扩大内桥不完整接线备自投装置的应用分析

扩大内桥不完整接线备自投装置的应用分析

王飞

(马鞍山供电公司安徽马鞍山243000)

摘要：为满足负荷增长及电网规划建设的需要，采用扩大内桥接线具有3台主变的110kV变电站逐渐增多，扩大内桥完整接线一般为2至3条进线带3台主变运行，但在变电站投运初期，不会带有很大负荷，使用2台主变压器就足以满足运行需求，所以，变电站前期一般采用扩大内桥不完整接线方式，即2条线路2台主变的方式，该文通过对110kV扩大内桥完整接线方式下备自投装置动作逻辑的分析，针对扩大内桥不完整接线方式下备自投装置动作存在的问题，给出在不同运行方式及异常情况下备自投的解决方案。

关键词：110kV变电站扩大内桥不完整接线备自投应用分析

1前言

对于110kV变电站，一般为2条电源进线，2台主变压器，为了节省投资及考虑设备运行的可靠性，大多采用内桥接线方式。考虑部分地区负荷的飞速增长及远景规划，同时为了节约线路走廊和土地资源，将110kV接线方式设计成扩大内桥接线，采用3线3变方式或2线3变的方式，以增加变电站容量，满足负荷增长的需要。但在变电站投运初期，不会带有很大负荷，使用2台主变压器就足以满足运行需求，所以，变电站前期一般采用扩大内桥不完整接线方式，即2条线路2台主变的方式，预留相应间隔刀闸，便于扩建。如图1所示。3~5年后，当2台变压器满足不了负荷逐渐增长的需求时，考虑投运第3台变压器或第3条线路，完成扩大内桥的全接线方式。

考虑短路电流及电磁环网的影响，地区110kV及以下变电站大多采用开环运行。为了提高供电可靠性，对已具备两回及以上的多回供电线路，安装备自投装置来提高供电可靠性。该文通过对110kV扩大内桥接线方式下备自投装置动作逻辑的分析，针对上述扩大内桥不完整接线方式下备自投装置动作存在的问题，给出在不同运行方式及异常情况下备自投的解决方案。

2扩大内桥接线备自投逻辑[1]

如图1。根据前述原因，一般要求2个及以上电源不能长时间并列运行，因此，1DL、2DL、3DL、4DL、5DL五个开关不能同时运行，至少2个开关处于备用状态。

备自投装置引入三段母线电压(Ua1、Ub1、Uc1、Ua2、Ub2、Uc2、Ua3、Ub3、Uc3)，用于有压、无压判别。引入三段进线电压(Ux1、Ux2、Ux3)作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。

2.1进线一自投

进线一备用，进线二和分段一运行或进线三、分段一和分段二运行，即1DL在分位，2DL、4DL在合位或3DL、4DL、5DL在合位；当进线电源故障等原因引起工作母线失压后，进线一备用电源自动投入。

简要动作过程：

当备自投充电完成后，工作母线均无压，Ux1有压(“检进线电压投”功能控制字投入)，进线电源无流，在无外部闭锁条件下，延时“跳闸延时”Tt跳开工作进线开关，确认进线开关跳开后经“合进线一延时”Th1合1DL。

2.2进线二自投

进线二备用，进线一和分段一运行或进线三和分段二运行，即2DL在分位，1DL、4DL在合位或3DL、5DL在合位；当进线电源故障等原因引起工作母线失压后，进线二备用电源自动投入。

简要动作过程：

当充电完成后，工作母线均无压，Ux2有压(“检进线电压投”功能控制字投入)，进线电源无流，在无外部闭锁条件下，延时“跳闸延时”Tt跳开工作进线开关，确认进线开关跳开后经“合进线二延时”Th2合2DL。

2.3进线三自投

10:032016-10-10进线三备用，进线二和分段二运行或进线一、分段一和分段二运行，即3DL在分位，2DL、5DL在合位或1DL、4DL、5DL在合位；当进线电源故障等原因引起工作母线失压后，进线三备用电源自动投入。

简要动作过程：

当充电完成后，工作母线均无压，Ux3有压(“检进线电压投”功能控制字投入)，进线电源无流，在无外部闭锁条件下，延时“跳闸延时”Tt跳开工作进线开关，确认进线开关跳开后经“合进线三延时”Th3合3DL。

2.4分段一自投

分段一备用，进线一运行，进线二运行或进线三和分段二运行，即4DL在分位，1DL在合位，2DL在合位或3DL、5DL在合位；当一侧进线电源故障等原因引起工作母线失压后，将分段一开关自动投入。

简要动作过程：

当充电完成后，分段一一侧的工作母线均无压且对应进线电源无流，另一侧工作母线有压，在无外部闭锁条件下，则延时“跳闸延时”Tt跳开对应工作进线开关，确认该进线开关跳开后经“合分段一延时”Th4合4DL。

