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摘要：针对分布式电源在变电站的接入,致使站内的备用电源自动投入(简称备自投)装置应做相应改造问题，文章分析了分布式电源对备自投装置及其二次回路的影响，介绍了相关改造方案，该解决方案对分布式电源的推广应用具有一定工程价值。
关键词：电力系统；分布式电源；备自投装置；线路保护；跳闸；改造方案
备用电源自动投入(简称备自投)装置是电力系统中为了提高供电可靠性、保障运行稳定性而装设的自动装置，目前在电力系统中尤其在110kV电网中得到广泛应用。随着国家对应用新能源的鼓励政策不断出台，以光伏发电、小水电等单机容量几十千瓦到几十兆瓦的分布式电源正在源源不断接入电力系统中。然而,分布式电源的接入改变了电网原有电流保护与控制配置的基础条件,致使电网运行方式发生变化，这也对电网系统安全稳定运行和保护配置均提出了新的要求。因此，为适应新变化，相关备自投装置的配置应做相应的改造。
1 概述
1.1 分布式电源对备自投装置的影响
备自投的主要作用是在主供电源失去后快速地切换到备用电源,保证用户用电的可靠性,常规备自投以检测母线电压降低、进线无流为启动判据。由于分布式电源的存在，备自投动作行为可能会受到一定影响。
a.当电源进线发生短路故障时，分布式电源能够提供一定量的短路电流，若分布式电源侧保护和解列装置未能迅速可靠动作解列，则备自投可能因电流闭锁而拒动。
b.由于发电机装有强行励磁装置，当系统发生短路故障时母线电压降低，在低于额定值的80%～85%时，强行励磁装置动作，迅速提高母线电压。此时母线电压有可能高于备自投启动电压，造成备自投装置拒动。
1.2 分布式电源对备自投二次回路的影响
备自投启动后，应尽快切除分布式电源以保证备自投正确动作。首先要求并网电厂装设解列装置和相应的主保护，保证故障时分布式电源侧首先与系统解列。其次对于110kV备自投，如果110kV进线配备有线路保护，可利用线路保护联切分布式电源。同时，为了防止分布式电源未能与系统解列时备自投动作造成小电源与系统非同期并列，应在本侧备自投和上级备自投装置上均设置联切分布式电源二次回路。
分布式电源并网接线一般有2种方式，一种是从上级变电站母线单独出线，另一种是从上级变电站原有出线基础上T接。2种接线方式情况下备自投跳闸二次回路有所不同。
2 单独出线方式分布式电源备自投二次回路改造方案
在电力系统中，分布式电源的并入使电网运行方式发生变化，这就对系统安全稳定运行和保护配置均提出了新的要求，相关备自投装置的配置应做相应的改造。以某110kV变电站为例，其所接分布式电源为单独出线方式，35kV侧315、316、317断路器下的DG1、DG2、DG3为分布式电源，如图1所示。
2.1 开入量二次回路
35kV备自投采用某公司RCS9651C型装置，引入断路器的跳位TWJ接点、合后位KKJ接点作为备自投的充电条件之一。常规备自投需要引入进线301、302、分段345断路器的跳位和合后位。断路器跳位一般要求取断路器机构常开辅助接点，合后位取操作箱KKJ接点或重动继电器的带保持接点，如图2所示。
由于DG1、DG2、DG3为分布式电源，为了防止“孤岛运行”现象的出现，需要设计备自投联跳分布式电源二次回路。同时备自投还需要采集分布式电源出线断路器的跳位，以保证断路器确实已经跳开。因此将Ⅰ母需要联跳的315、317断路器位置接点(TWJ)串联引入备自投I母其他TWJ开入，将Ⅱ母需要联跳的316断路器位置接点(TWJ)引入II母其他TWJ开入，如图3所示。
LP1、LP2、LP3为“断路器检修开放备自投”硬压板，其作用是315、317或316断路器间隔检修时，通过投入相应的压板，可以避免检修断路器分合闸对备自投装置的影响。
2.2 跳合闸二次回路
将301断路器跳合闸回路接入备自投1DL跳合闸接点出口；将302断路器跳合闸回路接入备自投2DL跳合闸接点出口；将345断路器合闸回路接入备自投3DL合闸接点出口，不考虑备自投跳分段断路器的方式，如图4所示。
