浅析微机型备自投装置在内桥式接线变电站的应用

精品文档-下载后可编辑浅析微机型备自投装置在内桥式接线变电站的应用[摘要]通过对内桥式主接线形式下的备用电源自动投入装置(备自投装置)动作逻辑进行分析，提出备自投装置动作逻辑上存在局限性及二次回路上存在的不足，论述了现场采取的改进措施及实施效果。

[关键词]变电站；备自投装置；动作逻辑；内桥接线；改进方案

近年来，随着国民经济的快速发展，电网规模在日益扩大，安全稳定运行的要求也在不断提高，作为自动装置的微机型备用电源自动投入装置得到了广泛的应用，其动作可靠性和适应性要求也越来越高。由于变电站主接线和运行方式灵活多变，目前微机型备自投装置所具备的自适应功能普遍需要完善，特别是在内桥接线变电站表现的比较突出。所谓自适应功能即自动根据一次运行方式切换动作逻辑的功能，一般是在装置的两个动作逻辑之间自动切换，动作逻辑本身考虑不周，决定了自适应功能适应性必然不会强。实际上，对应一种电气主接线，可能出现的运行方式往往有多种，自适应功能常常不能满足现场需要；在运行方式发生变化的时候，有时装置能自动识别，有时需要人工操作，我们通过对内桥主接线下的备自投装置动作规律进行总结探索，提出了适应于各种内桥主接线形式的具有自适应功能动作逻辑，运行方式变化时不再需要人工操作来改变装置的工作状态。

1、常规微机型备自投装置动作逻辑在内桥式接线变电站应用中的不足

微机型备自投装置较之传统的电磁型备自投装置具有维护简单，可靠性高，适应性强等优势。但随着来自不同厂家，不同型号的微机型备自投装置大量投入运行，这类设备的局限性也显露出来。经常发生装置不能满足需要现场运行方式的需要，必须为现场专门设计动作逻辑的情况，而且面对同一个要求，不同厂家处理的方法往往不同，众多厂家的特殊产品(相对于标准设备)带着各自不同的操作要求在电网中运行的时候，确实为运行人员、检修人员和装置管理带来了许多额外的负担，这种情况也为电网的安全运行带来了隐患。

使用备用电源自动投入装置的110kV内桥接线变电站，其可能的合理的运行方式通常也有好几种。目前微机型备自投装置厂家通常都是依附主接线形式，预设多种运行方式，一旦出现未想到的方式装置就不能工作。生产厂家毕竟不是电网运行单位，实际上很难把应用的各种主接线方式全部收集到；更主要的是微机型备自投装置普遍没有把内桥主接线可能的运行方式研究透彻。各厂家标准的装置中往往内置了好多套方案。经常出现的情况是动作逻辑多而不精，真正在现场需要的只是两、三个，而往往在装置的标准版本里又没有相应的动作逻辑，专门为现场临时开发的方案在标准的说明书里找不到，很不便于现场使用。

目前的装置，应用在单母分段接线的方式下基本上都没有问题，对于比较灵活的内桥式接线则往往不能很好的适应，比如对于内桥式接线：许多厂家的产品能满足图1、图2两种运行方式下，并能实现自适应功能(图中长方柜表示断路器在合闸位置，实心表示断路器在分闸位置)。

考虑运行经济性，内桥式接线还有一种非常合理的运行方式，见图3。此时一个电源断路器通过一台主变带全站的负荷，当电源发生故障时，投入另一台处在热备用状态的电源断路器，以另外一台主变带全站的负荷。对于内桥式接线图3的运行方式，许多微机型的备自投装置未考虑，自然谈不上自动适应这种方式。

