摘要:通过对备用自投装置的工作方式、配置原则、缺陷等运行中特点的分析，探讨潮州电网备用自投装置的应用。

关键词：备用自投；工作方式；配置探讨


近几年来，由于电网规模的日益壮大，电力系统网络结构更显复杂，为保证电力系统供电可靠性，潮州110kV电网均以环网及双回路结线方式为主，由于电磁环网结构，对电力系统的安全稳定运行存在着一定的威胁，考虑到保护配合等问题，潮州电网正常运行方式中，电磁环网一般采用开环运行；而双回路采用单回空载充电，单回供电方式，以保证其供电可靠性及安全性。对于大多数其他供电局，为满足电网经济运行及可靠供电，除了采取潮州局上述措施外，还对具备两个及以上电源点的分段母线主接线方式，采用了备用电源自动投入装置（以下简称“备用自投”装置），作为提高供电可靠性的补充措施。对潮州电网来讲，只有新建变电站的10kV分段断路器配置备用自投装置，且功能调试后处退出状态；110kV线路断路器及主变压器的备用自投更是空白。为此，通过对备用自投装置的工作方式、使用缺陷、运行的探讨，促进备用自投装置的应用，以提高电网的供电运行可靠性及稳定性。

1备用自投装置的工作方式

备用自投装置是当工作电源因故障断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入到工作，或将用户切换到备用电源上去，从而使用户不至于被停电的一种自动装置，简称备用自投。

电力系统中，一次系统的运行方式可能会根据需要而变动。为了适应一次系统，备用自投也有多种运行方式，但基本上都遵循以下的总则：
工作母线失压（非TV断线造成）；
跳开与原工作电源相连接的断路器，以免备用电源合闸于故障；
检查备用电源是否合格，如满足要求则合上工作母线与备用电源相连的断路器；
备用自投只动作一次；
当备用电源自投于故障母线时，应使其保护装置加速动作，以免事故扩大；
备用电源确有电压时才能投入；
备用自投装置自投时限应尽可能短，以保证负载中电动机自启动的时间要求。

备用自投适用的常见主接线方式如图1所示。

图1　常见主接线方式
图1　常见主接线方式

图中，UX1和UX2表示进线的任一相电压；IX1和IX2表示进线任一相电流；UI、UII为一段母线和二段母线电压。1DL、2DL、3DL为系统中的断路器。

在这种接线方式下，共有三种可能的运行方式，从而也就有三种备用自投方式。以下分别详细说明。

第一种运行方式：

3DL处于断开位置，I、II段母线分裂运行，分别由进线1、进线2供电。在这种运行方式下，如果进线1故障，导致I段母线失压，此时备用自投装置应能自动断开运行断路器1DL，然后再投入分段断路器3DL，使母线I恢复供电；反之亦然。

第二种运行方式：

1DL与3DL处于合闸位置，2DL断开。正常运行时由进线1给两条母线供电。在这种运行方式下，如果进线1故障，导致两段母线均失压，此时备用自投装置应能自动断开运行断路器1DL，然后再投入2DL，使进线2给母线供电。

第三种运行方式与第二种相似，正常时由进线2工作，进线1备用。

潮州电网仅有的10kV分段断路器备用自投装置只能动作于第一种方式，因主变压器没有加装备用自投装置。

2潮州电网备用自投装置配置

为了提高电网供电的可靠性,减少110kV线路等元件故障停电,造成全站失压或负荷损失,针对潮州电网备用自投应用的实际情况,及电网正常运行方式,结合备用自投装置配置的原则,对潮州电网备用自投装置配置位置进行探讨。

2.1110kV系统备用自投配置

对于具备两路及以上系统供电电源的110kV变电站（110kV电网属于T接方式的除外），均应在110kV侧配置线路及分段备用电源自投装置；而目前潮州电网有两路以上系统供电电源的110kV变电站，其110kV线路断路器均未配置备用电源自投装置；故应在电网中下列断路器位置上配置备用自投装置：
110kV东官线桥东站侧断路器；
110kV枫春线枫溪站侧断路器（考虑解环运行）；
110kV金塔甲线塔山站侧断路器；
110kV文安线安北站侧断路器；
110kV黄新线新丰站侧断路器；

