变电站电源备自投装置问题和改进措施

变电站电源备自投装置问题和改进措施

李炳忠

广东电网有限责任公司湛江供电局变电管理所广东湛江524000

摘要：近年来，随着人们生活水平以及国家经济水平的不断提高，国民对电力能源的需求也在不断增加，这对电力系统的供电性能也提出了更高的要求。变电站在电力系统供电中发挥了重要的作用，电源备自投装置也有效的提高了变电站运行的性能，但在实际的电源备自投装置使用中还存在一定的问题，下面，本文就针对变电站电源备自投装置问题进行分析，并提出一定的改进措施，希望对变电站的稳定运行提供帮助。

关键词：变电站；电源备自投；装置问题；改进措施

前言

变电站是电力系统中的重要组成部分，其运行稳定性对电力系统的供电性能有着直接的影响，为了保证其能够连续可靠的供电，其一般设置有电源备自投装置，在变电站主供电的电源出现故障后，其备用的电源就会自动投入到运行中，实现持续的供电效果，为了保证变电站电源备自投装置充分发挥其作用，就需要正视其装置存在的问题，并采取有效的改进措施进行问题的控制，这也是变电站运行管理中需要重视的内容。

1.变电站电源备自投装置的基本要求

备用电源动自动投入装置对提高电力系统供电性能具有重要的作用，也是保证电力系统可靠连续供电的必要途径，其一般用在110kV及以下的电压等级电力系统内，桥型是其主要的主接线形式。在内桥的接线方式中，一般包括进线和分段两种运行的方式，这两种不同的运行方式也有两种自动投的方式，分别是进线的各自投和分段的各自投。内桥的接线，其进线以及母联的断路器本质是主变断路器，则主变的差动保护范围也包括了母线，进行11OkV桥进行备自投，其主变的保护动作是闭锁的桥备自投，而对110kV的进线进行备自投，则主变的保护动作是不闭锁的备自投。

对于备用电源的自投装置来说，还需要对其具有一定基本的要求。一定要保证其工作电源和设备在断开后，才能够投入使用备用的电源和设备；工作电源和设备电压，除了闭锁的信号，不管是何种原因，在自动投入时都需要动作；其自动投入的装置要保证只进行一次动作；在其自动投入的装置发生动作时，需要有相应保护进行加速跳闸；在手动进行工作电源的断路器断开时，其备用电源的自投装置需要被闭锁；备自投的装置需要具有闭锁功能，来防止其备用的电源投向故障元件中，导致事故的扩大；在备用的电源没有符合有压的条件时，其备用电源的自投装置则不应该发生动作[1]。

2.变电站电源备自投装置问题和改进措施

2.1单母分段接线运行方式问题和改进措施

运行问题：110kV的单母分段接线的方式，往往是当做终端的变电站，一般线路与母线不进行保护的配置，其主变差动的保护范围是从其主变的断路器电流的互感器至主变的本体中，如下图1所示，主变差动的保护范围是161的断路器至主变的本体以及66A的断路器到主变的本体，则进行单母分段的接线，其主变保护的范围并不包含母线。如果110kV的母线出现故障，通过对侧线路的保护动作进行故障的隔离，此时其备自投并不会闭锁还会发生动作，这并不满足各自投的装置基本的要求。在图1接线中，其有三种运行方式，第一种是两路进线来各带一主变进行运行，其110kV的母联16M的断路器处在热备用状态；第二种是进线的163线路来带动两台主变进行运行，其进线164的断路器处在热备用状态；第三种是进线的164线路来带动两台主变进行运行，其进线的163断路器处在热备用状态。如果110kV的I段母线发生故障，在第一种运行的方式中，线路的对侧在进行故障的隔离后，满足相应自投的逻辑条件在跳开其163的断路器后，将16M的断路器合上，则合于了故障元件；在第二种运行的方式中，线路的对侧在进行故障的隔离后，满足相应备自投的动作条件而跳开了163的断路器，再合上其164的断路器，则合于了故障元件；在第三种运行的方式中，线路的对侧在进行故障的隔离后，满足了备自投的动作条件而跳开了164的断路器，再进行163的断路器合上，则合于了故障元件，因此不管是哪种方式都需要增加其母线故障的闭锁备用电源自动投入的条件。

