摘要:通過(guò)對(duì)備用自投裝置的工作方式、配置原則、缺陷等運(yùn)行中特點(diǎn)的分析，探討潮州電網(wǎng)備用自投裝置的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：備用自投；工作方式；配置探討


近幾年來(lái)，由于電網(wǎng)規(guī)模的日益壯大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更顯復(fù)雜，為保證電力系統(tǒng)供電可靠性，潮州110kV電網(wǎng)均以環(huán)網(wǎng)及雙回路結(jié)線方式為主，由于電磁環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行存在著一定的威脅，考慮到保護(hù)配合等問(wèn)題，潮州電網(wǎng)正常運(yùn)行方式中，電磁環(huán)網(wǎng)一般采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行；而雙回路采用單回空載充電，單回供電方式，以保證其供電可靠性及安全性。對(duì)于大多數(shù)其他供電局，為滿足電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及可靠供電，除了采取潮州局上述措施外，還對(duì)具備兩個(gè)及以上電源點(diǎn)的分段母線主接線方式，采用了備用電源自動(dòng)投入裝置（以下簡(jiǎn)稱“備用自投”裝置），作為提高供電可靠性的補(bǔ)充措施。對(duì)潮州電網(wǎng)來(lái)講，只有新建變電站的10kV分段斷路器配置備用自投裝置，且功能調(diào)試后處退出狀態(tài)；110kV線路斷路器及主變壓器的備用自投更是空白。為此，通過(guò)對(duì)備用自投裝置的工作方式、使用缺陷、運(yùn)行的探討，促進(jìn)備用自投裝置的應(yīng)用，以提高電網(wǎng)的供電運(yùn)行可靠性及穩(wěn)定性。

1備用自投裝置的工作方式

備用自投裝置是當(dāng)工作電源因故障斷開(kāi)以后，能自動(dòng)而迅速地將備用電源投入到工作，或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上去，從而使用戶不至于被停電的一種自動(dòng)裝置，簡(jiǎn)稱備用自投。

電力系統(tǒng)中，一次系統(tǒng)的運(yùn)行方式可能會(huì)根據(jù)需要而變動(dòng)。為了適應(yīng)一次系統(tǒng)，備用自投也有多種運(yùn)行方式，但基本上都遵循以下的總則：
工作母線失壓（非TV斷線造成）；
跳開(kāi)與原工作電源相連接的斷路器，以免備用電源合閘于故障；
檢查備用電源是否合格，如滿足要求則合上工作母線與備用電源相連的斷路器；
備用自投只動(dòng)作一次；
當(dāng)備用電源自投于故障母線時(shí)，應(yīng)使其保護(hù)裝置加速動(dòng)作，以免事故擴(kuò)大；
備用電源確有電壓時(shí)才能投入；
備用自投裝置自投時(shí)限應(yīng)盡可能短，以保證負(fù)載中電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的時(shí)間要求。

備用自投適用的常見(jiàn)主接線方式如圖1所示。

圖1　常見(jiàn)主接線方式

圖中，UX1和UX2表示進(jìn)線的任一相電壓；IX1和IX2表示進(jìn)線任一相電流；UI、UII為一段母線和二段母線電壓。1DL、2DL、3DL為系統(tǒng)中的斷路器。

在這種接線方式下，共有三種可能的運(yùn)行方式，從而也就有三種備用自投方式。以下分別詳細(xì)說(shuō)明。

第一種運(yùn)行方式：

3DL處于斷開(kāi)位置，I、II段母線分裂運(yùn)行，分別由進(jìn)線1、進(jìn)線2供電。在這種運(yùn)行方式下，如果進(jìn)線1故障，導(dǎo)致I段母線失壓，此時(shí)備用自投裝置應(yīng)能自動(dòng)斷開(kāi)運(yùn)行斷路器1DL，然后再投入分段斷路器3DL，使母線I恢復(fù)供電；反之亦然。

第二種運(yùn)行方式：

1DL與3DL處于合閘位置，2DL斷開(kāi)。正常運(yùn)行時(shí)由進(jìn)線1給兩條母線供電。在這種運(yùn)行方式下，如果進(jìn)線1故障，導(dǎo)致兩段母線均失壓，此時(shí)備用自投裝置應(yīng)能自動(dòng)斷開(kāi)運(yùn)行斷路器1DL，然后再投入2DL，使進(jìn)線2給母線供電。

第三種運(yùn)行方式與第二種相似，正常時(shí)由進(jìn)線2工作，進(jìn)線1備用。

潮州電網(wǎng)僅有的10kV分段斷路器備用自投裝置只能動(dòng)作于第一種方式，因主變壓器沒(méi)有加裝備用自投裝置。

2潮州電網(wǎng)備用自投裝置配置

為了提高電網(wǎng)供電的可靠性,減少110kV線路等元件故障停電,造成全站失壓或負(fù)荷損失,針對(duì)潮州電網(wǎng)備用自投應(yīng)用的實(shí)際情況,及電網(wǎng)正常運(yùn)行方式,結(jié)合備用自投裝置配置的原則,對(duì)潮州電網(wǎng)備用自投裝置配置位置進(jìn)行探討。

