变电站10―110kV备自投应用浅析
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【摘要】简要介绍了备自投作为电网系统内的保护自动装置所处的地位、发挥的作用、遵循的原则。对目前杭州地区所新上的10-110kV备自投的部分逻辑以具体的变电站实例给予说明。分析了浙江省10-110kv备自投逻辑下的一些特点，并根据现场实际情况加以说明，特别是在轻载变电站出现的新状况，提出运行人员应对现场实际问题的处理方法。
【关键词】备自投；逻辑；特点；处理方法
一、备自投概述
随着社会经济的不断发展，社会用电负荷的急剧增加，企业、居民用电要求的逐渐提升，促使电网供电的可靠性亟需加强，电网运行水平有待进一步提高。现在电网架构虽日趋完善，但在各种设备、线路故障面前仍显薄弱，备用电源自动投入装置作为目前电网系统内保证可靠供电的重要设备，其有助于对薄弱电网架构的增强，有助于减轻配网事故的影响，在目前电网建设尚不完善的时期内，对区域内的供电可靠性起到积极的作用。
通过采集断路器位置、电压、电流等信息，当工作电源因故障被断开后，能够自动而迅速地将备用电源投入工作，保证用户连续供电的装置即称为备用电源自投装置，简称备自投装置。一般来说，目前变电站装设的都是微机型备用电源自投装置。
备自投装置主要用于110kV以下的电网系统之中，是保证电力系统连续可靠供电的设备之一，110kV以上电网的备自投装置一般与主变过载联切装置配合使用。装设备自投装置的基本条件是具备两个及以上电源供电，工作方式为一个为主供电源、另一个为备用电源（明备用），或者是两个电源各自带部分负荷，互为备用（暗备用），所以，备自投方式主要是根据变电站的一次系统接线图来进行设计的。
根据备自投装置的特殊性与其在电力系统中的功能位置，其应当遵循的原则有下列几种：
1、工作电源确认断开后，备用电源方可投入。
2、备自投切除工作电源断路器必须经过延时。
3、手分或遥分工作电源，应闭锁备自投装置或者先停用备自投后进行手分与遥分。
4、应具有各种外部闭锁备自投装置的功能。
5、压变高压熔丝熔断或者接地情况下，必须具有压变二次断线闭锁功能。
6、必须保证只动作一次。
随着运维班模式的深入推广以及调控一体化的模式的推进，监控与操作分离，运行人员的工作重心转向日常巡视、操作及工作许可，一个运维班下辖的变电站众多，电气主接线方式也不尽相同，对10-110kV备自投逻辑方式的掌握与应用，对运行人员在进行操作、对设备的巡视、对缺陷的把握等方面提出了更高的要求。
二、变电站10-110kV备自投逻辑
下面以某变电站为例，对目前所使用的10-110kV系统典型接线的备自投逻辑动作方式进行简述：
一、10kV1号母分备自投
方式1：1号主变10kV侧无流、10kVⅠ段母线无压，10kVⅡ段母线有压时，备自投起动，如果1号主变10kV开关处于合位，则经9S跳1号主变10kV开关，确认1号主变10kV开关跳开后，再经0.1S合10kV1号母分开关；如果1号主变10kV开关已处于分位，则瞬时跟跳1号主变10kV开关，确认1号主变10kV开关跳开后，再经2S合10kV1号母分开关。
方式2与方式1类似，不再简述。
二、110kV内桥开关与进线开关备自投
三、变电站10-110kV备自投逻辑的部分特点及运行注意事项
1、目前运用中的10-110kV备自投的部分优点：
1）、具备检无流判据的备自投相比于只检无压的备自投逻辑来说，优点主要在于两个方面，一是摒弃了动作条件中易出问题的开关位置判据TWJ，一旦TWJ跳闸位置继电器出现问题，在相应母线压变高压熔丝熔断的情况下，易产生备自投误动作。二是打破了以母线电压为判据的传统标准，随着电能质量水平的波动以及压变高压熔丝质量的优劣，在某些时间内发生故障的可能性依然存在。相对而言，引入工作电源的电流值作为判据之一，比较可靠，流变较为稳定，没有熔丝之类的附加保护装置，作为工作电源的有力证明，体现负荷电流的流变更加合适。
2）、备自投的动作逻辑与变电站的运行方式密切相关，传统备自投在运行方式调整后人员必须现场改动联线或整定逻辑控制字，并且在工作前后还需对备自投进行停投操作。随着变电站逐步采用无人值班后，给运行增加了大量的工作，备自投根据系统运行方式变化自动选择适当的动作逻辑已经成为必要的功能。从原理上讲，只要引入有关的全部开关状态自动识别当前运行方式，启动相应的充电条件即可。在目前微机型备自投的基础上针对不同运行方式准备多套自投方案是可行的。现有大部分微机型备自投装置具备自适应功能，即自动根据主接线的开关位置变化，判断满足某种备自投方式的条件，在外部无放电闭锁条件下，从而自动投入该备自投方式。可减轻部分接线方式下运行人员的操作工作，特别是春节期间主变轻载时，即只进行一次设备操作，省去进行二次设备的操作。
2、特殊运行方式下的问题与解决方法：
与以往的备自投逻辑相比，新增工作电源的电流值一种开入量，采用检无压无流方式进行备自投动作逻辑的判断，其在轻载变电站会出现特殊情况，工作电源的电流值非常小，同时备自投装置无流定值整定不够，致使电流开入量满足备自投装置的无流定值，使该备自投装置动作条件检无流部分得到满足，开放了备自投装置动作的一半条件，同时备自投装置异常告警信号发出，此时，如果某一母线压变高压熔丝熔断，在更换高压熔丝之前须将备自投退出，否则备自投将误动作，改变原有正常运行方式。
以110kV某变为例，该变电站在投产初期负荷较小，1号主变10kV侧负荷电流约60A左右，而这时该10kV1号母分备自投无流定值整定为0.15A，流变变比3000/5，所得二次电流值为0.1A，所以这时实际负荷电流低于无流定值，WBT-822A/R5/F装置告警信号报出，反映到变电站当地监控后台与调度远方监控的告警信号被归并成“10kVⅠ段母线装置故障告警动作”光字信号。虽然这种情况不能算做保护自动装置真正处于异常，也不能把此种状态完全归于正常状态。检修单位也无法进行“消缺工作”。因此，在此种情况下，运行监控人员需要注意两个方面：1、需要时刻关注相应母线电压的变化，做好压变高压熔丝熔断后的处置预案；2、在调控一体化工作模式下，调度远方监控后台上，因为归并信号的存在，易造成10kVⅠ段母线设备上有其他保护装置异常的告警信号被此信号所屏蔽，蒙蔽监控人员与运行人员的监视，假如该母线上有其他线路保护装置死机，后台将无法体现该异常信号。所以在此期间，需要运行人员加强巡视。解决此类问题应根据变电站投产后预测负荷值作出科学判断，并对保护定值进行合理整定，使备自投无流定值躲开最小负荷电流，从而避免该异常现象出现。
参考文献
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[4]朱松林.变电站计算机监控系统相关技术.中国电力出版社，2009
作者简介
方涛 杭州供电公司 华北电力大学工程硕士在读。