周丽丽 时文婷
河南石油勘探局水电厂
摘要：备自投装置是供电系统中的重要装置，当工作电源因为故障而被继电保护装置切除后，能自动而迅速地将备用电源投入运行，为供电系统的安全经济运行提供保障。本文介绍了河南油田乔庄变电站供电系统的特点，针对其运行方式，研发了适合油田电网的备自投装置，并在乔庄变电站安装运行。生产运行表明，乔变的备自投装置对快速恢复供电，提高供电可靠性起到了至关重要的作用。
关键字：备自投装置、供电系统、运行方式
0 前言
在发电厂厂用电和变电站中，当工作电源因为故障而被继电保护装置切除后，备用电源自动投入装置，简称备自投装置[1]。能够自动而迅速地将备用电源投入运行或将用户负荷切换到备用电源上去，使用户不至受到停电影响，有效地提高了供电的可靠性，在发电厂和变电站及配电网络中得到了广泛的应用。
河南油田35kV乔庄变电站所带负荷主要是采油二厂75吨锅炉及四条油井干线，尤其是75吨锅炉对供电的可靠性要求很高。乔庄变电站供电电源目前有江乔线、古乔线和魏乔线三条线路。
本文针对乔庄变电站供电系统三条线路的特点，考虑其运行方式，研发了适合油田电网的一主一备和一主两备两种选择模式的备自投装置，并在乔庄变电站安装运行。生产运行表明，乔变的备自投装置对快速恢复供电，提高供电可靠性起到了至关重要的作用。
1 乔变情况分析
乔庄变有三条进线电源，分别为江乔线、古乔线、魏乔线。当前运行方式是江乔线带乔庄变全部负荷，母联350开关运行，由单台主变带10kV侧。古乔线由古城侧充电，古乔2开关备用，因魏乔线作为出线带有负荷，魏乔2开关运行。
方式一：一主一备
正常情况下江乔线供电，古乔线由古城站侧充电备用，分段开关350在合位。当江乔线失电时，跳开江乔2开关，延时合上古乔2开关，由古乔线继续对乔庄变供电。为乔庄变当前运行方式，以此方案实施最为简便。
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图1 乔变运行方式
方式二：母联备投
正常情况下江乔线、古乔线分列运行，互为暗备用，分段开关350在分位。
当江乔线/古乔线失电时，跳开江乔2/古乔2开关，延时合上母联350开关，由古乔线/江乔线继续对乔庄变全站供电。
两条线路同时供电，理论上跳闸的几率要大于其他两个方案，此种方案的好处是一条线路跳闸，短时内乔庄变只有一半失电。
方式三：一主两备
正常情况下江乔线供电，古乔线由古城侧充电备用，魏乔线由魏岗变电站侧充电备用。
当江乔线失电时候，跳开江乔2开关，延时合上古乔2开关，由古乔线继续对乔庄变供电。若此时古乔线无电压，则合上魏乔2开关，由魏乔线继续对乔庄变供电。
由于魏乔线是上世纪七十年代投运的老线路，主干线路总长度33.5km,杆基总数339级，加上分支，线路总长为72.72km。线路较长，供电可靠性较差。最终确定的研究方案是：方式一和方式三并存，即备自投系统同时具备一主一备和一主两备功能，并根据需要，通过控制字的选择来进行切换。
2 备自投线路重合闸配合以及防误闭锁[2]研究
2.1 备自投线路重合闸配合
乔庄变电站的进线电源在上级变电站均装设了重合闸装置，当进线电源因故障跳闸后，重合闸装置自动启动，与此同时，备自投装置满足了启动条件也会启动，二者就会产生冲突，因此必须考虑二者的配合问题。
若进线电源因瞬时性故障跳闸，重合闸成功，则变电站供电恢复，故没必要再启动备自投装置；若进线电源因永久性故障跳闸，重合闸不成功，则变电站全站失电，需要启动备自投装置，通过备用电源恢复送电。因为重合闸延时通常设为1S，加上微机保护动作和断路器的动作时间，不会超过2S，所以在备自投装置增加延时启动这一环节（延时可根据需要进行设定和修改），确保备自投功能在工作电源重合闸失败以后再启动，同时也躲过了高压侧母线引出线故障造成的母线电压下降。
2.2 防误闭锁研究
备自投系统启动的条件是母线失压，工作电源无电流，备用电源有电压。
(1)当发生如图2所示的D1点发生永久性故障时，备自投系统断开江乔线，合上古乔线开关，恢复乔变供电，这是我们所期望的。
(2)当发生图2所示的D2点或D3点发生永久性故障时，如果北干线、母联350开关拒动，将会导致保护越级使江变江乔线跳闸，工作母线失压。此情况同样满足备自投系统启动的条件，但此时若备自投系统动作，断开江乔线，合上古乔线开关，由于故障没有隔离，会导致古城侧古乔线跳闸，并不能恢复乔变供电，甚至会造成事故的扩大，对电网造成冲击，这是我们所不期望的。
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图2 乔庄变故障示意图
(3)采取下列措施来防止备自投系统误动作
将乔变35kV侧东、西、南、北四条出线和母联350的跳闸出口信号和35kV Ⅰ、Ⅱ母线电压接入备自投装置，设定当备自投装置检测到35kV东、西、南、北四条出线和母联350的跳闸出口信号，并同时检测到35kV Ⅰ、Ⅱ母线失压时，闭锁备自投系统，由人工恢复乔变送电，防止了备自投装置误动作，避免事故进一步扩大。
3 结论
乔变采用北京四方的CSC-246A数字式备用电源自动投入装置，其功能具备一主一备和一主两备两种可选模式，实现了当变电站主供电源发生故障失电后，备自投系统可以自动、迅速地将备用电源投入运行，缩短了变电站的停电时间，提高了供电的可靠性，为乔庄地区安全生产提供了强有力的保证。
参考文献
[1]许正亚 电力系统安全自动装置.北京：中国水利水电出版社，2006，5084-3943-3
[2]丁书文 电力系统微机型自动装置.北京：中国水利水电出版社，2005,5083-3333-0