张 健

(南京南瑞继保电气有限公司， 江苏 南京 211102)

0 引言

由于许多变电站在建设初期，用户负荷不大，通常考虑分期建设[1]。以常见不完全扩大内桥方式为例，如图1。该站配置两条110 kV进线，三段母线。相比于标准扩大内桥，该站的进线2只配置刀闸，无开关和电流互感器，此外，现场无3号主变。Ⅰ母和Ⅲ母设有电压互感器，Ⅱ母无电压互感器。进线1编号为101，内桥1开关编号100，内桥2开关编号102。

主变配置双套保护，根据实际情况，可选择其中一套作为保测一体装置，兼具主变中低压侧以及本体测控功能。进线、内桥和2号主变高压侧配置双套合并单元智能终端(或者合智一体装置)。Ⅰ母和Ⅲ母均配置母线智能终端和合并单元。

图1 不完全扩大内桥典型主接线图

1 电压问题

由于Ⅱ母无电压互感器，现场存在一个问题就是Ⅱ母电压的获取问题[2]。2号主变保护必须获取Ⅱ母电压作为高后备复压闭锁条件。Ⅰ母和Ⅲ母的合并单元均通过1UD和3UD端子排实际接入了Ⅰ母和Ⅲ母电压。在智能变电站中可在2号主变高压侧配置合并单元(或合智一体装置)，通过SMV级联至母线合并单元，将母线合并单元内Ⅰ母电压接收作为高压侧合并单元的Ⅰ母电压，将母线合并单元内Ⅲ母电压接收作为高压侧合并单元的Ⅱ母电压。通过GOOSE获取100和102的内桥开关位置，作为内部Ⅰ母和Ⅱ母的刀闸位置开入。类似于220 kV线路的母线电压切换功能，当100处于合位时，高压侧合并单元选择“Ⅰ母电压”(即实际的Ⅰ母电压)发出，当102处于合位时，高压侧合并单元选择“Ⅱ母电压”(即实际的Ⅲ母电压)发出。此举解决了Ⅱ母无电压互感器的情况下，Ⅱ母电气量与Ⅰ母、Ⅲ母的关联问题。需要注意的是，考虑100、102存在同时处于合位的情况，需要关闭2号主变高压侧合并单元的“母线刀闸同时动作”告警功能(部分合并单元存在该报警)。目前，部分厂家的母线合并单元已经具有了该“压切”逻辑，以南瑞继保母线电压合并单元PCS-221N-H3为例[3]，在内部控制字投入“扩大内桥方式”下， SMV发布的“Ⅱ母电压”实际就是按照内桥位置自动切换获取Ⅰ母或Ⅲ母电压，逻辑见表1。在该方式下，电压并列只需要配置一个并列把手。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母电压包括母线三相电压和开口三角零序电压。

表1 “Ⅱ母电压”切换逻辑

2 备自投配置及实现

由于不完全扩大内桥接线方式的配置不全，如果采用标准的备投逻辑，则由于前期工程中断路器位置接入的不完整，将导致备投装置无法正常充电，从而影响恢复供电。而如果采用过渡期的特殊备投逻辑，面临着后期改扩建成完整接线时，还需要更换备投程序，改动二次回路，修改变电站配置说明文件等，大大增加了工作量[4]。

现以南瑞继保PCS-9651针对扩大内桥方式的备投逻辑进行说明[5]。该逻辑具有较强的适应性，可适应过渡阶段各类备投方式。在定值参数中，设置一个“进线2开关配置”控制字。

