案：其一，使用全面速動的光纖縱差保護替代原有的進線線路保護方式，其二，在開關QF1處安裝監(jiān)控裝置，通過實際研究分析可以看出，建議推廣使用在開關QF1處安裝監(jiān)控裝置方式。

參考文獻：

[1]李睿，覃爽.變電站110kV備自投裝置事故反思及改進措施[J].電工技術，2016，22（09）：2123.

[2]劉紀堂.一起110kV變電站備自投裝置誤動的事故分析[J].科技與創(chuàng)新，2016，16（16）：146147.

[3]袁文.某110kV變電站備自投裝置拒動異常分析[J].通訊世界，2017，18（22）：142143.