失压解列及备自投一体化装置应用分析

2010-11-15杜浩良何云良温佶强

浙江电力 2010年1期

杜浩良，何云良，温佶强，马骁

（1.浙江师范大学，浙江金华 321004；2.金华电业局，浙江金华 321017）

随着电网规模的不断扩大，常将原有输电线路开断接入新建变电站，形成两个或多个110 kV变电站串接的网架结构。为降低短路电流水平，110 kV电网往往采用合环布置、开环运行的方式，在开口处安装备自投装置，对侧变电站安装失压解列装置，利用光纤通信来实现双向备自投装置的功能，但是只能固定某个开关热备用，运行方式比较单一，不利于系统灵活运行。

1 局部电网失压解列和备自投功能实现

如图1所示的某局部电网，正常运行方式220 kV丙变电站通过线路1向110 kV甲变电站供电，220 kV丁变电站通过线路2向乙变电站供电，线路3作为甲、乙变电站之间的联络线，由甲变电站充电、乙变电站侧开口运行（即开关3DL合位、4DL热备用），乙变电站安装110 kV备自投装置、甲变电站安装110 kV失压解列装置。失压解列装置接收甲变电站110 kV母线的三相电压、线路1电流I2等信息；备自投装置接收乙变电站110 kV母线的三相电压、线路2电流I5、开关5DL的位置接点TWJ及手合接点KKJ、开关4DL的位置接点TWJ等信息。

失压解列装置与备自投装置均有内置光电转换接口，装置背板设有光纤接插端，供收、发光纤接口；失压解列装置将信息单向传递给备自投装置，因此只需将失压解列装置的“发”与备自投装置的“收”相连，如通过复用光纤连接。内置光电转换接口通过光纤和复接接口设备连接，复接接口设备通过通讯线连接PCM设备，甲、乙变电所之间通过光缆连接（见图2）。

图1 某局部电网接线示意图

图2 复用通道接线示意图

备自投装置将本变电站的模拟量与失压解列装置通过光纤传输至本侧的模拟量进行比较，结合开关量信息确定装置动作与否以及如何动作等。

2 基于光纤通信的失压解列原理

如图1局部电网，正常方式110 kV线路1供甲变电站负荷，110 kV母线三相有电压、线路1有电流I2。如线路1发生永久性故障，丙变电站线路1保护动作跳闸、重合、后加速保护动作跳开1DL开关，甲变电站110 kV母线三相均无电压，同时线路1无电流，一方面装置动作经Tb1延时跳甲变电站的2DL开关，如图3所示，另一方面失压解列装置根据实际情况通过专用或复用光纤通道，将本侧的模拟量、开关量信息通过光纤通信传输至乙变电站的备自投装置。

图3 失压解列装置原理

3 基于光纤通信的备自投原理

乙变电站备自投装置原理如图4所示，具有母线自投与线路自投两种方式。

备自投装置的充电条件：开关2DL，5DL合位；开关4DL热备用；甲变电站110 kV母线三相有电压、乙变电站110 kV母线三相有电压，满足全部条件后装置经15 s完成充电。

备自投装置的放电条件：4DL合上；手跳2DL或5DL（KKJ2或KKJ5=0）；其它外部闭锁信号；2DL，4DL或5DL的TWJ异常；甲乙变电站110 kV母线均三相无电压，延时15 s放电，任一条件满足，装置瞬时放电。

方式一：线路自投，备自投装置通过光纤通信接收到甲变电站110 kV母线三相无电压、线路1无电流，乙变电站110 kV母线三相有电压，并确认开关2DL在分位，经Tb1延时合4DL开关。与甲变电站的失压解列装置配合使用。

方式二：母线自投，乙变电站110 kV母线三相无电压，线路2无电流，甲变电站110 kV母线三相有电压，装置启动经Tb2延时跳5DL开关，确认开关跳开后合4DL开关。

图4 基于光纤通信的备自投装置原理

4 失压解列及备自投一体化装置

上述备自投装置与失压解列装置配合可以实现甲乙变电站的相互备用，但是系统运行方式比较单一，当甲变电站侧的3DL开关改热备用时，备自投装置将退出运行，系统会失去备用电源。

