（深圳供电局有限公司广东深圳518000）
摘要：目前深圳电网中大部分变电站10kV系统都安装了备自投装置，同时部分配置了负荷均分功能，通过对装置逻辑的分析并结合实际运行经验，我们可以发现目前的负荷均分功能的充电条件和动作过程存在一定缺陷和风险。本文以目前常规的备自投逻辑为基础，研究分析了备自投负荷均分功能的自适应优化思路。
关键词：备自投；负荷均分自适应
引言
为了提高供电可靠性，减少用户停电时间，目前大部分变电站都装设了10kV备自投装置。而随着用电负荷的增加，为避免出现备自投动作后主变过负荷运行情况，备自投实现了负荷均分功能，但该功能的实现需要满足一定的运行方式，所以运行人员需要根据运行方式的变化来人工完成负荷均分功能的投退。
目前这种通过投退负荷均分压板的方法存在两种风险：（1）人员误投退或者漏投退均分功能压板，导致主变过负荷或者主变变低并列；（2）在满足负荷均分条件下，因负荷均分开关故障，导致备自投动作失败，不能恢复失压母线供电。本文以目前常用的110kV变电站接线方式为例，分析10kV备自投负荷均分功能的缺陷及优化方法，提高备自投均分功能的自适应性和动作正确性。
1.目前10kV系统常用备自投装置分析
目前，深圳电网中110kV变电站常用的接线方式如图-1所示，110kV接线采用单母分段形式，三台主变运行，10kV系统采用单母四分段接线方式，501开关供10kV1M，502A开关供10kV2AM，502B开关供10kV2BM，503开关供10kV3M，正常运行情况下分段521、532开关在热备用状态。
图-1深圳电网110kV变电站常见接线图
变电站一般配置了国电南自生产的NDB310或者广州德霖生产的DPR331AT10kV备自投装置。下面以国电南自生产的NDB310装置为例进行分析。
对于如图-1的接线方式，NDB310备自投装置有六种运行方式。因为只有1M和3M失压时才存在负荷均分功能，同时该接线方式具有对称性，所以我们这里只研究有关1M失压的运行方式一和运行方式五的充电条件、放电条件和动作过程。
（1）运行方式一：
此种运行方式的接线图如-2所示。
图-2运行方式一接线图
充电条件为：（1）备自投功能压板投入；（2）501、502A、502B、503开关均在合位；（3）521、532开关均在分位；（4）532负荷均分压板投入；（5）1M、2AM、2BM、3M均三相有压；
放电条件为：（1）两段及以上母线电压同时消失（2AM、2BM当作两段母线）；（2）手分变低501开关；（3）532负荷均分压板退出；（4）闭锁信号输入。
动作过程为：（1）装置检测到1M失压且501开关无流；（2）延时跳开501开关；
（3）装置检测到501开关在分位，则装置继续进行下一步，否则报开关拒跳备投失败；（4）延时合上532开关，装置检测到532开关合位，则继续进行下一步，否则报开关拒合备投失败；（5）延时合上521开关，1M电压恢复，备投成功，否则报开关拒合备投失败。
（2）运行方式五
此种运行方式的接线图如图-3所示。
图-3运行方式五接线图
充电条件为：（1）备自投功能压板投入；（2）501、502A开关均在合位；（3）521开关在分位；（4）532负荷均分压板退出；（5）1M、2AM均三相有压
放电条件为：（1）1M、2AM均三相无压；（2）521开关在合位；（3）手跳501、502A开关；（4）532负荷均分压板投入；（5）闭锁信号输入
动作过程为：（1）装置检测到1M失压且501开关无流，2AM三相有压；（2）延时跳开501开关；（3）装置检测到501开关在分位，则装置继续进行下一步，否则报开关拒跳备投失败；（4）延时合上521开关，检测到1M电压恢复，备投成功，否则报开关拒合备投失败
3.备自投负荷均分功能目前存在的缺陷和风险：
1、结合上面运行方式一和运行方式五的充电条件，我们可以看出正常运行情
况下，负荷均分功能的投退完全由均分功能压板的投退控制。所以运行人员需要根据110kV是并列运行还是分裂运行来投退负荷均分功能压板。如果110kV系统分裂运行（110kV分段1012开关断开），而运行人员漏退负荷均分压板，此时当10kVIM失压时，备自投装置会按照运行方式一动作，此时将会导致主变变低非正常并列而电磁合环（如果#2主变变高挂2M运行），可能会扩大故障范围；
