摘要：目前电力系统对电网设备供电可靠性要求很高，一旦中断供电，造成的后果和损失都是无法估量的。备自投装置是提高主网供电可靠性的一种有效技术手段，它能够在工作电源因故障被断开或者开关误跳后，实现自动而迅速地将备用电源投入工作，从而保证用户连续供电，提高供电可靠性。本文以实际工程为例，阐述备自投装置如何通过远方自投实现两站间联络线的自动投入，结合备自投的动作原理和现场情况，与常规备自投装置进行对比分析。
关键词：远方备自投；联络变电站；联络线；光纤
引言
备用电源自动投入装置是电力系统一种安全自动装置，是防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电的自动保护装置。它可以在电力系统发生故障导致变电站失去工作电源时，将备用电源投入以使变电站设备继续运行，简称备自投装置【1】。一般情况下，备自投装置通过对进线开关或者母联（分段）开关的投切，来实现工作电源和备用电源的切换。而当两个变电站间通过联络线构成互为备用电源时，其中任一变电站由于工作电源故障或者开关误跳导致该站母线失压时，则需两站备自投装置互相配合，实现远方自投联络线【2】。
1 典型双电源供电及备自投方式
某110KV变电站采用单母双分段接线形式，现场由进线1对全站供电，进线2备用，现场一次运行方式如图1所示。
图1 现场一次运行方式
该方式下，工作线路（进线1）同时带两段母线运行，另一条进线（进线2）处于备用状态,且线路有压。当工作线路（进线1）失电，备自投装置检测到I、II母线电压均失去时，追跳进线1断路器1QF，经延时合备用线路（进线2）2QF，从而避免了全站失压。
2 联络变电站远方及常规备自投对比分析
2.1 联络变电站接线原理及常规备自投
联络变电站一次接线图如图2所示。
图2 联络变电站一次接线图
根据系统运行的要求，电源1与电源2不能并列运行，即6个断路器中至少有一个断路器在分闸位置；根据系统的要求及变电站正常运行时4段母线带电的情况，分析出有运行价值的运行方式，如下所示：
方式一： 开关2、3、1＇、2＇、3＇闭合，开关1 断开。
方式二： 开关1、2、1＇、2＇、3＇闭合，开关3 断开。
方式三： 开关1、3、1＇、2＇、3＇闭合，开关2 断开。
方式四： 开关1、2、3、1＇、3＇闭合，开关2＇断开。
方式五： 开关1、2、3、1＇、2＇闭合，开关3＇断开。
方式六： 开关1、2、3、2＇、3＇闭合，开关1＇断开。
方式七： 开关1、3、1＇、3＇闭合，开关2、2＇断开。
其中最理想的运行方式为方式七，联络线不存在损耗。但是系统以方式七运行时，装置无法监测线路2（联络线）的情况，将有可能造成带故障合闸，对系统造成冲击，线路2（联络线）不带电，线路2的设备包括电缆、线杆易被盗，长时间不带电设备会老化，故不考虑此种运行方式。
若系统按方式一运行，此时若只安装常规备自投，当两个变电站分别安装备自投装置，此时本地变电站为典型进线备自投方式，且备自投正常充电，而远方变电站因为3个断路器都在合位，不满足备自投充电条件，故备自投装置退出运行。此时有两种情况：
（1）线路2（联络线）有故障，则跳开开关2＇，则本地变电站母线1和母线2均失压，本地变电站备自投动作跳开开关2，合上开关1，两个变电站均不损失负荷。
（2）若线路1＇有故障，此时会跳开开关1＇（或只跳线路1＇对侧开关），此时两站均无电源点，本地变电站母线1和母线2均失压，本地变电站备自投动作跳开开关2，合上开关1，此时因为开关1＇（或线路1＇对侧开关）及开关2均跳开，所以远方变电站全站失压。
2.2 联络变电站远方备自投的应用及对比分析
此时考虑在联络变电站之间采用远方备自投装置配合来避免此运行方式下的负荷损失。其充电条件及动作过程描述如下：Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；1DL、2DL 在合位, 3DL 在分位；本地变电站Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压起动定值)，UL1 有压（JXY1投入时），I2 无流起动，在时间T 内（T 为1DL 跳闸延时Tt1 与1s 时间之和（两台配合装置Tt1 需整定成一致）），若接收到对端进线电源开关1＇DL 跳闸及对端请求远方动作信号合1DL，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压合闸定值)，若通讯正常，则经延时合1DL，若通讯异常则（即未接收到对端进线电源开关1＇DL跳闸或对端请求远方动作信号合1DL或通讯不正常），则延时Tt2跳开电源开关（2DL）。确认2DL跳开后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压合闸定值)，则经延时合1DL。
综上，若采用远方备自投动作逻辑，就可以有效检测出本地变电站母线失压是因为线路1＇故障还是因为线路2（联络线）故障，正确分合相应的断路器，从而避免远方变电站的全站失压。
同理在方式二或者方式三条件下运行，装置可通过远方变电站传输的断路器变位信号及请求信号来判断故障范围，从而做出正确响应，避免负荷损失。
方式四、五，六为本侧发出请求及电源进线断路器变位信号，远方变电站做出正确响应，避免本地变电站的负荷损失，当充电完成后，Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压起动定值)，I1 无流起动，经延时Tt1，跳开电源1 开关（1DL）。确认1DL 跳开后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压，向对端发电源动作跳闸，并请求合相应的断路器来避免全站失压。
换言之，本地变电站为方式一，则对装置而言远方变电站为方式六，本地变电站为方式二，则远方变电站为方式五，本地变电站为方式三，则远方变电站为方式四，若是进线电源线路发生故障，则远方变电站备自投先动作发信，通过配合来请求合本地变电站相应的断路器，先后动作是通过延时来实现的。
3 远方备自投装置间的信号传递
为实现两侧备自投装置的相互配合，装置之间的信息传递是必不可少的，主要是在备自投方式四、五、六动作时向对端发电源动作跳闸信号，并请求合相应的断路器。
两套保护装置之间采用光纤作为通讯介质传递信号。主要有两种，距离较近采用专用光缆直连方式，如果距离较远，应通过复用接口装置先与远方备自投装置连接，复用接口装置再通过光缆直连。
4 结论
通过某变电站远方备自投工程回访了解到，远方备自投原理较复杂，改造难度较高，且需要敷设专用光缆来实现备自投配合关系，施工及调试更加困难，因为具有外部通讯光纤，定检时所要考虑到的安全措施就更复杂；但当外部电源有限，只能靠两变电站以联络线做各自备用电源来提高运行可靠性时，远方备自投不失为一种行之有效的解决方案。
参考文献
[1]付周兴,王清亮,董张卓.《电力系统自动化》,中国电力出版社，2006,6.
[2]黄伟东.《远方备自投在电网中的应用分析》，华中电力，2014,1.
作者简介
王振锋（1992-），男，本科，助理工程师，继电保护技师，从事继电保护工作。
论文作者:王振锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/28
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