2.5分段二自投

分段二备用，进线三运行，进线二运行或进线一和分段一运行，即5DL在分位，3DL在合位，2DL在合位或1DL、4DL在合位；当一侧进线电源故障等原因引起工作母线失压后，将分段二开关自动投入。

简要动作过程：

当充电完成后，分段二一侧的工作母线均无压且对应进线电源无流，另一侧工作母线有压，在无外部闭锁条件下，则延时“跳闸延时”Tt跳开对应工作进线开关，确认该进线开关跳开后经“合分段二延时”Th5合5DL。

3扩大内桥不完整接线备自投逻辑及存在问题和解决方案

3.1扩大内桥不完整接线备自投存在问题分析

由于地区110kV变电站大多开环运行，对于110kV变电站的110kV电源进线均不配置保护装置，110kV母线不配置母差保护，对于内桥或扩大内桥接线，通过主变差动保护快速切除母线故障，同时闭锁110kV备自投装置，避免备用电源备投于故障母线，造成事故范围扩大。

下面针对扩大内桥不完整接线的上述四种备投方式，逐一分析图1所示k1~k5等五种不同故障点时的备自投逻辑关系，找出其存在的问题。

3.1.1进线一自投

该方式下1DL在分位，3DL、4DL、5DL在合位：

(1)当k1点发生故障，进线一对侧跳开，仅仅是备用电源失电，备自投装置放电，不影响正常运行。

(2)当k2点发生故障，进线三对侧跳开，工作电源进线三失电，此时，备自投装置正确动作，跳开3DL，合上1DL。

(3)当k3点发生故障，#1主变保护动作，跳开4DL，同时将备自投装置闭锁。

(4)当k4点发生故障，#2主变保护动作，跳开4DL，5DL，可根据现场实际考虑是否闭锁备自投装置(此方式下备自投装置不会动作，因为备自投动作条件之一是工作母线均无压，而此时Ⅲ母线仍有电压)。

3.1.2进线三自投

该方式下3DL在分位，1DL、4DL、5DL在合位：

(1)当k1点发生故障，进线一对侧跳开，工作电源进线一失电，此时，备自投装置正确动作，跳开1DL，合上3DL。

(2)当k2点发生故障，进线三对侧跳开，仅仅是备用电源失电，备自投装置放电，不影响正常运行。

(3)当k3点发生故障，#1主变保护动作，跳开1DL、4DL，备自投装置动作，再跳1DL，合3DL。(此时主变保护不可闭锁备自投装置，否则#2主变失电，但备自投动作前必须判断4DL确实跳开)。

(4)当k4点发生故障，#2主变保护动作，跳开4DL，5DL，同时主变保护动作闭锁备自投装置(此方式下备自投装置不会动作，因为备自投动作条件之一是工作母线均无压，而此时Ⅰ母线仍有电压，但为了可靠起见，要求主变保护动作闭锁，以免备自投装置误动跳开1DL造成#1主变失电)。

3.1.3分段一自投

该方式下4DL在分位，1DL、3DL、5DL在合位：

(1)当k1点发生故障，进线一对侧跳开，Ⅰ母线失电，此时，备自投装置正确动作，跳开1DL，合上4DL。

(2)当k2点发生故障，进线三对侧跳开，Ⅱ、Ⅲ母线失电，此时，备自投装置正确动作，跳开3DL，合上4DL。

(3)当k3点发生故障，#1主变保护动作，跳开1DL，同时主变保护闭锁备自投装置。

(4)当k4点发生故障，#2主变保护动作，跳开5DL，Ⅱ母线失电，由于两侧Ⅰ、Ⅲ母线均有压，备自投装置不动作(为可靠起见要求主变保护也同时闭锁备自投装置)。

3.2扩大内桥不完整接线备自投问题解决方案

综合以上分析可见，扩大内桥不完整接线备自投装置的最根本问题在于k5点发生故障后，由于没有保护装置闭锁，从而使备自投装置误动作，将备用电源备投于故障设备，造成事故范围扩大。针对此种现象，提出以下两种解决方案。

4结论

通过对扩大内桥接线方式下备自投动作逻辑的分析，找出扩大内桥不完整接线备自投装置动作存在的问题，提出了相关解决方案，对备自投的分析研究及电网安全、稳定、可靠、经济运行具有重要的现实意义。

参考文献

[1]WBT-821B/G2备用电源自动投入装置技术说明书(Version1.00)，许继电气股份有限公司.

作者简介

王飞(1976-)，男，大学本科，电力工程师，高级技师，先后从事变电运行、调度运行、继电保护整定、电网潮流、稳定分析、电力规划评审工作。