劉國民

摘要：220KV 變電站在電力系統(tǒng)中占有重要作用。其中，220kV備自投接線關(guān)系著220kV雙母單分段變電站運行的可靠性和穩(wěn)定性。由于220kV 母線大多數(shù)采用的是雙母單分段接線，如果母聯(lián)斷路器都在運行的狀態(tài)，則需要對母線的運行方式進行改變。本文針對220kV雙母單分段變電站220kV備自投接線問題進行分析，并提出相對應(yīng)的問題解決方案，維持變電站的正常運行。

關(guān)鍵詞：220kV雙母單分段;變電站;220kV備自投接線;解決方案

220kV A變電站目前220kV母線為雙母線接線，220kV線路經(jīng)擴建改造后，最終接線為雙母單分段接線（如圖1所示），其中1M、2M由母聯(lián)2012開關(guān)連接，1M、5M由分段2015開關(guān)連接，2M、5M由母聯(lián)2025開關(guān)連接。為簡化邏輯和接線，該站220kV備自投只取220kV母聯(lián)2012開關(guān)位置，而未引入220kV母聯(lián)2025、分段2015開關(guān)位置，同時該站220kV備自投只取220kV 1M、2M電壓，未接入220kV 5M電壓。該站220kV備自投可實現(xiàn)220kV線路備自投和220kV母聯(lián)2012備自投功能。

一、220kV備自投裝置充電條件及起動條件

（一）220kV線路備自投充電條件及啟動條件

1.根據(jù)《220kV標準備自投說明書》（以下簡稱220kV標準備自投）的規(guī)定，220kV線路備自投充電條件如下：

（1）“備自投功能壓板”在投入狀態(tài);

（2）母聯(lián)檢修壓板退出時兩段母線均有壓，或母聯(lián)檢修壓板投入時有且僅有一段母線有壓;

（3）非檢修狀態(tài)的母聯(lián)開關(guān)應(yīng)在合位;

（4）其中一組線路有主供線路，另一組線路有且只有備投線路（可含有檢修路）。

滿足上述條件經(jīng)過Tc時延后，裝置處于充電完成狀態(tài)，備自投功能開放[1]。

2.220kV線路備自投啟動條件如下：

當裝置檢測到系統(tǒng)滿足以下兩個條件，且經(jīng)Tq延時后，裝置啟動。

（1）所有運行的母線電壓

（2）所有主供線路無流。

（二） 220kV母聯(lián)備自投充電條件及啟動條件

1.根據(jù)220kV標準備自投的規(guī)定，220kV母聯(lián)2012備自投充電條件如下：

裝置檢測到滿足以下條件時進入充電狀態(tài)：

（1）“備自投功能壓板”在投入狀態(tài);

（2）母聯(lián)開關(guān)在備投狀態(tài)（即熱備用狀態(tài)）。

滿足上述條件經(jīng)過Tc時延后，裝置處于充電完成狀態(tài)，備自投功能開放。

2. 220kV母聯(lián)2012備自投啟動條件如下：

當裝置檢測到系統(tǒng)滿足以下兩個條件，且經(jīng)Tq延時后，裝置啟動。

（1）任一段母線電壓

（2）有供電線路無流，且其切換后電壓

二、220kV雙母單分段變電站220kV備自投接線問題

因該站220kV備自投只引入220kV母聯(lián)2012開關(guān)位置，而未引入220kV母聯(lián)2025、分段2015開關(guān)位置，由220kV母聯(lián)2012備自投充電條件可知，只需220kV母聯(lián)2012開關(guān)在熱備用狀態(tài)，母聯(lián)備自投就可充電。當220kV母聯(lián)2012開關(guān)在分位，220kV母聯(lián)2025開關(guān)、分段2015開關(guān)在合位時，母聯(lián)備自投仍可充電，但此時220kV母線在并列運行，并不滿足母聯(lián)備自投動作邏輯。根據(jù)母聯(lián)備自投啟動條件可知，母聯(lián)2012備自投動作需滿足220kV有一段母線失壓，因220kV母線在并列運行，母聯(lián)備自投不滿足實際啟動條件，無法正確動作。實際上，此時220kV母線在并列運行，可實現(xiàn)線路備自投功能，但因母聯(lián)2012開關(guān)在分位，不滿足線路備自投充電條件，線路備自投不會充電[2]。

