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摘要：对于主接线方式为单母线分段接线的变电站，采用进线备自投时，主变压器差动保护动作或主变重瓦斯动作后会闭锁备自投。经分析发现主变差动保护动作或主变重瓦斯动作后闭锁备自投存在缺陷。针对缺陷提出了进线备自投工作模式的改进方案，并给出了改进方案的逻辑框图。进线备自投工作模式的改进方案缩短了故障后恢复送电的时间，提高了电网的供电可靠性。
关键词：单母线分段接线;闭锁备自投;改进方案
引言
目前，很多110kV变电站主接线方式采用单母线分段接线，特别是很多城区变电站都采用单母线分段接线方式。为了提高供电可靠性，此类变电站基本上都配有备用电源自投装置（以下简称：备自投）。备自投工作模式分为进线备自投和分段备自投两种。较为常用且经典的进线备自投又分为进线Ⅰ备投和进线Ⅱ备投。本文分析了当前常用进线备投工作模式存在的缺陷，并针对缺陷提出了相应的改进方案，改进方案极大地提高了电网的供电可靠性。
1一主一备进线系统
进线备自投系统如图1所示。
系统介绍：图1为进线备用电源自动投入系统典型接线图。进线一为主电源，进线二为备用电源，当进线一故障暂停送电时，进线二投入运行。若进线一故障排除，则系统自动的断开进线二电源、把负荷切换到进线一，恢复主电源供电。
图1进线备自投系统图
1.1传统的一主一备进线系统二次部分配置方案
针对图一所示的进线备投系统，常规情况下二次系统配置2台进线备投装置BZT1、BZT2。BZT1针对进线一，实现进线一的保护功能、备自投自复位功能;BZT2针对进线二，实现进线二的保护功能和备自投功能。
1.2采用一体化装置的方案
针对图1的系统，若二次系统采用一体化装置，则只用一台备自投装置就可以完成对进线一、进线二的保护功能、备自投功能、进线自复位功能。
2进线备自投原理
以最常见的进线备自投方式说明备自投装置原理和逻辑。工作电源带两条母线运行，另一电源在明备用状态；当工作电源失去，其断路器在合闸位置，若备用电源有压且分段断路器在合闸位置，则跳开工作电源，经一定延时后合上备用电源；若工作电源的断路器发生偷跳。
线路Ⅰ带全站负荷运行，线路Ⅱ空载运行备用，1DL及3DL在合闸位置，2DL在分闸位置。若工作电源线路Ⅰ发生故障等而断开，备用电源线路Ⅱ应自动投入，并且备自投只允许动作一次。当闭锁条件满足时，备自投装置应放电，不能动作。各个动作逻辑如下：
（1）充电条件
1M、2M（线路Ⅱ）均有压；线路Ⅰ有压（投入“线路检有压”压板时检查）；1DL在合闸位置；3DL在合闸位置；2DL在分闸位置。若以上条件同时满足，再经15s延时后完成充电。
（2）放电条件
人工合上2DL；线路Ⅱ失压；人工跳开1DL或着3DL；闭锁条件开入；断路器的TWJ发生异常；控制字整定线路2不自投；线路检修压板投入。任一条件满足，则装置立即放电。
（3）启动条件
1M、2M均无压；线路Ⅰ无流；线路Ⅱ有压。所有条件同时满足，且已经完成充电，则启动备自投装置。
（4）动作过程
完成充电后，启动条件全部满足，备自投装置启动，经过延时T2，向1DL发跳闸命令，确认1DL已断开，最后向2DL发合闸命令。
3目前的备自投应用方式及注意事项
3.1运行方式
单链、单环网式的高压配电网结构见图2、图3。两座变电站配备按常规二次回路设计的进线备自投装置，变电站之间的联络线一侧开关运行，一侧开关备用。进线备自投充电条件为两段母线电压大于有压定值，母联开关在合闸位置，工作线路开关在合闸位置，备用线路开关在分闸位置，无其他闭锁条件；备自投动作逻辑为两段母线电压均低于无压定值，工作电源进线无流，延时断开工作电源进线开关，确认此开关断开后，闭合备用电源进线开关。联络线开关备用的变电站具备进线备自投功能，进线故障开关跳闸，备自投动作闭合联络线开关变电站恢复供电；联络线开关运行的变电站不具备进线备自投功能，进线故障开关跳闸后需运维或调控人员就地或远方进行开关操作，恢复失电变电站的运行，这极大影响了电网的供电可靠性，负荷损失严重时将构成电网事故。这也是制约简单可靠的单链、单环网式电网结构在高压配电网中推广应用的主要原因，因此不得不采用结构复杂、造价昂贵的电网结构来满足供电可靠性的要求。
