浅析110kV林柄变运行方式及110kV扩大桥备自投装置工作原理
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作者: 陈丽菊
引言：根据林柄变电站的实际情况，分析了扩展内桥接线运行方式及逻辑方程，很好地应用了南自厂的PSP-642型微机式备用电源自动投入装置，解决了常规备自投对保护动作的适应性，实现了根据保护动作的性质判断备自投动作与否，从而提高了装置动作的可靠性，确保了电网的安全。
随着电力系统突飞猛进的方展，电网结构日趋复杂，这对保证变电站供电可靠性提出了越来越高的要求。为保证电力系统供电可靠性，系统中一般多采用环形电网供电。但是，大量的电磁环网结构，对电力系统的安全稳定运行又造成了一定威胁。另外，双电源供电网络给继电保护的配置也造成了极大不便。对于110kV及以下电压等级的供电系统，多采用环形设计单路供电的方式来保证其安全稳定性，而通常采用备用电源自动投入装置来提高系统的供电可靠性。
莆田供电公司现有20座110kV无人值守或综合自动化变电站，装设有110kV线路或内桥备用电源自动投入装置。现结合作者几年来的运行、维护实践，对莆田供电公司比较特殊的110kV林柄变电站备用电源自动投入装置进行了分析及探讨。
1 一次接线简介
110kV林柄变电站经过三期的扩建，形成了独特的运行方式，高压侧采用单母线分段的扩展内桥式接线，两个内桥17M和17K开关连接110kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段母线，正常运行方式：通过涵林Ⅰ路171线路接受220kV涵江变电站电源，经110kVⅠ段母线送#1主变，供35kVⅠ段、10kVⅠ段母线负荷；通过涵林Ⅱ路173线路接受220kV涵江变电站电源，经110kVⅡ段母线送#2主变，供35kVⅡ、10kVⅡ段母线负荷；经110kVⅢ段母线送#3主变，供10kVⅢ段母线负荷；110kVⅡ、Ⅲ内桥17K开关运行，110kVⅠ、Ⅱ段内桥17M开关热备用，110kV备自投投入。
2 PSP642数字式备自投装置的逻辑分析
PSP642数字式备自投装置，采用基于图形化界面的逻辑可编程的方式实现备投功能。定值及所有输入量都可以控制备投动作的可编程元件。备投装置的每一个动作逻辑由三部分组成：允许条件、闭锁条件、充放电逻辑。允许条件和闭锁条件是按逻辑“非”的关系相互转换的，但由于备投逻辑中的“充电”及“放电”回路的设置，使得闭锁条件确定必须遵守如下的原则：当备投装置执行预定逻辑的过程中，前一个动作逻辑执行的结果不应造成对后续动作逻辑“放电”。充放电部分对备投装置的每一个动作逻辑都是相同的，无需在使用时再进行配置。PSP642数字式备投装置集成了多种典型的备投方案，通过外部接线实现同时具备备投方式一、二、三、四、五、六功能（扩大内桥方式），并可根据系统运行方式自动切换至相应的功能，无需人工手动切换，且通过硬压板投退桥备投或线路备投功能。
3 扩展内桥的技术分析及改进备投逻辑
满足不同接线方式下的备自投功能，装置有如下出口：跳、合171开关，跳、合173开关；跳、合17K开关，需开入171、173、17M、17K的开关位置以判断运行；分别引入171、173、17M、17K的KKJ作为手跳开关时的相应自投方式的闭锁。另外分别开入#1、#2、#3主变差动、高后备动作接点作为外部闭锁自投输入。引入I母电压U1、III母电压U2、171线路电压Ux1、173线路电压Ux2和171开关A相电流I1、173开关A相电流I2作为自投的充电和启动条件。引入17M、17K开关CT三相电流作桥开关后加速保护电流输入。
4 扩展内桥备自投在设计过程中应注意的事项
扩展内桥相对于典型的备投方式多了一台内桥断路器，为了避免备自投投于故障设备，在备自投设计的过程中，应考虑当需备投的设备保护动作时，闭锁备自投。在应用中，我们引入了两进线的A相电流量作为PT断线的闭锁量，解决了PT断线的问题，并且不会出现误碰或短路而引起的闭锁。同时还应注意本装置的一些告警功能：
4.1控制回路断线：由控制字KG1.13=1时投入。
4.2母线TV断线或失压告警判据。
4.3进线TV断线告警：进线TV小于无压定值Udz6，则告警“PT断线或失压”。此功能也在控制字KG1.10=1时投入。
另外，由于林柄变110kV备自投是我单位首套扩展内桥备自投装置，在调试中发现备自投装置虽设有后加速保护功能，但延时跳相应桥开关的动作实现不了，在今后的设计中应充分与厂家协议：桥备自投装置均应设有后加速保护功能，在桥备自投动作后若备用电源投于故障设备时，应经延时跳相应桥开关，同时闭锁桥开关合闸回路；后加速保护应在备自投动作后自动瞬时投入，并经一段时间自动退出。
5 运行中应注意的几个问题
目前，备自投装置已广泛应用于110kV变电站，其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致全站停电或者大面积停电。因此，在正常运行、维护过程中，还应注意以下几点：1）备自投虽有很强的自识别模式，但目前的微机备自投保护装置还不能识别热备用与冷备用之间的区别，所以当断路器处于冷备用时，为了防止备自投动作，需运行人员退出备自投。2）备自投装置要完全独立于保护装置，不能影响保护的正确动作，其回路应避免应保护回路混杂。当自动投入装置动作时，如备用电源或设备投于故障，应使其保护加速动作。备自投装置一般带有过流保护，作为备投于故障设备时快速切除故障。因此，该保护相当于充电保护，电流定值应对故障设备有足够的灵敏度，同时还应可靠躲过包括自起动电流在内的最大负荷电流。但是当备自投动作后，备投的断路器在运行状态时，作为过流保护的时限很短，与下一级的保护不配合。此时，运行人员需退出备自投装置上的过流保护。3）备自投逻辑试验时，必须严格按照备自投逻辑进行，尤其应注意对桥备投与进线备投各自闭锁逻辑的试验。4）运行人员在投备自投装置时，应注意装置的充电标志，PSP642装置面板上同一编号有绿灯和红灯之分，不同信号灯亮代表不同方式逻辑执行的不同状态，如有现场不能解决的异常情况，及时反映以便迅速得到解决。5）备自投装置检无流定值要根据现场实际负荷情况整定，既不能过大，也不能过小，定值过大在PT断线时会造成误动，定值过小则由于微机型备自投装置的零漂的存在造成拒动。建议现场整定值不小于0.2A。
6 结束语
电网规模的不断扩大，网络结构的日益复杂，电力电网技术的日新月异，使微机型备自投装置在110kV变电站中广泛被采用，来进一步保证系统的安全、稳定运行及提高系统供电可靠性。运行实践证明，这是一种很有效的方式。对备自投的分析研究，对于系统安全、稳定、可靠、经济的运行具有重要的现实意义。
参考文献
[1]PSP642数字式备用电源自投装置-技术说明书V2.06国电南京自动化股份有限公司.
[2福建电网备用电源自投装置技术原则及运行管理规定 福建电力调度通信中心.
[3]电力系统继电保护规定汇编（第二版）国家电力调度通信中心.
（作者单位：国网莆田供电公司）
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