三、220kV雙母單分段變電站220kV備自投接線問題的解決措施

由以上分析可知，該站220kV備自投問題是由只引入220kV母聯(lián)2012開關(guān)位置，而未引入220kV母聯(lián)2025、分段2015開關(guān)位置引起的。解決此問題可有以下兩種方案：

（一）方案一：

升級220kV備自投裝置，增加2015、2025開關(guān)合位兩個開入量，同時增加“分段2015開關(guān)檢修”和“母聯(lián)2025開關(guān)檢修”兩塊壓板。母聯(lián)備自投充電條件改為“母聯(lián)2012開關(guān)在分位且母聯(lián)2025開關(guān)和分段2015開關(guān)不同時在合位”;線路備自投充電條件改為：“母聯(lián)2012開關(guān)在合位或母聯(lián)2025開關(guān)和分段2015開關(guān)同時在合位”。當“分段2015開關(guān)檢修”或“母聯(lián)2025開關(guān)檢修”壓板投入時，裝置認為該母聯(lián)開關(guān)處于分位，且不參與自投。

該方案的缺點是備自投裝置需升級，與220kV標準備自投中規(guī)定有異（標準備自投只取一個母聯(lián)開關(guān)位置）[43]。

（二）方案二：

在不升級220kV備自投裝置的情況下，在母聯(lián)2012開關(guān)常開輔助觸點回路上并接分段2015開關(guān)和母聯(lián)2025開關(guān)常開輔助觸點的串聯(lián)回路。假設(shè)2012開關(guān)合位為A，分位為 ?，2015開關(guān)合位為B，2025開關(guān)合位為C，引入備自投的合位開入為F，則有 。

該方案可自適應(yīng)判斷母線運行方式：

1、當2012開關(guān)在合位時，備自投判定220kV母線為并列運行方式，母聯(lián)備自投不會充電，線路備自投可充電;

2、當2012開關(guān)在分位時，若2015和2025開關(guān)同時在合位，備自投仍判定220kV母線為并列運行方式，母聯(lián)備自投不會充電，線路備自投可充電;

3、當2012開關(guān)在分位，且2015或2025開關(guān)至少有一個開關(guān)在分位，備自投判定220kV母線為分列運行，母聯(lián)備自投可充電，線路備自投不會充電。

該方案的弊端是：當2015或2025開關(guān)在檢修時，因其開關(guān)狀態(tài)不定，檢修開關(guān)的分、合將直接影響備自投方式的變化，影響備自投的正常運行[4]。

為使2015或2025開關(guān)在檢修時不影響備自投方式正常運行，需增加“2015開關(guān)運行”和“2025開關(guān)運行”兩塊壓板，將這兩塊壓板串接在2015和2025開關(guān)常開輔助觸點回路上，正常運行時投入此二塊壓板，當2015開關(guān)檢修時，退出“2015開關(guān)運行”壓板;同理，當2025開關(guān)檢修時，退出“2025開關(guān)運行”壓板。即當2015或2025開關(guān)檢修時，220kV備自投充放電條件將只根據(jù)2012開關(guān)位置判定，而與2015和2025開關(guān)位置無關(guān)。

該方案的弊端是，母聯(lián)開關(guān)位置接線較復(fù)雜且需增加“2015開關(guān)運行”和“2025開關(guān)運行”兩塊壓板。比較而言，本方案能更好滿足運行要求。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著國家電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，220kV變電站是電網(wǎng)中較為重要的組成部分。本文主要介紹了一種220kV的備自投裝置，并列出了母聯(lián)備自投和線路備自投的充電條件及起動條件，最后舉出兩種解決方案，使備自投裝置更具有靈活性和選擇性，實現(xiàn)了母聯(lián)備自投和線路備自投之間的自動切換，提高了備自投裝置的可靠性和適應(yīng)性。

參考文獻：

[1]江清楷.一種能自適應(yīng)識別母線運行方式的備自投裝置應(yīng)用探討[J].電氣技術(shù)，2019，20（8）：115-117.

[2]金超杰.備用電源自動投入裝置應(yīng)用研究[D].華北電力大學(xué);華北電力大學(xué)（北京），2014.

[3]趙磊.一起220 kV變電站全所失壓故障分析[J].機電信息，2013，（30）：23，25.

[4]吳海濤，喬中偉，王世祥.220kV雙母四分段接線自適應(yīng)備用電源自投裝置動作邏輯研究[J].電工技術(shù)，2018，（10）：35-37.