2.1110kV系統(tǒng)備用自投配置

對(duì)于具備兩路及以上系統(tǒng)供電電源的110kV變電站（110kV電網(wǎng)屬于T接方式的除外），均應(yīng)在110kV側(cè)配置線路及分段備用電源自投裝置；而目前潮州電網(wǎng)有兩路以上系統(tǒng)供電電源的110kV變電站，其110kV線路斷路器均未配置備用電源自投裝置；故應(yīng)在電網(wǎng)中下列斷路器位置上配置備用自投裝置：
110kV東官線橋東站側(cè)斷路器；
110kV楓春線楓溪站側(cè)斷路器（考慮解環(huán)運(yùn)行）；
110kV金塔甲線塔山站側(cè)斷路器；
110kV文安線安北站側(cè)斷路器；
110kV黃新線新豐站側(cè)斷路器；

2.210kV分段斷路器備用自投配置

對(duì)于有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電站，均應(yīng)在10kV側(cè)配置備用自投裝置；潮州電網(wǎng)中新建兩臺(tái)主變壓器的變電站的10kV分段斷路器，均配置了備用自投裝置，故對(duì)于下列有兩臺(tái)主變壓器以上尚未配置的變電站，均應(yīng)在10kV分段斷路器上配置備用自投裝置：如潮州站、楓溪站、安北站、鸛巢站、文里站、古巷站、黃岡站、新豐站。

建議有兩臺(tái)變壓器的變電站加裝主變壓器互投裝置，以便正常運(yùn)行的一臺(tái)主變壓器故障跳閘，裝置能自動(dòng)將另一臺(tái)熱備用的主變壓器投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3備用自投裝置使用的缺陷

潮州電網(wǎng)現(xiàn)運(yùn)行的110kV變電站，大多都未安裝母線差動(dòng)保護(hù)(春光站除外)，這就造成日后若使用備用自投裝置，均無(wú)法判別是線路故障還是母線故障造成的母線失電。這樣，在母線及其相連設(shè)備（如電壓互感器）故障造成母線失電時(shí)，備用電源自投裝置會(huì)動(dòng)作，將備用電源自動(dòng)投入，對(duì)故障母線再次沖擊，擴(kuò)大故障。假設(shè)110kV新豐變電站110kV黃新線斷路器（正常處于熱備用狀態(tài)）加裝備用自投裝置，若是110kV新豐變電站的110kV母線電壓互感器，因過(guò)電壓造成電壓互感器發(fā)熱損壞,而引起110kV饒新線斷路器跳閘，備用自投裝置動(dòng)作，將110kV黃新線斷路器自動(dòng)投入，將會(huì)引起電壓互感器爆炸，擴(kuò)大事故。因此，判別是不是母線故障造成的母線失電是必要的。所以日后若潮州電網(wǎng)的110kV線路斷路器使用備用自投裝置，必須結(jié)合本電網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)備用自投裝置進(jìn)行改進(jìn)，引進(jìn)一個(gè)能準(zhǔn)確判別是線路故障還是母線故障的設(shè)備，才能避免將備用電源自動(dòng)投入到故障母線，減少對(duì)故障母線再一次沖擊，避免故障的擴(kuò)大。

圖2備用自投方式

另外，潮州電網(wǎng)中110kV潮春線/潮楓I線/楓春線，目前正常運(yùn)行方式是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式，如圖2所示。因該區(qū)域所供110kV站負(fù)荷較重，考慮線路運(yùn)行安全性，日后考慮解環(huán)運(yùn)行，為提高供電可靠性，建議在110kV楓春線楓溪站側(cè)斷路器加裝備用自投。但由于110kV春光站、楓溪站、東埔站，2006年最高總負(fù)荷為127MW，夏季時(shí)，其中任一條線路跳閘，備用自投裝置動(dòng)作，另一條線路需帶三個(gè)110kV站負(fù)荷運(yùn)行，線路將嚴(yán)重過(guò)載，極有可能導(dǎo)致事故進(jìn)一步擴(kuò)大化。故日后若110kV楓春線楓溪站側(cè)斷路器加裝備用自投裝置，需對(duì)備用自投裝置進(jìn)行改進(jìn)，備用自投裝置動(dòng)作同時(shí)，必須具備聯(lián)切該站10kV線路功能，才能降低運(yùn)行線路過(guò)載程度，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

4備用自投裝置運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題

目前，備用自投裝置已在其他供電局廣泛應(yīng)用于110kV變電站，其可靠性直接影響整個(gè)變電站乃至系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致全站停電或者大面積停電。因此，潮州電網(wǎng)日后若使用備用自投裝置，在正常運(yùn)行、維護(hù)過(guò)程中，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

在變電站新投運(yùn)時(shí)，必須做備用自投裝置的實(shí)際帶斷路器跳、合試驗(yàn)，不能用簡(jiǎn)單的模擬試驗(yàn)來(lái)代替，模擬試驗(yàn)只能用來(lái)檢測(cè)備用自投裝置的一般邏輯功能。

備用自投裝置要完全獨(dú)立于保護(hù)裝置，不能影響保護(hù)的正確動(dòng)作，其回路應(yīng)避免與保護(hù)回路混雜。在進(jìn)行備用自投裝置的邏輯試驗(yàn)時(shí)，首先要有安全措施，把備用自投裝置完全獨(dú)立出來(lái)，以免試驗(yàn)時(shí)誤動(dòng)或者拒動(dòng)。

備用自投邏輯試驗(yàn)時(shí)，必須嚴(yán)格按照備用自投邏輯進(jìn)行，尤其應(yīng)注意對(duì)備用自投閉鎖邏輯的試驗(yàn)。

運(yùn)行人員在投備用自投裝置時(shí)，應(yīng)注意裝置的充電標(biāo)志，如有現(xiàn)場(chǎng)不能解決的異常情況，及時(shí)反映，以便迅速得到解決。