将Ⅰ母联跳、II母联跳出口接点通过中间继电器重动，315、316、317的跳闸回路分别接入Ⅰ母联跳出口重动、II母联跳出口重动之后的2组独立出口接点，如图5所示，51ZJ为重动继电器。
备自投跳301、302断路器出口均应接入其相应操作箱的“保护跳闸”开入，备自投合301、302、345出口应接入其相应操作箱的“手合”开入。而备自投联跳315、316、317断路器出口宜接入其相应操作箱的“手跳”开入，这样可以避免分布式电源出线重合闸动作。110kV备自投联跳分布式电源断路器二次回路与上述35kV备自投联跳回路类似，这里不再赘述。
3 T接出线方式分布式电源备自投二次回路改造方案
以110kV变电站（A站）为例，分布式电源通过35kV接入系统T接至变电站（A站）35kV312线路所示。由于一次接线是T接方式，为了防止110kV变电站保护联跳分布式电源时误切35kV变电站（B站），在光伏变电站-变电站（B站）-变电站（A站）配置三端光差保护。一方面作为线路主保护，区内故障时瞬时跳三侧断路器；另一方面，提供光纤通道实现110kV变电站（A站）主变圧器间隙、故障解列、备自投远跳并网线回路。
3.1 三端光差保护回路
为提高可靠性，三端光差保护采用专用光纤通道通信方式。对于三端系统，电流差动保护只有在三侧差动压板均处于投入状态时才能动作，三侧压板互为闭锁。
3.2 远方跳闸回路
110kV备自投、35kV备自投、主变圧器间隙等保护动作时需要远跳小电厂，但是又不能远跳变电站（B站），可通过远跳功能实现。将110kV备自投、35kV备自投、主变圧器间隙等保护动作接入线路保护装置的“远方跳闸”开入端子。保护动作时，有“远方跳闸”开入，会向线路对侧传送信号。对侧收到“远方跳闸”信号后，判别满足定值的条件后驱动永跳。对于小电厂侧，其定值中“远跳经本侧控制”控制字设置为0，即收到远跳命令后直接跳闸；对于变电站（B站）侧，其保护定值中“远跳经本侧控制”控制字设置为1，当收到备自投等远跳命令后，由于其保护启动元件不会启动，故不会出口跳闸。
3.3 远传回路
备自投装置需要采集分布式电源断路器的跳位，可以借助数字通道远传实现。线路保护装置设有1个经光电隔离的“远传命令”开入端子，可将分布式电源断路器的跳闸位置TWJ接入此开入。当断路器跳位时，利用每帧数据中的控制字向对侧传送，对侧保护收到远传命令后不是直接跳闸，而是输出2付触点，将这2付触点分别引入至110kV备自投和35kV备自投的备自投母线其他TWJ开入。
4 结束语
总之，在电力系统中，备自投装置可以提高供电的可靠性和连续性,保障其适用性具有十分重要的现实意义。文章以接入分布式电源的2种不同并网方式的110 kV变电站为例，分析了分布式电源接入后潜在的对变电站的不利影响，论述了现有备自投装置及其二次回路改造的必要性，并针对变电站实际情况和运行方式，提出了改造方案。实践证明，按此方案进行改造的备自投装置为提高装置的适用性和供电可靠性做出了贡献 ,自投运以来运行良好、可靠，未发生过任何问题，有利于电力系统安全稳定运行，可为解决分布式电源接入后110kV变电站备自投装置应用问题提供一定的参考。
参考文献
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[2]王志鹏,周炜,张锋,李垚.含分布式电源接入的变电站备自投应用问题[J].文摘版:工程技术,2015(42):162-162
[3]祁波,刘新春,李春清,章煜宸,彭新立.含分布式电源接入的站域备自投方案[J].农村电气化,2016(8)
论文作者:叶杰文
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/21
标签：分布式论文; 电源论文; 断路器论文; 变电站论文; 回路论文; 装置论文; 接点论文; 《基层建设》2016年31期论文;