关于高压母联备自投相关研究

何贯宇

唐山大唐国际陡河发电厂河北省唐山市063000

摘要：文章以某发电厂输变电系统为例，介绍其母联控制的情况和原理，分析其高压母联备自投工作的逻辑和投入动作条件以及整个过程，并研究其运行过程中表现出的优缺点，供同行参考。

关键词：母联控制；高压；备自投

1引言

备用电源自投装置简称备自投，是电力系统中的一种自动装置，在工作电源由于故障或其他原因而失效后，备用电源能够自动速度地启动并投入来代替原工作电源，是为了提高电力系统供电可靠性和连续性而设置的重要装置。而母联备自投即两进线一母联或两进线一联络，适用于带母线联络的双电源转换系统。在电力系统中安装备自投装置，能够大大提高系统的安全系数，并且大大缩短了人工倒闸的时间，且能够对工作电源失效的原因提供判断依据，在电力系统中起到不可替代的重要作用。

2母联控制原理

2.1某发电厂输变电系统母联控制概况

以某发电厂输变电系统为例，其中的两台变压器配出2路6kV系统用于全厂的变压器和高压电机的供电，且此6kV系统采用的是SEL351A装置（其逻辑如图1所示）进行输入和输出系统的信息数据进行采集和遥控。此发电厂的运行方式为厂变A和厂变B供电；6kVA段、B段母线分列运行，且6kV分段采用不同的分段开关热备用装置。在此输变电系统中对于备自投的要求为：当其中一段母线失电而另一段母线有电时，在规定的时间内，将失电的开关跳闸且将母联开关自动合闸

图2.1SEL3521A逻辑图

2.2母联控制的原理

母联控制原理如图2.2所示。

图2.2母联控制原理图

3高压母联备自投工作过程

本发电厂输变电系统中的高压母联备自投的工作过程主要分为充电过程、启动过程和动作过程三个部分，其中对于充电过程来说，只有当6kVA段进线的断路器合闸，而且其分段断路器分闸，且保证B段有压时，自投转换开关则会处于投入状态，此时A段有压，在这种情况下，在经过15s的延迟之后，备自投才会自动投入运行；如果上述条件有一条不成立，则经过10s的延迟之后，备自投会进入闭锁状态中；而对于启动过程中来说，由于备自投装置在电力系统的正常运行中是处于开放的状态中，一旦出现A段母线失电且无流的情况，则6kV分段断路器则会分闸，此时B段有压，因此自投转换装置会自投开启并投入，并且经过2.5s设计延迟之后备自投就会自动开启并投入运行；在动作过程中，备自投在投入运行并置位后，由于A段处于失电状态，所以此时的6kV断路器是处于合位的状态中，因此备自投会在相关装置的输入信号控制下进行A段进线开关的断开，然后当6kVA段进线跳开之后，备自投自动启动，并在经过时间较短的延迟之后自动投入，并合上分段开关。此时，A段母线则会恢复供电，即备自投自动投入成功，并处于闭锁的状态。

4高压母联备自投工作的优缺点分析

4.1高压母联备自投工作的优点分析

根据备自投的原理及其实际使用的情况可知，高压母联备自投工作具有以下优点：一是由于备自投的投入运行具有较为严格的条件规定，所以运行的可靠性较强，并且能够进行可靠的闭锁。从本文中的图2.2逻辑图上可以看出，高压母联备自投的投入动作逻辑程序较为严密，需要同时满足多个条件的动作之后才能够流入下级动作，如果其中的一条动作条件没有满足就会自动种植逻辑程序，并且进行自动闭锁。而且此系统在单相接地的状态中，如果出现相电压异常的情况，备自投也会进行自动闭锁。而且在满足了所有的动作条件并启动备自投之后，备自投会进行自动闭锁，防止出现二次合闸的现象。二是高压母联备自投还具有在时间不满足设计要求时进行返回和时限配合的工序的特点；三是此系统还具有防止重复合闸的措施，主要表现在首先，此系统必须处于正常的运行状态下；其次，此系统在无压无流的条件下能够确保三相TV断线不会发生误动作，而且当6kVB段进线有压时也会确保不会与无压母线进行合闸，此外，当系统处于分段合闸的状态下，备自投会处于闭锁状态，而且延时装置会对前方电源的备自投或重合闸的时间进行计算和分析，且能够满足延时配合的问题；最后，6kVA段进线出口进行动作的条件是必须满足备自投启动以及6kVA段进线处于合位状态下，而且此时当进线跳开之后出口会自动返回。此外，合分段出口动作的条件是6kVA段进线处于分位的状态，且此时会在分段合上之后出口也会自动返回。因此，只要6kVA段进线没有跳开，则合分段出口不会出现动作，6kVA段进线没有合位，其进线出口也不会出现动作，这样就有效避免了反送电或对故障进行反送电的问题。不仅如此，在进行分段合闸之后并延时0.2s之后合分段出口会自动闭锁，这样可以有效避免出现多次合闸的问题。

4.2高压母联备自投工作的缺点分析

虽然高压母联备自投工作时具有上述多种优点，但是经过对其原理进行分析以及经过实际应用可知，其还具有以下缺点：一是当系统的三相电流较小，且均小于0.25A，处于轻负荷的状态下时，6kVA段的三相TV会在满足无压无流条件时出现断线的问题，这是会启动备自投，所以为了避免出现上述情况，就需要对备自投的逻辑进行适当的调整和修改，但是这样就会导致6kVA段在失电状态下无法自动启动备自投，所以还需要采用修改之前的逻辑；二是当6kVA段母线侧或出线发生故障时，此时厂变后备保护则会出线过流A段动作的情况，这样就会导致厂变高低压侧的进线发生跳闸，以及6kVA段的母线处于失压状态，厂变高压侧进线无流，所以备自投会发生动作并将6kV分段合上。在发生上述情况时，母联的合闸会将A段母线的故障带入B段母线，尽管在经过0.5s的延时之后6kV分段以及厂变B的后备过流保护会发生动作将6kV分段跳开，但是这段时间会严重影响系统的稳定性，不仅如此，在上述母联过流保护的动作时间内，如果没有与B段进线的过流保护动作时间进行有效的配合，则会导致B段母线失电的严重问题，所以此时需要对备自投的逻辑进行相应的修改，可以将备自投的启动条件中加入厂变后备保护这一条件，即在厂变后备保护动作之后就会启动备自投并进行闭锁；三是目前备自投的逻辑确定是按照相对较为简单的情况进行确定的，如果在系统的实际运行中出现暂态过程中的部分特殊异常情况，则无法保证备自投启动的准确性。

5结语

正是由于高压母联备自投在发电厂输变电系统运行中的重要作用，所以首先要确定正确的备自投动作逻辑，在对其原理进行分析后，确定其充电过程、启动过程以及动作过程的逻辑与动作过程的正确性，并总结出高压母联备自投工作中的优点和几点不足，以供同行以及相关研究人员进行加强研究，提高高压母联备自投的可靠性。

参考文献：

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[2]田苑，刘旋，张维宁.变电站高低压母线备自投的配合方式[J].大众科技，2012，14（3）：117-118.

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