陈超
广东电网有限责任公司茂名供电局 525000
摘要：备用电源自动投入装置是当电力系统发生故障使变电站失去主供电源后，能迅速将备用电源自动投入工作的装置。备自投装置的应用使得电力系统的供电可靠性、供电连续性有了大幅度的提升。然而，传统备自投装置只能够实现开环点变电站在失压时的备用电源自投功能，无法解决非开环点站的备用电源自投问题。基于此，本文介绍了一种多个变电站参与逻辑动作、供电可靠性更强的备自投装置即纵联备自投，也称远方备自投装置。
关键词：纵联备自投；远方备自投；备自投；变电站
引言
近年来随着经济的发展和人们生活水平的提升，电力企业对于供电的连续性与可靠性的要求也越来越高，尤其是在电网结构日益复杂的情况下，如何借助现有的技术来提升供电连续性与可靠性的水平，已经成为亟待深入研究的问题。对于链式接线的电网结构，显然传统备自投装置已经不能满足供电企业对电网可靠性的要求，纵联备自投的出现则解决了这一难题。
1.传统进线备自投的动作逻辑：
对于采用进线备自投的变电站，如图1示，其充电的条件是：1DL在合位且合后位置开入为1，2DL在分位，母线满足有压，进线2满足有压，且无其他外部闭锁开入。在满足充电条件后，若进线1故障1DL跳闸导致母线失压，此时满足母线无压，进线1无流的情况下，备自投装置动作重跳1DL（主供开关）合上2DL（备供开关），母线电压恢复，备投成功。但对于目前结构的电网，两个220kV的变电站通过多个110kV的变电站连接，仅有开环站点具备充电条件，其它变电站两侧开关都是合上位置的，不满足备自投充电条件，因此仅在开环站出现母线失压的情况下，备自投才会动作，其他站失压后无法恢复。
.png)
2纵联备自投的组成：
纵联备自投由多个标准备自投装置组成。每个标准备自投均有远方和就地功能，相互之间独立。它们通过共同的控制策略来组成纵联备自投系统，实现远方备自投功能。每个站内的标准备自投仍然需采集母线电压，主备供线路的电流、线路电压，开关位置，并有相应的开入开出接口来实现与安稳装置，母差装置的配合，再通过2M复用通道实现相邻站的备自投装置的通信，以信息流传递的方式，使其协同配合，闭环运行，如图2所示。
3纵联备自投中的信息流
目前茂名地区使用纵联备自投装置为南瑞继保的PCS-9654D和南瑞稳定的SCS-500J型号备自投装置，各个变电中通过2M复用通道传递信息流来实现站间的母线电压、开关状态等信息的交换和动作的配合，其具体的信息流含义如下：
A信息流：即有无开环点信号，用于确定串供系统是否有开环点，开环点的方向以及开环点是否唯一；
B信息流：即远方备自投充电完成信号，用于完成远方备自投系统各站点的统一充电；
C信息流：即无压无流信号，用于确定失压变电站范围，为远方备自投装置动作提供依据；
D信息流：即远方备投动作允许信号，用于实现稳控切负荷闭锁备自投功能的配合；
E信息流：即备自投已动作信号，用于实现远方备投动作合备供电源前已跳开主供元件，尽量避免自投于故障。同时触发不失压的站点启动过载判断。
4纵联备自投的动作逻辑
4.1非开环点站动作逻辑
非开环点装置的动作可根据所处的位置分为中间站和边站两种方式。中间站动作的基本逻辑是，在满足收D信息流的条件下跳主供线路和小电源开关，经延时后若满足母线有压并确认收到E信息流后合原跳开的主供线路开关。边站动作的基本逻辑是，进行“KRU”动作判别并在满足条件时发D信息流，经启动延时后跳主供线路开关，检测到主供线路开关跳开后发送E信息流并跳小电源开关。
4.1开环点站动作逻辑
根据是否失压以及收到C信息的情况，开环点站装置的动作行为分以下三种情况：
(1)开环点站失压但未收到C信息流，则与就地动作逻辑一致；
(2)开环点站失压且收到C信息流，在满足收D信息流的条件下跳主供线路和小电源开关，经延时后合备供线路开关，母线电压恢复并确认收到E信息流后合原跳开的主供线路开关；
(3)开环点站不失压但收到非主供侧的C信息流，在收到E信息流并经确认时间后合备供线路开关。
5纵联备自投动作过程：
110kV及以下电压等级电网中，经常采用环网布置、开环运行的方式。当供电对象为两个及以上的变电站时，常规的备自投设备仅能够对开环点的变电站采取备自投，而其它变电站不能够采用备自投来恢复供电。基于此，在多个串联变电站采用2M复用通道相连，传输相邻站的信息参与本站自投逻辑判断，以此来实现纵联备自投功能。
