变电站备自投与安稳的配合

变电站备自投与安稳的配合
发表时间：2017-01-09T14:19:50.323Z 来源：《基层建设》2016年27期作者：庄博明
[导读] 摘要：本文结合电网的实际情况，对110kV备用电源的自投装置在现场运用当中与安全稳定控制系统的配合问题进行了详细地分析。

惠州供电局广东惠州 516000
摘要：本文结合电网的实际情况，对110kV备用电源的自投装置在现场运用当中与安全稳定控制系统的配合问题进行了详细地分析，针对存在的一些问题，阐述了一系列具体的解决方案，而进一步地提高了110kV备用电源自投装置在电网当中的动作准确性。

关键词：备自投，安稳控制系统，110kV，动作逻辑
常规的备用电源自投动作的一个先决的条件就是结合工作电源的失压启动备自投，为可以使安稳装置远切负荷时备用电源自投不误动，采取了以下几个方案作为备用电源自投的开放判据，可以根据电网的实际情况灵活地选择和配置。

1.1 适应安稳系统的线路备自投动作过程
适应安稳系统的线路备用电源自投和常规的线路备自投充电的条件相同，待充电完成以后，110kV1M、2M母线都没有电压、UL2有电压，但是Ial没有电流，以上的母线电压不平衡度、重合闸的检测、开关的位置不对应三种开放备用电源自投的判据条件之一满足开放，备用电源自投起动，延时跳1QF，这时候投入低频低压的检测，在备用电源自投延时到以前低频低压的动作，这就可以表明系统的功率缺损，安稳系统已经动作，这时备自投放电返回。

在备用电源自投动作延时到以前低频低压未的动作，备自投就跳1QF，lQF确认跳开以后，再经延时发2QF合闸脉冲，在合闸延时到之前的低频低压动作，备用电源自投不闭合2QF，备自投动作就会停止。

在合闸延时到之前低频低压未动作，合2QF，确认2QF合上以后，备用电源自投动作完成。

1.2 低频低压闭锁备自投功能
低频低压减载动作的时候，系统的频率、电压出现异常是其显著的特征，由频率变化率（df/dt）超限、电压变化率（dU/dt）超限、低频率（fL）和低电压（UL）四个元件组成的逻辑判据就是低频低压减载装置判断系统不稳定而切负荷的重要依据。

可以利用以上的判据在安稳系统动作的时候闭锁备自投，考虑到了判据如果发生了失效，也就是备自投合上备用断路器以后，系统的工况仍然异常的时候，再延时断开该断路器。

安稳系统及备自投装置的判断系统电压、频率异常的判据相似。

所以，在安稳系统动作远切4QF的时候，备用电源自投装置的低频低压判据也能动作，正确闭锁备自投，非安稳系统动作使主供电源失电的时候，备自投装置的低频低压判据不会动作，备自投正确动作。

备用电源自投装置的低频低压判据取自备用线路侧电压，且在主供电源失电，备自投起动以后，投入此判据。

所以，在主供电源线发生故障的时候，首先由线路的保护或者其它保护切除的故障，待故障切除以后，备用电源自投才会起动，这时候，因为电源线故障所造成的备用线路电压、频率异常影响已经非常小，不会误闭锁备自投。

假如主供的电源线与备用的线路不是取自同一个电源的话，因为电源线故障所造成的备用线路电压、频率的异常影响就变得非常小。

1.3 开关位置不对应开放备自投判据
考虑到开关偷跳等一些原因造成母线失电的时候，相电压的不平衡度以及线电压的不平衡度都不满足，重合闸检测开放备用电源自投的条件也不能满足，不能正常的开放备自投，就可以采用开关位置不对应开放备用电源自投，可保证备自投可靠开放，逻辑图如图1所示。

图1 开关位置不对应开放备自投逻辑
1.4 重合闸检测开放备自投判据
当备自投的电源进线重合闸投入的时候，在11OkV线路单相经高阻接地的情况之下，电压的不平衡开放备自投的灵敏度可能不够。

这时候就可以参考110kV线路重合闸的特征来开放备自投，l10kV线路都采用了三相重合闸的方式，利用l10kV线路的重合于故障过程当中母线电压的变化，也就是“母线有压-母线无压-母线有压”来判断线路经历的重合闸过程，用于开放备自投，此逻辑图如图2所示，Uψwysd为相电压无压定值。