如果110kV系统并列运行（110kV分段1012开关合上），此时运行人员漏投入负荷均分压板，此时10kVIM失压时，备自投装置按照运行方式五动作，#2主变同时供IM、IIAM和IIBM，可能导致#2主变过负荷运行。
所以目前这种依靠运行人员根据运行方式变化来人工投退负荷均分功能压板的模式存在一定风险，需要提高备自投装置的自适应能力，让其能根据运行方式的变化自动投退负荷均分功能。
2、在运行方式一情况下，如果1M失压，备自投动作先合上分段532开关。
如果此时532开关故障，不能正常合闸，备自投将会动作失败，10kVIM失压，增加了停电时间。这种情况下，如果我们完善备自投逻辑，当532合闸失败时，补救一次，在#2主变不会过载运行前提下再合上521开关，恢复10kVIM正常供电，这样可大大提高备自投的动作成功率和供电可靠性。
3.优化思路：
（1）备自投负荷均分功能的投退一般是根据110kV系统是否并列运行来决定，对于如上图的接线方式，当110kV分段1012开关在运行状态（1012开关及两侧10121、10122刀闸均在合闸位置），需要投入负荷均分功能；当110kV分段1012开关在热备用或者其他状态时，需要退出负荷均分功能压板。所以，我们可以将分段开关1012及两侧刀闸10121、10122的常开辅助接点串联开入备自投装置，让装置自动识别110kV系统是否并列并进行相对应的逻辑运算。具体二次接线图如图4所示：
当110kV并列运行时，该均分功能开入为“1”，自动投入负荷均分功能。此时，当10kVI母失压时，备自投按照上面提到的运行方式一的过程动作；
当110kV分裂运行时，该均分功能开入为“0”，自动投入负荷均分功能。此时，当10kVI母失压时，备自投按照上面提到的运行方式五的过程动作。这样，就实现了备自投负荷均分功能的自动投退。
图4：备自投负荷均分功能开入装置接线图
对于上面提到的缺陷（2），在532开关合闸失败后，备自投能继续合上
521开关，恢复10kVIM的正常供电。但是这种情况存在一种风险，那就是合上521开关后，#2主变将供10kVI母、IIA母和IIB母三段母线，可能会导致#2主变严重过载运行，甚至扩大停电范围。所以这种情况下，备自投在合上521开关之前，需要计算501、502A和502B开关的负荷电流之和，来判断合上521开关后#2主变是否过载，如果计算结果在额定容量以内，则继续合上521开关，如果计算结果超过主变额定容量，则备自投停止动作。
需要指出一点的是，在计算开关负荷电流和时，不能利用电流采样瞬时值，必须采用装置启动之前的各开关负荷电流的记忆值。借鉴RCS-931中距离保护采用正序电压记忆量作为极化电压的方法，所以这种通过电流采样记忆值来进行判断的方法是可以实现的。同时，在装置整定值中，需要增加主变额定容量。
具体逻辑计算方法可以参考图5：
图5优化后的备自投动作逻辑图
4.下一步需解决的问题：
（1）采用分段开关及两侧刀闸辅助常开接点串联开入的方法让备自投装置自
动识别运行方式并自动投退负荷均分功能，存在一定风险：当开关辅助接点异常或者故障时，可能导致备自投装置判断错误。所以当改变运行方式时，可以通过检查装置面板来检查装置开入是否正常；
（2）主变允许段短时间过载运行。在532开关合闸失败同时计算结果判断主变
将过载时，是让10kVI母整段失压，还是允许主变短时过载然后由调度转移负荷，需要通过计算加以权衡。
总结：
对于目前深圳电网中大部分110kV变电站，都配置了10kV备自投装置，大大提高了供电可靠性；同时备自投装置中的负荷均分功能的投入可以在一定程度上避免备自投动作后主变过负荷现象的发生。目前负荷均分功能的投退是需要运行人员根据运行方式的变化来通过投退相关硬压板来实现，存在漏投退压板的风险。我们可以通过将运行方式的变化以开入量的方式自动输入装置，提高备自投装置负荷均分功能的自适应性；同时我们可以完善备自投的运算逻辑，提高备自投装置的动作成功率。
参考文献：
[1]NDB310数字式备用电源自投装置说明书