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220kV备自投装置远方精准切小电源的研究与应用

范文

刘国民

摘? 要：为提高供电可靠性，地区电网往往装设备用电源自动投入装置。当电网发生故障而导致母线停电时，满足投入条件的备自投就会动作，合上备用电源给停电母线供电。该文主要以某项目220 kV备自投装置的改造方案做为案例，对220 kV备自投装置远方精准切小电源功能及回路的应用进行研究探讨。

关键词：备自投;精准切;小电源;回路

中图分类号： TM762? 文献标志码：A

1 研究背景

备自投的种类繁多，而且随着电网的发展，电网运行中新问题的出现，使得影响备自投投退的因素十分复杂[1]。例如220 kV B变电站的220 kV备自投装置为标准化备自投装置，当220 kV L1甲乙线双回失压时，将先切除小电源线路220 kV L3甲乙线，再合上220 kV L2甲乙线。此时真正的小电源线路220 kV L4甲乙线将连接220 kV D变电站和发电厂形成孤岛供电，最终会因电源支撑不足，逐步解列，造成220 kV D变电站和发电厂失压。如果220 kV B变电站的220 kV备自投装置能够在L1甲乙线双回失压时，直接切除真正的小电源线路220 kV L4甲乙线，而不切除220 kV L3甲乙线，则可以避免220 kV D变电站失压，在一定程度上提高了供电的可靠性[2]。

2 项目改造方案研究分析

2.1 初步改造思路

项目实施后，220 kV B变电站备自投装置的小电源跳闸元件由原来的220 kV B变电站220 kV L3甲乙线转变为220 kV D变电站220 kV L4甲乙线，实现了备自投装置的“跨地域”连切功能。这种跨站间的连切，主要是为了达到备自投装置精准化切除小电源线路的要求，具体说明如下。

220 kV B变电站220 kV L3甲乙线分别与各自的主供电源线路以及备投线路挂于同一段母线上，其对侧220 kV D变电站220 kV L3甲乙线与220 kV L4甲乙线也分别挂于同一段母线上，另外220 kV D变电站与发电厂发电机组相连，如图1所示。由于220 kV B变电站220 kV L3甲乙线通过220 kV D变电站220 kV母线与小电源相连，因此在220kV B变电站内也被定义为小电源线路。

改造之前的切换方式是当220 kV B变电站220 kV备自投装置切除220 kV L3甲乙线时，220 kV D变电站两段220 kV母线都将失去主供电源，如果220 kV B变电站备投成功后，母线恢复电压，220 kV D变电站将失去了恢复主供电源供电的机会。若备自投装置动作前，220 kV D变电站220 kV L4甲乙线处于冷备用状态，备自投的正确动作还会导致220kV D变电站全站失压。

2.2 方案的实施及改进

在项目现场实施的初期，改造方案采用的是江苏华瑞泰HOP-200型稳控跳信装置，此装置的主要功能见表1。

根据配置原理，220 kV B变电站侧稳控跳信装置工作于发送模式，当装置接收到220 kV B变电站220 kV备自投装置跳对侧220 kV D变电站220 kV L4甲乙线开关开入后，装置提供弱电开出（24 V）至装置背板接线端子，再通过同轴电缆将弱电信号送给通信设备，由通信设备负责光信号转换，最后完成开出信号的始端发送。

如果220 kV D变电站通信设备接收到由220 kV B变电站发来的信号后，将会把光信号转换成弱电信号后作为开入接入220 kV D变电站稳控跳信装置。220 kV D变电站侧装置工作于接收模式，当接收到通信设备指令开入后，将闭合装置内部无源接点，作为输出接入220 kV L4甲乙线手跳回路。

两侧变电站采用同一型号装置，在项目的现场实施过程中，实施人员发现了如下现象。稳控跳信装置虽然兼具“发送”和“接收”功能，装置能通过切换工作模式分别提供24 V电源输出及无源接点输出，但是在装置背板上这对输出接点却合并成了一个输出端子，这样的回路隐藏著一个风险。当正常工作于接收模式下的稳控跳信装置因误触碰等原因将工作模式切换成发送模式时，装置会将输出接点改变为24V电源输出，演化图为如图2所示。由于接收模式下装置接点串入220 kV线路开关操作箱手跳回路，此时可能会因接点容量不足误闭合手跳回路，导致线路误跳闸。

为了解决上述问题，可将方案按以下原则进行调整。1）必须将24 V电源输出接点与无源输出接点分开，采用相互独立的回路。2）由于备自投跳小电源线路为单方向命令，与可切换工作模式的方式相比，固定工作模式的装置显得更为可靠。

因此，按照以上思路，我们开发出能可靠单独工作于发送模式及可靠单独工作于接受模式的稳控跳信装置HOP-200T和HOP210。两款装置与更新前装置的特点，见表2。

从表2对比可见，改版后的稳控跳信装置只能固定工作于发送或接收其中一种模式，装置背板输出接点不再可能因误投退装置开关而改变输出类型。而由于接收模式下装置仅提供了1个可触发无源输出接点，不可能出现影响外部跳闸回路的情况。

3 结语

220 kV备自投装置远方精准切小电源的应用将大大降低备自投装置非精准切除负荷动作给系统带来的失压风险，其技术先进性如下。1）首次为备自投装置配置了远方命令传输通道，实现了备自投装置的远方精准切负荷功能。2）发现了新型设备（稳控跳信装置）的回路缺陷，并从开发源头上改进了设计原理，督促技术供应商升级了设备硬件。3）有源输出和无源输出共用一对接点的情况可能也会出现在别的新型保护或自动装置上，此次发现除了能为以后类似装置提供验收经验之外，还具有警醒意义。

通过该项目的实施探索，我们成功地将未投运的220 kV B变电站及220 kV D变电站稳控跳信装置进行了硬件升级，并迎来最终的安全投运。到目前为止，该新型设备运行状况良好。

参考文献

[1]郑超. 地区电网广域备自投与故障恢复策略评价研究[D].北京：华北电力大学，2015.

[2]李曼岭，黄芳. 备用电源自动投入装置在电网中的多元化应用[J]. 电力系统保护与控制， 2009， 37（18）：147-150.

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