500kV备自投在电网中的应用陈转银

500kV备自投在电网中的应用陈转银

陈转银

（广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523000）

摘要：介绍本变电站500kV备自投的概念和本变电站的备自投装置现状，分析本变电站500kV备自投装置的功能及其具有的硬件和软件装置特点，并对其设计原理进行了阐述。

关键词：500kV变电站；备自投；设计；功能

1引言

备自投装置即备用电源自动投入装置，是当正常电源由于断路器故障或其他故障而断开时，能够将异常电源进行切断并将备用电源或其他正常电源自动投入工作，并迅速恢复断电设备供电的一种自动控制装置。其被应用于电力系统，尤其是变电站中，保证不间断供电，减少由于故障停机造成的损失，提高电力系统的供电可靠性。

2500kV备自投概述

2.1本变电站现状

500kV横沥站目前500kV出线共6回，分别为500kV横博甲乙线、500kV东横甲乙线和500kV穗横甲乙线；4台500kV主变；10回220kV线路，分别为至步田、七星、元江、寒溪、下沙双回线路。500kV配电装置采用一个半断路器接线；220kV配电装置采用双母双分段接线形式。500kV横沥站继保设备采用集中布置方式，全站设置一个主控楼。

图2.1500kV横沥站继保设备布置图

2.2本变电站500kV备自投的功能特点

2.2.1主变跳闸合母联开关自投功能

装置配置4台主变，当任一台主变跳闸，为了避免运行主变过载，备自投装置动作跳开跳闸主变变中开关，按照母联（分段）开关优先级顺序合上备用母联（分段）开关。母线开关按照双母双分段4个母联（分段）开关配置，4个母联（分段）开关按照“投入优先级”定值（1-4）合闸，定值越小的优先级越高，优先合。当发合闸命令后，装置判出合闸的母联开关在合位，且其两侧母线有压后，装置判自投成功，不再合其他可备投母联（分段）开关，否则按照顺序合到最后优先级可备投母联（分段）开关为止。合母联开关前需要检同期合闸，检同期按照检无压合闸和检同期合闸两种，检同期合闸按照检电压差和相角差。

2.2.2线路跳闸自投功能和线路过载自投功能

按照现场需求，只针对500kV横东乙线跳闸或过载时，按照顺序，先合500kV横东甲线边开关（5023开关），延时再合500kV横东甲线中开关（5022开关）。500kV横东甲线过载或跳闸时不考虑自投功能。合开关时，要求检同期合闸。合500kV横东甲线边开关（5023开关）时，500kV横东甲线A相电压和500kV2M母A相电压比较压差和相角差，作为检同期条件；500kV合横东甲线中开关（5022开关）时，500kV横东甲线A相电压和#1主变变高A相电压比较压差和相角差，作为检同期条件。

3500kV备自投装置的软硬件特点

3.1500kV备自投装置的硬件特点

硬件装置为工业级设计，并采用32位多CPU同时进行多任务处理和9600Hz高采样频率，其中数据采集、计算、通信等由各个智能单元处理机完成，集中控制策略和逻辑判断由上位机完成，各模块之间采用并行总线、双端口存贮器技术进行数据交换，保证了整体系统的高速运行和实时性。同时，装置配备了多个开入量、开出量接口，方便接入各种复杂系统。通过以太网与变电站综合自动化系统连接，实现远方监控和测量数据提取。硬件采用模块化可插拔设计，方便日常维护保养。大屏幕界面设计，操作界面汉化处理，人机接口友好。

3.2500kV备自投装置的软件特点

软件装置采用的Liunx实时操作系统，运行稳定性高。作为其简化体的μCLiunx实时操作系统在控制应用领域得到越来越广泛地应用。Liunx具有源代码开放，软件编译简单，高度模块化，多任务多进程，完全内存保护，网络功能强大等特点，并且有强大的网络功能及gcc、g++高级语言编译功能。这些使得Liunx系统编译容易，使用方便，可以实现多种功能。软件设计从定值整定到事件数据分析，都体现了面向对象的设计思想，按照母线/主变的物理模型建立对象和相互之间的联系，更加贴近电力系统工作人员的思维方式，定值的修改过程更加方便、快捷。

4500kV备自投的设计探讨及应用

4.1备自投装置输入模拟量、开关量

500kV备自投装置根据策略要求，分别接入500kV母线电压、500kV横东甲乙线电流电压、220kV母线电压、主变变中电流电压等共51路，开关合闸位置、功能压板、检修压板等开关量共40路。FWK-J备用电源自投装置对输入模拟量的采样和计算由单元处理机－ATD完成。每块ATD板可以采样、计算24个回路的输入模拟量。500kV系统FWK-J备用电源自投装置由3块ATD板采样和计算母线和主变以的相应交流信号。然后由录波CPU板提取数据，进行事故判断。

4.3母线PT空开误动反事故措施

母线PT端子箱的三相电压空开应采用三个单相电压空开（分相式），防止空开故障导致跳闸而三相失压，在线路轻载时引起装置满足“无流无压”的动作判据，从而误动作。

4.4断路器分闸位置的备自投拒动反事故措施

备自投装置采入的断路器分闸位置TWJ必须采用开关本体的辅助接点，不能用保护操作箱的分闸位置继电器TWJ接点，在主供线路故障重合闸动作过程中，该TWJ有可能与开关实际分合状态不一致，从而导致备自投装置误判主供线路开关未成功分闸而返回，造成备自报拒动。

5结语

面对持续增长的电力需求导致的500kV变电站220kV侧母线短路电流超标问题，500kV变电站220kV侧系统需采取开环解列运行方式，但会降低电力系统的供电可靠性。为提高供电可靠性，在500kV变电站220kV侧加装备用电源自动投入装置势在必行。

参考文献：

[1]程方，田中强，宋坤，等.备用电源自动投入装置在电力系统中的应用分析[J].山东电力技术，2016，43（6）：48-50