以图1中常见的不完全扩大内桥方式为例。在进线2开关和电流互感器未配置的情况下，“进线2开关配置”控制字设置为0，则备自投逻辑见表2。

表2 不完全扩大内桥方式下备自投逻辑

针对表2中逻辑作简单说明：

方式一：101、100、102均在合位。母线失压，跳开进线1合进线2。但由于无进线2开关，所以该方式备投是无效的。

方式二：100、102在合位，101在分位。母线1、母线3均有压。进线1线路有压(可选择是否判别Ux)。充电完成后，母线失压跳开进线2开关，合备用电源进线1开关，完成恢复供电。由于没有配置进线2开关，此时内桥2开关102通过母线直接与进线2相连，且在无3号主变的情况下，Ⅱ母只是起到短接102和进线2的作用，即可以把102作为进线2的断路器处理。该逻辑下，备投动作行为为跳开102，确认跳开且母线无压后，合101。

方式三：101、102在合位，100在分位。母线1、母线3均有压。充电完成后，母线1失压，跳开101，合100；母线3失压则跳开102，合100。

方式四：101、100在合位，102在分位。母线1、母线3均有压。充电完成后，母线1失压，跳开101，合102；母线3失压则备投无效，不动作。

为适应部分新建变电站负荷较小，进线2未配置，考虑到两台主变长期运行变压器损耗较大，现场初期只安装了一台主变的情况，该备投逻辑又延伸扩展了方式五和方式六。

方式五：101在合位，100和102均在分位，即现场只有1号主变运行。母线1有压。进线2线路有压(可选择是否判别Ux)。充电完成后，母线1失压，跳101，合100以及102。

方式六：102在合位，101和100均在分位，即现场只有2号主变运行。母线2有压。进线1线路有压(可选择是否判别Ux)。充电完成后，母线2失压，跳102，合100以及101。

方式七和方式八考虑现场已经有3号主变且处于备用，进线2开关已配置的情况。因此在这里不再赘述。

以上几种备投逻辑，基本解决了不完全扩大内桥接线下，各种运行方式的备投问题。且在后期扩建中无需更改程序，具有明显的现场应用优势。

3 主变动作闭锁备投问题

为满足线路和变电站内设备单一故障不引起全站停电的要求，主变本体故障差动保护正确动作后，不能简单闭锁备自投装置。备投装置应该通过综合逻辑判断，按照不同的运行方式正确地选择闭锁逻辑。

如图2虚端子设计，主变保护出口对应备投GOOSE订阅对应的主变保护动作。以方式三为例，101、102在合位，100在分位。当1号主变动作跳开101时，母线1失压，误合100，造成事故扩大。在该虚端子下，“1号主变动作”或“2号主变动作”均对备自投有放电作用从而满足闭锁要求。现场应用中通常通过主变保护与备投保护在过程层交换机中实现GOOSE信息的发布与订阅。而主变保护通过跳闸矩阵的整定来实现保护对出口GOOSE的控制。

图2 备自投装置典型订阅虚端子

4 联跳问题

在现场中低压侧有光伏等小电源间隔接入的情况下，要求主变保护或者备投保护动作的情况下联跳该间隔[6]。考虑到光伏间隔基本为常规配置，即常规采样常规跳闸，在硬件上不支持过程层的配置。现场通过主变中低压侧的智能终端接收联跳GOOSE，如图3的虚端子所示。110 kV备自投GOOSE出口至主变中压侧的合智一体装置，将合智一体的遥跳出口硬接点(备用接点)通过电缆接到小电源间隔的操作回路来实现联调功能。这种方式过程层只需新增备自投保护到中压侧合智一体的光缆(或者可以通过组网实现)，修改主变中压侧合智一体的GOOSE订阅配置，简单且风险低。如果是主变保护联跳小电源，可以通过跳闸矩阵的整定来实现保护对联跳出口GOOSE的控制。

图3 联跳中压侧典型虚端子

5 结语

针对一次接线为不完全扩大内桥方式的变电站在初期建设时，开关设备等不完整配置的情况，本文提出了一些工程实际中常见的需要注意的问题。从电压并列、备投逻辑实现、分方式闭锁以及联跳小电源等方面提出了解决方案。这些技术方案已经在安徽等省内的变电站中得到广泛应用，提高了这些地区变电站分期建设的灵活性和适应性。