为了适应电网运行方式灵活的需要，也便于专业管理，研制一种新的自动装置，能同时实现备自投与失压解列功能。如图5所示，充电逻辑中增加失压解列或备自投功能选择控制字MB3。MB3＝0时投失压解列方式，装置无需充电就能动作跳闸；MB3＝1时投备自投方式，装置需要充电后才能动作。对应线路自投方式、母线自投方式设置控制字MB1，MB2；对应线路自投方式分别设置跳、合闸投退控制字MB1T，MB1H；对应母线自投方式分别设置跳、合闸投退控制字MB2T，MB2H。

4.1 甲变电站侧投失压解列方式、乙变电站侧投备自投方式

如图1所示的局部电网中，3DL开关运行、4DL开关热备用，甲变电站投失压解列方式，即控制字MB3投0；由于装置只需跳2DL开关、不需合闸，因此装置控制字投退如表1所示。

装置的动作原理如下：甲变电站110 kV母线三相无电压，线路1无电流，满足与门2的动作条件，同时MB1＝1，开放与门5、或门A后经控制字MB1T，装置延时Tb1跳2DL开关，跳闸脉冲展宽时间为200 ms。由于其余控制字均未投入，其它逻辑回路不导通，“跳2DL压板”投入，“合3DL压板”退出。当装置母线一相或多相无电压、线路1有电流，装置报TV断线信号，但不闭锁装置跳闸。

表1 失压解列功能控制字投退

乙变电站投备自投方式，即控制字MB3投1，装置需完成充电才能动作；同时投入母线自投、线路自投方式，即MB1投1，MB2投1；由于线路自投方式只合4DL开关而不跳闸，控制字MB1T投0，MB1H投1；母线自投方式需跳5DL开关、合4DL开关，即MB2T投1，MB2H投1，控制字投退如表2所示。

表2 备自投功能控制投退

装置的充电条件：开关2DL，5DL合位，开关4DL热备用，甲变电站110 kV母线三相有电压、乙变电站110 kV母线三相有电压，满足全部条件装置经15 s完成充电。

装置的放电条件：4DL合上；手跳2DL或5DL（KKJ2或KKJ5=0）；其它外部闭锁信号；2DL，4DL或5DL的TWJ异常；甲乙变电站110 kV母线均三相无电压，延时15 s放电，任一条件满足装置瞬时放电。

方式一：线路自投，甲变电站110 kV母线三相无电压，线路1无电流，满足与门2动作条件，开放与门4，启动或门 A，同时装置确认2DL开关分位，开放与门8经控制字MBH1和整定合闸延时Th1后合4DL开关。

本功能与甲变电站的失压解列方式配合使用。

方式二：母线备投，乙变电站110 kV母线三相无电压，线路2无电流，满足与门3动作条件，开放与门6，启动或门B经控制字MB2T延时Tb2跳5DL开关，确认开关跳开，开放与门9经控制字MB2H延时Th2合4DL开关。“跳5DL压板”投入，“合4DL压板”投入。

4.2 甲变电站侧投备自投方式、乙变电站侧投失压解列方式

如图1所示的局部电网中，开关3DL改为热备用、4DL对线路3充电，装置仍可继续投入使用，甲变电站投备自投方式，控制字MB3投1，MB1投1，MB2投1，由于线路自投方式只合不跳，控制字MB1H投1，MB1T投0；母线自投方式同时投入跳闸、合闸功能，MB2T投1，MB2H投1，控制字投退如表2。“跳2DL压板”投入，“合3DL压板”投入。

乙变电站投失压解列方式，控制字MB3投0，由于只需跳闸不需合闸，装置控制字投退如表1所示。“跳5DL压板”投入，“合4DL压板”退出。

4.3 运行方式设置

当然，为了实现2种运行方式，两侧自动装置需要有相同的外部二次回路接线，甲变电站的自动装置需要接收甲变电站110 kV母线的三相电压，线路1电流I2，2DL开关位置TWJ及手合位置KKJ接点，开关3DL的位置TWJ接点等信息；输出跳2DL开关、合3DL开关的接点。乙变电站的自动装置需要接收乙变电站110 kV母线的三相电压、线路2电流I5、开关5DL的位置接点TWJ及手合位置接点KKJ、开关4DL的位置TWJ接点等信息；输出跳5DL开关、合4DL开关的接点。