2.210kV分段断路器备用自投配置

对于有两台及以上主变压器的变电站，均应在10kV侧配置备用自投装置；潮州电网中新建两台主变压器的变电站的10kV分段断路器，均配置了备用自投装置，故对于下列有两台主变压器以上尚未配置的变电站，均应在10kV分段断路器上配置备用自投装置：如潮州站、枫溪站、安北站、鹳巢站、文里站、古巷站、黄冈站、新丰站。

建议有两台变压器的变电站加装主变压器互投装置，以便正常运行的一台主变压器故障跳闸，装置能自动将另一台热备用的主变压器投入运行，实现主变压器经济运行。

3备用自投装置使用的缺陷

潮州电网现运行的110kV变电站，大多都未安装母线差动保护(春光站除外)，这就造成日后若使用备用自投装置，均无法判别是线路故障还是母线故障造成的母线失电。这样，在母线及其相连设备（如电压互感器）故障造成母线失电时，备用电源自投装置会动作，将备用电源自动投入，对故障母线再次冲击，扩大故障。假设110kV新丰变电站110kV黄新线断路器（正常处于热备用状态）加装备用自投装置，若是110kV新丰变电站的110kV母线电压互感器，因过电压造成电压互感器发热损坏,而引起110kV饶新线断路器跳闸，备用自投装置动作，将110kV黄新线断路器自动投入，将会引起电压互感器爆炸，扩大事故。因此，判别是不是母线故障造成的母线失电是必要的。所以日后若潮州电网的110kV线路断路器使用备用自投装置，必须结合本电网的实际情况，对备用自投装置进行改进，引进一个能准确判别是线路故障还是母线故障的设备，才能避免将备用电源自动投入到故障母线，减少对故障母线再一次冲击，避免故障的扩大。



图2备用自投方式
图2备用自投方式

另外，潮州电网中110kV潮春线/潮枫I线/枫春线，目前正常运行方式是环网运行方式，如图2所示。因该区域所供110kV站负荷较重，考虑线路运行安全性，日后考虑解环运行，为提高供电可靠性，建议在110kV枫春线枫溪站侧断路器加装备用自投。但由于110kV春光站、枫溪站、东埔站，2006年最高总负荷为127MW，夏季时，其中任一条线路跳闸，备用自投装置动作，另一条线路需带三个110kV站负荷运行，线路将严重过载，极有可能导致事故进一步扩大化。故日后若110kV枫春线枫溪站侧断路器加装备用自投装置，需对备用自投装置进行改进，备用自投装置动作同时，必须具备联切该站10kV线路功能，才能降低运行线路过载程度，防止事故进一步扩大。

4备用自投装置运行中应注意的问题

目前，备用自投装置已在其他供电局广泛应用于110kV变电站，其可靠性直接影响整个变电站乃至系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致全站停电或者大面积停电。因此，潮州电网日后若使用备用自投装置，在正常运行、维护过程中，还应注意以下几点。

在变电站新投运时，必须做备用自投装置的实际带断路器跳、合试验，不能用简单的模拟试验来代替，模拟试验只能用来检测备用自投装置的一般逻辑功能。

备用自投装置要完全独立于保护装置，不能影响保护的正确动作，其回路应避免与保护回路混杂。在进行备用自投装置的逻辑试验时，首先要有安全措施，把备用自投装置完全独立出来，以免试验时误动或者拒动。

备用自投逻辑试验时，必须严格按照备用自投逻辑进行，尤其应注意对备用自投闭锁逻辑的试验。

运行人员在投备用自投装置时，应注意装置的充电标志，如有现场不能解决的异常情况，及时反映，以便迅速得到解决。