3.2注意事项
联络线光纤纵差保护装置动作接点应闭锁两侧进线备自投，防止联络线处于故障状态时备投动作再次充电于故障线路。联络线热备方式为甲站侧开关合闸、乙站侧开关断开时，甲、乙站备自投装置应通过压板控制只合联络线乙站侧开关，不应对联络线甲站侧开关发出合闸命令，反之亦然，防止出现开关断开后立即闭合影响开关的开断故障电流能力。
4进线备投模式的缺陷
本文所发现的缺陷及改进方案是针对主接线方式为单母线分段接线的变电站，且备自投工作模式为进线备自投。常用进线备自投分为进线Ⅰ备自投和进线Ⅱ备自投。先分析进线Ⅱ备自投逻辑。
4.1进线Ⅱ备自投逻辑缺陷分析
进线Ⅱ备自投运行方式接线图见图4。进线Ⅱ备自投逻辑：进线Ⅰ运行，进线Ⅱ热备用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位;进线Ⅱ备自投充电完成后，当进线Ⅰ电源因故障或其他原因断开，进线Ⅱ备用电源自动投入，且只允许动作一次。为了防止备自投动作再次合于故障，特设计了外部闭锁备自投逻辑。当主变差动保护及高后备保护动作后会闭锁备自投让备自投装置放电。经分析发现：当进线Ⅱ备投时，2号主变差动保护动作或2号主变重瓦斯动作跳开3DL及2号主变低压侧不会造成全站失压，可通过1号主变压器继续向用户供电，此时闭锁备自投对电网无影响;而1号主变差动保护动作或1号主变重瓦斯动作后跳开1DL、3DL及1号主变低压侧会造成全站失压，此时闭锁备自投则需要人为恢复送电。
图4进线Ⅱ备自投运行方式接线图
4.2进线Ⅰ备自投逻辑缺陷分析
进线Ⅰ备自投运行时存在同样的问题。进线Ⅰ备自投运行方式接线图见图5。进线Ⅰ备自投逻辑：进线Ⅱ运行，进线Ⅰ热备用，即2DL、3DL在合位，1DL在分位;进线Ⅰ备自投充电完成后，当进线Ⅱ电源因故障或其他原因断开，进线Ⅰ备用电源自动投入，且只允许动作一次。当主变差动保护及高后备保护动作后会闭锁备自投让备自投装置放电。经分析发现：当进线Ⅰ备投时，1号主变差动保护动作或1号主变重瓦斯动作跳开3DL及1号主变低压侧不会造成全站失压，可通过2号主变压器继续向用户供电，此时闭锁备自投对电网无影响;而2号主变差动保护动作或2号主变重瓦斯动作后跳开2DL、3DL及2号主变低压侧会造成全站失压，此时闭锁备自投则需要人为恢复送电。
图5进线Ⅰ备自投运行方式接线图
在上述两种情况下人为恢复送电将大大降低电网的供电可靠性。针对这一问题提出了进线备自投工作模式的改进方案。
5进线备自投工作模式的改进方案
针对上述两种情况提出了进线备自投工作模式的改进方案。进线备自投工作模式的改进方案如下：
①进线Ⅱ备投充电完成，1号主变差动保护动作或1号主变重瓦斯动作并确认1号主变各侧开关已跳开后由备自投装置经一定短延时合进线Ⅱ开关（2DL），让2号主变压器带全站负荷，及时恢复送电;当1号主变各侧开关有一个及以上发生拒动，则闭锁进线Ⅱ备投，防止合于故障;②进线Ⅰ备投充电完成，2号主变差动保护动作或2号主变重瓦斯动作并确认2号主变各侧开关已跳开后由备自投装置经一定短延时合进线Ⅰ开关（1DL），让1号主变压器带全站负荷，及时恢复送电;当2号主变各侧开关有一个及以上发生拒动，则闭锁进线Ⅰ备投，防止合于故障。
相对于人为恢复送电，将缩短恢复送电时间，极大地提高了电网的供电可靠性。进线Ⅰ备自投改进方案的逻辑框图如图6所示，进线Ⅱ备自投改进方案的逻辑框图如图7所示。由图6、图7可知，进线备自投改进方案的逻辑框图相比于改进前的逻辑框图增加的逻辑判据少，易于实践。
图6进线Ⅰ备自投改进方案的逻辑框图
图7进线Ⅱ备自投改进方案的逻辑框图
结语
本篇文章中分析了进线系统、主接线方式为单母线分段接线的变电站，采用进线备自投时，主变压器差动保护动作或主变重瓦斯动作后闭锁备自投存在的缺陷，并针对缺陷提出了进线备自投工作模式的改进方案。给出了进线备自投改进方案的逻辑框图。进线备自投工作模式的改进方案大大缩短了恢复送电所需要的时间，提高了电网的供电可靠性，只有这样，才能够为广大人民群众提供更加完善和优质的用电服务系统，给人们的日常生活带来了很大的便利。
参考文献：
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