以茂名供电局电白沿海片区电网结构为例，对纵联备自投进行分析和研究。该片区由220kV泥乔站和220kV菠萝园站为电源端，中间由110kV水东站、110kV陈村站、110kV旦场站、110kV电城站串供组成的链式连接方式，如下图3示。其中110kV水东站采用了南瑞稳定的SCS-500J型号的远方备自投装置，其他三个站均使用南瑞继保的PCS-9654D型号的远方备自投。
.png)
图3电白沿海片区电网结构图
（黑色方框代表开关合位，空心方框代表开关分位）
正常运行方式下，除了110kV旦场站的旦城甲线开关（7DL）是热备用外，其他开关均为合上状态，即110kV旦场站为开环站。开环站的的备自投动作逻辑仍然为就地备自投（传统备自投）动作逻辑。当110kV旦场站备自投充电完成，若母线失压，在满足逻辑判据后备自投动作会重跳6DL合上7DL，此时旦场站由原来的220kV泥乔站供电转为220kV菠萝园站供电。
而对于非开环点站失压，比如110kV水东站，在整串备自投装置远方充电完成状态下，当220kV泥乔站至110kV水东站的泥水甲线发生故障2DL开关跳闸导致110kV水东站、110kV陈村站、110kV旦场站同时母线失压，此时备自装置投动作，失压站备自投装置向在开环点的备自投装置发送即C信息流。距离开环点最远的失压站点（110kV水东站）的备自投装置首先进行KRU判据判别，若符合判据则向开环点的备自投装置发送D信息流（允许动作信息）。非开环点站收到D信息流后跳开各自的主供线路（即110kV水东站跳开2DL，110kV陈村站跳开4DL，110kV旦场站跳开6DL）并向开环点方向往相邻装置发送E信息流。开环点站110kV旦场站收到E信息流后合上备供开关7DL，此时110kV旦场站母线电压恢复，恢复后合上6DL，110kV陈村站母线电压恢复，合上4DL，110kV水东站母线电压恢复。至此，失压的三个变电站电压均已恢复，整串纵联备自投动作成功。此时运行方式变为220kV菠萝园站供110kV电城站—110kV旦场站—110kV陈村站—110kV水东站，水东站为开环点即除110kV水东站2DL分位外，其他开关均为合上状态。
备自投动作逻辑中判定的母线电压，当母线PT保护电压空开跳闸时，且该线路负荷比较小，无法满足线路有流闭锁的情况下，备自投会因此而误动。但此时母线并非失压，显然备自投不应该动作。广东电网对所有标准备自投进行升级改造，把线路TYD二次电压加入到备自投的动作逻辑中。当出现母线无压但线路有压时，备自投仅会放电和告警而不会动作；当母线母线有压但线路无压时，备自投不会放电但会有告警不会动作；仅当母线无压且线路亦无压时，备自投才会动作；这样就避免了轻载线路在出现二次电压空开跳闸而导致备自投误动，另外将备自投的母线电压更换为分相空开，进一步降低因电压空开跳闸造成备自投误动的风险。
结束语
当前，我国已经存在许多企业正在研究和开发相关纵联备自投装置，茂名地区纵联备自投装置已全面投入使用，并在实际运行中正确动作从而成功避免了一次四站失压事件。纵联备自投目前的应用和实际推广使得电网的供电可靠性有了大幅度的提升。虽然纵联备自投的智能化水平较高，但其还有一些值得完善的地方，比如新采用的智能压板常因管理电源模块故障而出现误报等。本文主要以茂名地区纵联备自投的应用情况对纵联备自投组成和动作逻辑进行简要分析。
参考文献
[1]粱东明，黄智勇.备用电源自投装置在110 kV电网的应用[J].高电压技术，2003,29(8) :57-59.
[2]相咸政，陈晖，李臻.适应安控系统的微机备用电源自动投入策略[J].电力系统自动化，2006,30 0 ):85-86.
[3]崔风亮，周家春.远方备用电源自动投入装置[J].电力自动化设备，2002,22(9): 61-62.
[4]季学军，周爱敏.利用远方保护通道实现远方备自投的方案[J].江苏电机工程，200, 23(5): 55-56.
[5]余涛，黄炜，胡细兵.地区电网广域备自投控制系统的研制[J].电力自动化装置，2011, 31(3): 121-125.