备自投装置在220kV变电站的地位及应用

备自投装置在220kV变电站的地位及应用
【摘要】本文首先阐述了备自投装置及其在220kV变电站中的地位，并在此基础上对备自投装置在220kV变电站的应用进行论述。

期望通过本文的研究能够对提高220kV变电站的供电可靠性有所帮助。

【关键词】备自投;变电站;供电可靠性
一、备自投装置及其在220kV变电站中的地位
备自投是备用电源自动投入装置的简称，其最主要的作用是能够确保连续供电，进而达到提高供电可靠性的目的。

在电力系统正常运行的过程中，若是工作电源突然发生故障或由于其它一些原因而断开后，能够自动、迅速地将备用电源或相应设备投入至工作状态当中或将电力用户切换至备用电源上，避免用户停电及负荷损失。

早期的备自投装置多以电磁型为主，其在进行相关电气量采集和逻辑控制时，全部需要依赖于继电器，这使其很难接入到变电站的综自化系统当中。

由此可见，传统的备自投装置已经无法满足变电站的使用要求。

随着技术的不断发展和完善，很多变电站都实现了微机保护，由于微机保护装置本身带有强大的可编程序逻辑功能，从而使其能够直接通过程序编辑构成备自投逻辑，由此一来便可以实现备自投功能，符合不同接线方式与逻辑要求。

换言之，微机型备自投装置的出现有效弥补了传统备自投装置的缺陷和不足，它可以将各种模拟量，如电压量、电流量等通过压频变换器（VFC）或是A/D转换为开关量进行逻辑分析，再依据分析所得的结果作用于相应的断路器上，借此来实现自动切换。

微机型备自投装置使系统的自动装置与继电保护有效地结合到一起，实际应用也充分证明了它能够对用户提供不间断的供电，这使其在供电系统当中获得了更加广泛的应用。

对于220kV变电站而言，备自投装置是其安全、稳定运行的重要防线，它的应用不但能够缓解变电站经济运行与供电可靠性之间的矛盾冲突，而且还能有效降低电网事故的发生几率。

正因如此，备自投装置的地位越来越重要，对其进行合理应用已经成为必然趋势。

二、备自投装置在220kV变电站的应用
为了便于本文研究，下面以某220kV变电站为依托，对其220kV侧备自投装置的设计应用进行论述。

（一）设计原则
对于220kV变电站而言，220kV侧备自投装置的主要功能为当检测到主供电源消失且运行中的母线也随之失去电压后，装置会自动投入备用线路或母线开
关，从而恢复失压母线的供电。

其基本设计原则如下：逻辑简单、稳定可靠、接线方式通用。

由于备自投装置属于一种主电源失去后的补救措施，若是在这种情况下装置拒动，则引起的后果要比误动更加严重。

故此，在对备自投装置进行设计的过程中，必须以防拒动作为主要原则。

此外，为了能够满足不同接线方式的运行要求，备自投装置220kV线路数应当按照6回进行设置。

（二）备自投的逻辑
根据功能及运行方式的不同，可将备自投装置分为线路和母联两种，前者需要有可以进行备投的线路，通常为空充电热备用线路;后者则需要母联在热备用状态，同时母线应采用分列的方式运行。

此外，两种备自投方式均应当适应自动判别。

1.状态判别。

①线路。

根据线路运行状态的不同，可将220kV线路分为以下几种情况：主供、可备投、不可备投及检修。

②母联开关。

按照母联运行状态的不同，可将220kV母联开关分为以下几种情况：运行、检修、可备投和不可备投。

上述几种运行状态均能够随着运行方式的变化而转换。

2.切负荷。

为了有效避免备自投装置动作之后与之相关联的线路或是主变压器出现过负荷的情况，在备自投装置投入运行前，应当进行过载判别，并对相应的负荷进行切除处理。

想要实现这一目标首先需要确定切除对象，在此可以引入负荷优先级的概念，将220kV中负荷线路的优先级设置为0-9（0代表不切;1-8代表负荷的切除顺序，由小到大进行切除;9代表小电源线路）。

负荷线路的正方向可按照实际运行潮流方向进行判别，根据习惯可将电流流出母线确定为正向，而功率方向为负的线路则可判定为小电源线路。

3.可切与需切量的计算。

可切量是指整定优先级线路且功率方向为正的所有负荷线路功率总和，其中不包括小电源。

需切量的计算公式为：
（1）
：单回或双回备投元件可承受的允许功率值，装置可以根据备投元件的运行状况自动选取合适的定值。

：在充分考虑可能存在小电源弱支撑的情况下，主供电源线路无流且切换后电压低于有压定值的前2s时刻，所有220kV线路功率及功率流入母线（功率倒送）的负荷线路代数总和，其中不包括功率下送的小电源线路。

（2）
（三）母联及线路备自投的主要功能
1.母联备自投。

通常情况下，母联备自投不需要进行分组设定，它的逻辑应当能够满足多种形式的主接线方式。

图1所示为220kV变电站母联备自投的功
能动作逻辑图。

图1 母联备自投动作逻辑示意图
2.线路备自投。

可以将互为备投的线路分为两组，先对这两组线路进行分组定值整定，然后再按照系统的实际运行方式自动识别主供及备投线路，同时完成充电。

在设定线路备自投的逻辑时，可采取整定线路组别及优先级的方法对主供与备投线路进行分组，这两组线路可互相备投。

（四）放电条件
具体可将备自投的放电条件分为以下三种情况：
1.通用。

备自投启动跳开主供电源之后，如果在整定延时内无法检测到相应的开关分闸，此时备自投应当立即放电，避免引起合于故障;当备自投动作之后应当立即进行放电;当备自投装置为非启动状态且开关检修压板为退出状态时，如果接收到来自于开关对应间隔的手跳信号，此时备自投装置应当立即放电，并在信号消失后自动复归;母线差动保护和失灵保护动作时，备自投应当立即放电;当备自投装置的功能压板退出后，应立即放电。

2.线路备自投。

在这种方式下，除了要满足通用的放电条件之外，出现以下情况时装置也应当进行放电：在无任何运行元件时，备自投应当立即放电;当运行方式发生变化造成线路备自投不满足充电条件时，应当进行延时放电。

3.母联备自投。

在该方式下，除了要满足通用的放电条件之外，当母线电压三相断线造成母联备自投无法满足充电条件时，也应立即放电。

（五）备自投巡检
为了避免备自投装置在运行过程中发生拒动的情况，应当做好巡视检查工作，具体可从以下几个方面着手：检查各插件是否插入正确，确保上下横条固定牢固;检查背板配线是否存在断线、碰线问题;检查装置接地端子是否接地良好;检查液晶显示屏的显示是否正常，确保不存在乱码、黑屏问题;检查液晶显示屏的时间是否正确，若出现较大误差，必须进行重新设定;检查压板在正常投入位置是否存在松动现象;检查液晶显示屏的工作电源和备用电源线路开关位置是否与一次运行的实际情况相符。

三、结论
总而言之，在220kV变电站中应用备自投装置时，合理的设计是保证装置作用充分发挥的前提和基础。

为了确保装置能够安全、稳定、可靠运行，还应当做好巡视检查工作，这样不但能够防止备自投拒动的情况发生，而且还能延长其使用寿命。

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