备自投装置

电力在人民生产生活中作用日益突出，供电可靠性至关重要。备自投装置作为--种故障后快速转电的安全自动装置可实现用户快速恢复供电，而城市电网中重要用户、敏感用户、居民和民生用户众多，一旦长时间停电.社会影响巨大，对经济发展和社会稳定可能造成困扰，因此备自投装置在供电可靠性要求较高的区域作用凸显。 随着电网发展以及220kV双母双分段主接线的变电站建设应用，当前220kV备自投装置均基于双母线、双母线带旁路、单母线分段等接线形式的变电站设计，装置逻辑局限性强，已完全不能适应双母双分段接线的220kV变电站运行要求。为降低新型变电站运行风险，避免事故时失压，有必要开展220kV双母双分段备自投装置技术标准研究，同时基于此标准生产装置并投入现场应用。 项目主要实现新型备自投装置逻辑功能、动作报告、定值单、压板、外部回路设计统一规范， 采用标准化提高通用性，灵活适应各种运行方式，运行维护简单等目标，满足220kV双母双分段型式变电站提高供电可靠性，降低电网运行风险要求，实现故障情况下快速恢复供电。

2014年3月110kV仙庵站母线PT断线，由于风电场上网导致主供轻载造成备投误动，合上备用开关又由于开关分位没有判PT断线造成距离加速误动，造成该站和两个风电场失压；500kV榕江站合上线路开关时，由于电压空开没有投入，导致距离保护加速误动作；某500kV站合上变高开关也因为电压空开没有投入，导致距离保护加速误动作。现有备自投PT断线判据在轻载时失效。保护在开关分位时，没有判PT断线，当备自投、遥控、手动合闸时都会引起手合加速动作，现有保护无法满足既要合闸于故障跳闸又要合闸于PT断线闭锁保护的矛盾。按照《静态备用电源自动投入装置技术条件》的要求，“当电压互感器二次回路断线时，装置不应动作，并发出断线信号”。而按目前各主流厂家备自投的逻辑设计，在主供线路轻载时均无法防止PT断线导致的装置误动。按照GB/T 14285—2006《继电保护和安全自动装置技术规程》4.1.11条款要求，“保护在电压断线、失压时，应发告警信号，并闭锁可能误动作的保护”。而按目前各主流厂家线路和主变保护的逻辑设计，在开关分位时二次空开跳闸，合上开关将导致装置加速误动。随着绿色能源的大量投入使用而导致主供线路轻载现象突出。现有的备自投装置、线路及主变保护在PT断线时自身和配合上都存在问题，希望通过深入分析并提出新的PT三相断线判据，解决上述家族性隐患是本项目研究的重点，同时在开关击穿和防止PT断线过流保护误动提出措施。

该技术的应用将有效区分变电站母线区域内外故障点，有效避免备自投装置因无母差保护闭锁盲目投入，而导致电网事故或事件的发生。基本解决问题：预防因备自投装置不正确动作，导致的电网事故或事件的发生带来的直接或间接经济损失，提高了电网运行稳定性和供电可靠性。部分解决问题：完善备自投装置逻辑功能。该技术成果经专家评价及查新，创新点如下：首次提出了基于GPS同步电流相位差原理的识别无母差保护的母线区内、外故障判据；制定智能区分母线区域内外故障的备自投装置配置标准技术方案，并在工程中实践；完善了电网备用电源自投系统装置的动作逻辑功能；装置实现简单，采取嵌入式方式。解决电网备用电源自投系统中长期存在的技术问题，降低电网运行风险，补充并完善了电网备用电源自投建设技术标准，提高了电网备用电源自投建设工作规范化水平。

本项目开发的具有按负荷投切功能的备自投装置，基本解决了目前变电站部分一次设备故障退出后，运行设备供电能力不足和供电可靠性要求高两者的矛盾问题。本装置主要创新是能够根据变压器容量及过载能力、变电站负载能力、负荷性质、变电站及各出线负荷情况，综合分析判断，合理切除部分不重要负荷后再将备用电源投入，在保证电网设备安全的基础上最大限度限度满足用户特别是重要用户的供电可靠性。本装置涉及相关技术已经申报国家发明专利，专利受理号为：201310054527.8，专利主要创新是自适应切负荷后备用电压自动投入功能，从自适应减负荷模块、设备通信模块、备用电源自动投切模块等方面提出进行保护要求。 具有按负荷投切功能的备自投装置建议在电力系统能输配电变电站内全面推广使用。本装置主要是在原有的备自投装置的基础上增加了联切负荷功能，该功能实现需要获得变电站变压器容量及过载能力、变电站负荷情况、中（低）压出线的负荷情况等相关信息，通过备自投装置的处理器进行分析判断，合理切除部分不重要负荷后进行备用电压的投入，从而保证重要负荷的可靠供电。变压器的容量及过载能力为已知参数通过备自投装置的设置模块输入。目前变电站变压器测控柜、中（低）压侧（含35kV、20kV、10kV等电压等级）出线开关测控柜多位标准配置，相应的电压、电流、功率等信息能够方便取得并接入备自投装置。本装置已经在连云港供电公司投入运行1年，效果良好，计划2014年在10个变电站内推广使用。因此，具有按负荷投切功能的备自投装置设计标准、实施方便，界面友好、使用简单，在系统内运行稳定，功能达到预期目标，能够在电力系统能输配电变电站内全面推广使用。