2、改进方案

针对微机型备自投装置无法适应内桥式接线(图3)的运行方式，我们先后采取了如下两种改进方案。

2.1改进方案一

当一次设备在运行方式三(如图3)时，在不改变微机备自投装置内部动作逻辑的前提之下，通过改接二次回路线的方式，使备投动作逻辑符合预设的运行方式二(如图2)。具体原理为：此时通过电源断路器1带全站负荷时，当电源发生故障时，投入另一台处在热备用状态的电源断路器，以另外一台主变带全站的负荷。由于微机备自投装置无此对应的动作逻辑，因而采用满足运行方式二(如图2)的备投逻辑，此时必须要求有桥断路器的“合位”开入。针对这种情况我们采取的措施为(如图4所示，虚线内为新增二次回路)：

即在二次回路上增加一个压板，给出一个桥断路器位置开入，在如图3所示运行方式下时，人工操作投入此压板，满足桥断路在合位的动作逻辑，这样虽然一次设备如图3所示的方式三，而微机型备自投装置在动作逻辑上满足图2的运行方式二，使备自投装置在人工操作下符合了预设的标准动作逻辑。如一次设备运行方式为图1、2时，打开此压板不用。

这就是备用电源自动投入装置的自适应性的局限性，灵活性不足，动作逻辑往往需要人工操作，增加运行人员的操作负担，同时也为电网安全运行带来了隐患。

2.2改进方案二

我们本着降低设备运行、维护、管理的负担，提高可靠性；突出微机型保护简单可靠、灵活性高、维护方便；统一不同厂家的不同型号装置的操作方法的原则，向厂方研发人员提出改进备自投逻辑的三点建议：

(1)只要一个电源断路器工作，另一个电源断路器断开，则备自投装置只需要实现两个电源断路器之间的备投功能，完全没有必要判断桥断路器的位置。

(2)如果两个电源断路器均处于合闸位置时再考虑备自投桥断路器。

(3)备自投逻辑不要过于拘泥于主接线形式和运行方式，实现多种运行方式中切换的自适应功能。

各厂家依据我们的建议设计出了在桥断路器断开时电源断路器互为备自投的动作逻辑，满满足了图3内桥接线形式三的经济运行方式需要，装置具备了自适应功能，避免运行人员对装置本身进行操作，这样不管使用的是哪个厂家什么型号的装置，对运行、检修、装置管理来讲，都是一样的。在对相应变电站进行了程序升级后，微机型备自授装置满足了内桥主接线下可能出现的运行方式。

3、微机型备自投装置动作逻辑改进后，二次回路中存在的不足及改进措施

虽然备自投装置的逻辑功能已经满足内桥主接线各种运行方式的变化，但我们发现110kV内桥式主接线变电站10kV备自投装置的二次交流外回路上存在无法和高压侧配合的问题，即存在不能适应如图5所示运行方式要求的问题(图中长方柜表示断路器在合闸位置，实心表示断路器在分闸位置)。

传统的设计思路10kV备自投交流有压判据取自110kVI、电压。当在如图5所示的运行方式中，备用电源断路器所在的1lOkV母线无电压，这时10kV备自投不满足允许条件(即无法正常充电)，为了让二次回路和微机型备自投装置同样具有自适应性，我们只能向传统设计思路挑战，把10kV备自投交流有压判据取为110kV线路电压，即取用110kV线路电压互感器的二次电压。此方案的优点能满足内桥接线方式中各种运行方式的需要，缺点是：如果110kV备自投未能成功投入110kV备用电源，即使10kV备自投装置成功地投入10kV备用断路器，但是10kV母线仍无电源，对于用户供电没有实际意义，不过此种极端情况发生几率极小，可以不予考虑。

在整改结束后，模拟此种运行方式，备自投装置正确动作。

4、结束语

在2022年初，我们使用了采用新程序和二次回路整改后的微机型备自投装置。在新装置运行前，我们模拟现场正常运行状态，倒闸操作过程，各种故障状态等，进行了准实模测试。测试结果表明，几套装置均能正确识别运行方式，动作可靠，在运行方式发生变化时，不需要人工