改进措施：对于接线比较简单终端的变电站，其母线由于不进行保护的配置，想要解决其母线故障时闭锁的各自投问题，就需要在其两线路中分别加入一套线路的保护，进行I段其反方向的保护配置，方向从线路朝母线，在母线发生故障时，其线路保护的动作闭锁就会各自投进行保护，因为其方向是从母线朝线路，和保护的设置方向是相反的，则线路的保护并不会发生闭锁的备自投动作。尽管通过增加了线路保护来解决母线其故障闭锁的备自投相关问题，但是其也存在一些其它问题。进线的备自投中，其L1进线是带动两台主变进行运行，其164的断路器是处在热备用状态，如果110kV的I段母线出现故障，其163线路就会保护动作而闭锁其备自投，造成全站负荷的丢失，则在进线的备自投中，线路保护会对母线丢失选择性，导致不能对I段以及Ⅱ段的母线故障进行区分，为了对此问题进行处理，就可以在进线的各自投动作的逻辑中，增加相应母线故障的选择判据，通过相应的逻辑条件判断是哪段母线出现故障[2]。

2.2备用电源自投的误动作问题和改进措施

误动作问题：在变电站备用电源的自投方式与接线工作中，在主工作的母线其上一级供电的电源存在问题或因为电源的进线断路器存在偷跳情况导致主工作的母线出现失电，这时就需要备用电源的自投装置立即实现响应，并将备用的供电电源有效切换至工作的母线上，保证变电站对外良好的供电，这也是变电站的备用电源进行自投工作的过程。在本侧的运行母线中出现了问题或上一级电源设备存在不正常的时候，其反馈至备用电源的自投装置中检测的数据和备用电源的自投装置其正确动作的要求数据是相同的，这也导致备用电源的自投装置出现误动作的情况，如果出现误动作就会对电力故障排除产生很大影响，甚至还会导致更加严重的事故发生。

图1单母分段接线图

改进措施：为了保证备用电源的自投装置可以正确发生动作，则一定要保证采集的信息具有良好的准确性，备用电源的自投装置应用中实现其正确的动作措施可以将全部备用电源的自投装置于工作的母线发生故障时，只允许其进行一次自投，其逻辑的回路也需要具备PT断线的闭锁功能要求，在电源的断路器使方式中，可以使用动作发生后先追跳其工作电源的断路器，后再进行备用的电源断路器的自投，这种方式能够有效的保证追跳以及自投拥有足够的时间差条件，其具有工作可靠的特点，但需要保证其失压时间比较短，避免备用电源的自投后，造成设备过负载现象的出现，同时备用电源的自投装置还要保证可以手动进行跳闸以及保护的闭锁，保证设备的安全[3]。

2.3非同期和备自投问题和改进措施

非同期和备自投问题：一般备自投的装置在动作时，先进行运行开关的跳开，再进行备用开关的合上，并不涉及同期方面的问题，但是，若变电站还存在一些其它的电源或者小电源的接入，则其备自投就需要进行先跳开其运行开关的考虑，同时还要对跳开其它电源联络线进行考虑，要不然备用电源投入中，就可能导致非同期的并列出现。在变电站企业的低压侧一般有大量运行着的设备，需要承担异步或者同步的电动机相关负荷，在工作电源发生断开，其工作母线就会具有对电动机反馈的残留电压，且出现逐步的衰减和移相，若在备用的电源和母线存在较大残压的矢量差时进行合闸，则电动机就会遭受过大冲击的电流，甚至会导致电动机出现烧毁[4]。

改进措施：面对以上情况，可以采用备自投的方案为在进行故障电源隔离的同时，对其联络线进行联切，后再进行合闸，这种方案也存在一定的缺点，会造成一部分的负荷损失，系统的稳定性不足。另外，还有一种备自投的方案，通过高段电压的定值进行各个自投跳闸的启动，其低段使用电压定值进行备自投的合闸启动，这种方案也具有一定的缺点，因为不能对电压下降的速度进行可靠的估计，就可能造成长时间停电情况的发生。为了实现对两种方案的优化，就需要备自投的装置具有自动化准同期的合闸功能，实现最短时间的供电恢复。

3.结语

综上所述，变电站电源备自投装置对变电站持续供电具有重要作用，为了保证电源备自投装置充分发挥其作用，就需要相关人员对其存在的问题进行深入的研究和改进，这也是电力系统运行管理中的重点。

参考文献：

[1]张学敏.110kV变电站电源备自投装置缺陷分析及对策[C]//云南电力技术论坛.2015：202-203-204.

[2]郭海雄.变电站站用电源低压备自投装置回路的改进[J].科技致富向导，2015（10）.00024-00024.

[3]张芳.变电站备自投装置存在问题及改进措施[J].工程技术：全文版，2016（11）：00204-00204.

[4]郝德荣，韩日东.试论变电站备自投装置应用中相关问题的分析与探讨[J].中国科技博览，2015（13）：84-84.