图2 重合闸检测开放备自投逻辑
1.5 母线电压不平衡开放备自投判据
当安稳系统由于主网联络线接地故障动作的时候，110kV终端站内的故障相电压下降有限，健全相和故障的相电压之间的不平衡度比较小；而当1lOkV终端站的电源线发生了金属性接地故障的时候，终端站内的故障相电压理论下降为零，健全相和故障相之间的电压不平衡的度理论上则为无穷大。

当安稳系统由于主网联络线发生相间故障的时候，110kV终端站里相电压的幅值以及相位变化不大，线电压的不平衡度比较小；而当11OkV终端站的电源线发生相间故障的时候，故障线相间电压就降为零，故障线相间电压和最大线电压之间的不平衡度比较大。

所以，可以通过终端站内的母线相电压或者线电压的不平衡度来区分主网联络线故障和终端站电源线的故障。

而且可以结合3U0幅值的大小来判断系统的故障是不是发生了地故障，当3U0比较大的时候，用相电压的不平衡度作为备用电源自投的开放判据，当3U0比较小的时候，用线电压的不平衡度作为备用电源自投的开放判据。

当相电压不平衡度和线电压不平衡度检测元件都没有起动的时候，如果母线没有电压，就可以认为是安稳系统切负荷，备自投不开放。

电压不平衡度开放备自投逻辑框图如图3所示，图中Uψmax为最大相电
压，Uψmin为最小相电压，Uψψmax为最大线电压，Uψψmin为最小线电压，Uψzd为健全相有压定值，Uψψzd为线电压有压定值，K为不平衡度系数，3U0为零序电压，U0zd为零序电压定值。

图3 电压不平衡度开放备自投逻辑
为适用于备用电源进线自投并与安稳系统配合的情况，必须在技术上进行改进。

下面的例来介绍备用电源自动投入使用装置与安稳系统的配合，和常规的备自投装置相比，这个装置增加了以下功能。

2.1 经重合闸过程起动
当安稳系统切负荷，在对侧跳开本站电源进线时，备自投不应动作。

但是，在安稳装置的接点不能远传至本站情况下，无法区分线路故障跳闸和安稳切负荷跳闸，只能考虑根据电源进线发生不对称故障跳闸后再重合于故障加速跳开整个过程中，本侧母线电压变化的特点来起动线路备投。

在备投方式1下，当控制字“经重合闸起动”整为1的时候，即“经重合闸起动”功能投人，线路备投逻辑必须经过进线重合闸过程后方能动作，重合闸起动判断逻辑如图4所示。

图4 重合闸起动逻辑图
图4当中的Ujqzd为进线不对称故障时母线非故障相相间电压定值，按线整定。

工比为重合闸起动过程判别的整定时间，整定原则是进线重合闸时间+合于故障跳开时间+适当裕度。

Umax为母线最大相间电压，Umin为母线最小相间电压，Upmax为母线最大相电压，Upmin 为母线最小相电压，Uwyzd为自投无压定值，进线2重合闸起动标志判断逻辑与进线1重合闸起动标志相对称。

2.2 经电压不平衡起动
电压不平衡起动：当线路重合闸退出时，只能考虑根据电源进线发生不对称故障跳闸过程中，本侧母线电压非故障相与故障相的比值大小来区分是线路故障跳闸还是安稳切负荷。

同样在自投方式1下，当控制字“经不平衡起动”整为1的时候，线路备投逻辑必须经过电压不平衡判据方能动作，电压不平衡起动判断逻辑如图5。

图5 不平衡起动逻辑图
图5中Kbph为电压不平衡的比值，Ujpzd为进线不对称故障时母线非故障相相间电压定值，按线整定，兀曲为满足电压不平衡判据后，允许备自投起动的时间。

此两项“经重合闸起动”和“经不平衡电压起动”均由装置内部控制字来控制“投人”或者“退出”，在二者同时投入的情况下，“进线重合闸起动标志”和“电压不平衡起动标志”2个条件必须满足其一，备自投装置方能动作。

参考文献：
1《供电企业生产技能人员标准化作业培训教材》
2.《标准化变电站备自投动作逻辑》。