关于10kV分段开关备自投的研究

郑奕辉

(广州供电局有限公司广东广州510000)

摘要：备自投装置是为了提高电网的安全、可靠运行所采取的一种重要措施，针对10kV母线侧既需要跳中阻开关回路又需要均分负荷的复杂情况下备自投逻辑原理进行了阐述，基于该逻辑方案的备自投装置已在许多供电局投运多套，对其他地方相同接线形式的变电站亦具有借鉴意义。本文中介绍了10kV线路分段开关在运行中存在的问题,并提出解决办法和措施。

关键词：备自投；电网；10kV；分段开关

1引言

10kV分段开关备自投保护装置系统是保证连续供电的一个必要设备，所以，必须确保变电站配置的可靠、有效、完善等功能。实际中往往由于主接线的改变，各个备自投厂家及的主变保护型号都会发生改变，不同的投产时期要求不同，设计模式也不尽相同等，造成备自投保护较为复杂。随着区域性大电网的不断发展，为避免电磁环网对安全运行造成的不利影响，输电线路通常要分裂或解环运行，从而减小短路电流。在分裂或解环运行的方式下形成的线路，容易造成变电站母线压力失衡，设置备自投装置能够提高供电可靠性要求、快速恢复母线电压。但是实际中一些技术问题影响了备自投装置操作的成功运用。

2备自投装置的应用意义

随着现代社会的进步，人们对电力供应的可靠性提出了越来越高的要求。备自投装置是一种进行自动转电操作的设备，已被电力供应部门和重要电力用户广泛采用。在一些重负载的地区，10kV～110kV备自投装置动作是通过负荷影响而发生自动转移，有可能使线路严重过负荷，最终导致某些备自投装置无法正常运行。备自投装置一般能够在秒级以内，处理好事故停电用户，快速供给其完好电网系统，从而有效的确保了供电的连续性。备自投的快速性是人工转电操作所不能比拟的。因此，需要对备自投装置动作可能引起的线路或主变过负荷问题及控制措施进行研究。综上所述，研究备自投装置配置、功能逻辑及运行整定等技术问题，使装置最大程度地满足电网运行要求，从而提高装置动作成功率有着重要现实意义。

3备自投的方式及配置现状

3.1备自投方式

不同的电网结构，适用不同方式的备自投装置。以下对在我国较常见的备自投方式进行介绍。图1为分段备自投示意图。

图1分段备自投示意图

10kV分段开关的备自投方式：该方式主要应用于110kV和220kV变电站。对于单元接线的变电站，该方式能够在110kV线路、主变系统造成单台主变停电的时候，能够自动地把这种方式下的10kV负荷快速转移到另外一台主变上进行供电；对其他运行下的变电站，这种备自投方式能够在主变自身出现故障的时候，转供电，防止由主变故障而带来的10kV母线失压状况。

110kV进线备自投方式：应用于有2回及以上110kV线路电源，且正常运行方式下1供1备运行方式的110kV变电站，包括110kV系统母线接线方式的变电站及桥型接线方式的变电站。

3.2备自投配置现状

最近对各个地区的电网备自投装置情况进行了调查。根据调查结果来可以看出，各个地区电网10kV～110kV备自投装置情况如下：

1)对于拥有两路及以上的供电电源110kV变电站来说，大部分备自投安装在110kV侧线路，有些还装置了110kV分段备自投；

2)对于两台及以上的主变变电站，大部分分段备自投在10kV侧配置；

3)对于有两台及以上主变的110kV线变组接线变电站来说，一些配置了主变备自投；

4)只有极少数地区配置有35kV等级的线路或分段备自投。具体统计数据如下表1、表2。

4备自投装置对电网条件的要求

根据标准化的和运行中常见的电网接线及变电站接线，结合其常见运行方式及电网可能故障条件，以保障母线供电可靠性为目的。

10kV分段开关备自投方式：要求110kV主变具有有足够的备用容量，不然的话装置要具备减载的功能，并且能根据负荷和电网情况自动或定期的设定好减载的对象及减载负荷量。

110kV进线备自投方式：110kV线路及以上的线路备自投应该具备110kV变电站容量的条件，不然的话装置要考虑过负荷减载的情况，并且根据负荷和电网情况自动或定期设定好减载的对象及减载负荷量；备用线路热备用本侧开关在运行时，对侧开关要对线路进行充电，不然的话就应该加远方合闸装置。

在此文章中将详细介绍10kV分段开关备自投方式，主要分析该方式有无负荷的功能区别，并讨论10kV备自投指令的发生过程。同时，还会对备自投现场工作时出现的几个关键问题进行研究讨论，总结出有意义的改进方案。

510kV分段开关备自投工作过程

为保证稳控系统动作切负荷的有效性，安装于10kV分段开关的备自投装置不应该被切负荷自动的投回同一个系统，不然的话备自投装置是不允许运行的。而对于220kV或500kV系统装置来说，需要分段开关具备接口设备，就目前来讲实现困难，这时就需要备自投装置能够就地判10kV分段开关母线是否失压，在保证不投入稳控系统或切除负荷的前提下，提高备自投的成功运行率。

备自投装置检测主供电源本侧断路器非正常操作跳闸，判别母线失压原因是主供电源本侧是否出现断路器保护跳或偷跳。辅助判据依据是稳控系统是否配合需要整定退出或投入。若辅助启动显示退出，就说明备自投装置不受这个判据的影响；若辅助启动显示投入，就说明必须有辅助启动判据满足时才能允许备自投装置正常动作与启动。由于其它因素而导致10kV分段开关母线失压的时候，备自投装置不会发出动作与启动，从而使备自投装置实现与稳控系统的配合

6对于10kV备自投的几点思考

6.1问题一

某供电局所采取的10kV线路形式是“2-1”联络型与单放射型，这种电路的分支比较多，且在分段开关的设置上存在不合理性，所以经常出现停电现象。10kV线路分段开关在运行期间如果发生故障会导致跳闸现象出现，并且变电站开关的跳闸次数会伴随着故障的发生率而不断增加，长此久往则会形成开关老化现象。另外，在出现线路故障之后之所以会导致停电范围扩大，主要是因为在10kV线路上并没有安装相应的分段开关，导致某一处线路出现故障，整段线路都会发生问题。一般情况下在故障诊断的时候只能对线路上的分段开关进行逐一断开，将故障发生的位置进行查找，但在故障处理的时候会对其它线路的运行造成影响，导致线路故障的辐射范围与影响面积得到扩大。

6.2问题二

根据规定l0kV线路非直接接地系统在出现单相故障的时候，仍然能够运行1-2小时，因此l0kV母线不需要专门的母线来保护。当发生变低后备保护动作的时候，就说明母线上出现了故障，如果现在启用备自投，就会扩大故障，因此当进行变低后备保护指令的时候，必须给备自投一个信号将其闭锁。

6.3问题三

操作回路里的KKJ继电器是一个双圈磁保持的双位置继电器。该继电器有一动作线圈和复归线圈，当动作线圈加上一个“触发”动作电压后，接点闭合。直至复归线圈上加上一个动作电压，接点才会返回。

7结束语

本文给出了典型接线电网中，l0kV备自投的原理，着重说明了有无负荷均分功能动作逻辑的区别。综上所述，在10kV线路分段开关的应用中会受到诸多因素的影响，导致各类问题层出不穷，不论是线路开关分段设置不合理还是保护配合动作不科学、隔离开关触头发热等，均在一定程度上阻碍了线路的正常运行。要想从根本上保障线路能够正常、稳定运行，那么需要从实际角度出发，对症下药，可以在10kV线路分段开关的安装上遵循基本要求与内容，也需要积极处理引发线路运行的各项故障，从根本上降低线路运行的可靠性。总而言之，在线路开关安装的时候，需要遵循相关的安装原则，保证安装的科学性与合理性，真正实现10kV线路的安全运行。

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