2国网新疆电力股份有限公司乌鲁木齐供电公司 新疆乌鲁木齐 830011）
摘要：为提高电网供电可靠性，结合乌鲁木齐电网实际，对同时配置了备自投和重合闸的110kV变电站，根据其保护、自动装置配置情况，提出变电站两种供电方式的重合闸与备自投的时间配合解决方案。本文还从有利于系统稳定的角度对电力系统中线路自适应重合闸进行讨论。
关键词：备自投；重合闸；可靠性；配合；自适应重合闸
引言
在电网中，110kV 及以下开环运行的网络，线路经常会出现因瞬间故障引起跳闸，尤其是在夏季雷雨天气时，跳闸十分频繁，备用电源自动投入装置（以下简称备自投）和重合闸装置在电网中的运用，将大大提高电网的供电可靠性。线路中配置的备自投与重合闸的合理配合将是电网可靠、稳定运行的保障。本文将从备自投和重合闸的动作原理入手，提出重合闸与备自投时间配合的解决方案。从系统稳定的角度对电力系统中自适应重合闸进行一定的探讨。
1 重合闸和备自投动作原理
1.1重合闸动作原理
在电力系统中，输电线路，特别是架空线路是最易发生短路的元件。因此，设法提高输电线路供电可靠性是非常重要的。而自动重合闸装置正是提高输电线路供电可靠性的有力工具。
随着电力系统的发展，自动重合闸的类型一般有三种类型。即为三相自动重合闸、综合重合闸和单相自动重合闸。不论送电线 路上发生单相接地短路还是相间短路，继电保护动作后均使断路器三相跳开，然后重合闸再将三相投人。但在高压系统中往往不能满足系统动态稳定的要求。在双侧电源的联络线上，如果要求检同期重合闸，则三相自动重合闸恢复供电时间较长，不能满足要求，而快速非同期重合闸对发动机的冲击大。重合闸太快也影响重合闸的成功率，因此未能获得广泛的应用。所为综合重合闸，就是在线路上设计自动重合闸时综合考虑两种重合闸方式，将单相重合闸和三相重合闸综合在一起，当发生单相接地故障时，采用单相重合闸工作方式，当发生相间短路时，采用三相重合闸方式工作。所谓单相重合闸，即当线路上发生单相接地故障时，保护动作只断开故障相的断路器，然后进行单相重合。如果故障是瞬时性的，则合闸后，便可以恢复三相供电，如果故障是永久性的，而系统又不允许长时间非全相运行，则重合后保护动作，使三相断路器跳闸，不再进行重合。
1.2备自投动作原理
为防止把备用电源投入到故障元件上，以致扩大故障、扩大设备损坏的程度，且达不到BZTH装置的预定效果，工作电源断开后，备用电源才能投入。当工作母线或其引出线上发生持续性短路故障时，BZTH装置动作后，切除工作电源、投入备用电源；由于故障依然存在，备用电源上的继电保护装置动作，又将备用电源断开。此后，就不允许再次投入备用电源，为避免备用电源多次投入到故障元件上，对系统造成再次冲击，BZTH装置只应动作一次。BZTH装置的动作时间以使负荷的停电时间尽可能短为原则从具有备用电源的母线失去电压到备用电源自动投入为止，中间有一段停电时间。如果停电时间较长，异步电动机起动时间将过长，有些情况下甚至不能起动。起动时间的过长，将引起绕组的过分发热。运行经验指出，一停电时间不应超过0.5-1.5秒。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电压互感器二次侧的熔断器熔断时，BZTH装置不应动作，运行中较易出现电压互感器二次侧失去电压的情况，此时不应使BZTH装置动作。当备用电源无电压时，BZTH装置不应动作，因为在这种情况下即使动作也是没有实际意义的。为满足上述基本要求，BZTH装置应由如下的两个部分组成：低电压起动部分。当母线因各种原因失去电压时，断开工作电源；自动合闸部分。
2 重合闸和备自投配合方案
以往对有备用电源自投装置的变电站，一般都不要求自动重合闸投入，而只要求备用电源自投装置投入。为了进一步提高变电站供电可靠性，目前考虑对有备用电源自投装置的变电站，其工作线路和备用线路在重合于永久故障后跳闸情况下，若对电网稳定影响不大可以考虑备自投与重合闸同时投入。但应考虑备自投和重合闸在动作原理及动作时间上能够相互配合。对端无源的放射性110kV线路，重合闸采用三相重合闸，重合闸方式为非检同期、非检无压方式，并投入重合闸后加速。
当110kV线路故障，应优先考虑用重合闸来进行补救，而只有在线路重合闸动作不成功时，才考虑用备自投进行补救，因此，备自投的电压和时间定值均应与重合闸配合。根据《DL/T 584-2007 3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》规定，备自投的无压定值取15％～30％Ue。在动作时间定值的整定上，考虑到最不利的方式，线路发生故障时，备自投启动，等到重合闸动作不成功后才动作出口，要经历以下几个过程：①主电源侧断路器保护动作，按保护线路全长的灵敏段考虑（Ⅱ段保护）；②断路器跳闸；③重合闸动作，重合闸条件满足后经整定延时才动作出口；④断路器合闸，保护装置发出合闸指令到断路器合闸需要一个过程；⑤重合闸后加速保护动作，当断路器合闸在永久性故障上，断路器经后加速保护延时跳闸；⑥断路器再次跳闸。综上，备自投动作跳主供电源断路器的时间应该是以上六个过程的总延时加上一个裕度时间。
3 自适应重合闸
传统的自动重合闸能够提高供电可靠性，减小停电时间提高系统并列运行稳定性，提高传输容量纠正断路器误跳。但是由于高压线路传送容量非常大，重合于永久故障，尤其是严重故障时对系统造成的影响相当大，甚至会导致系统的瓦解，且现场的自动重合闸采用经固定延时启动断路器，并没有考虑到什么时间重合对系统暂态稳定最为有利，盲目重合当永久性故障时会对系统和设备造成冲击，重合于永久故障，两端断路器不同步跳闸产生过电压。
自适应重合闸瞬时性故障重合，永久性故障时重合闸闭锁，这样可以使系统免遭二次冲击，解决了自动重合闸的盲目性问题，避免了重合于永久性故障带来的过电压问题，且使备自投与重合闸配合时间缩短，大大提高了供电的可靠性。
4 结论
本文对变电站的重合闸与备自投的配合关系进行了讨论。在动作时间配合上，重合闸动作应优先于备自投装置动作，仔细分析和计算各级重合闸和自投装置的配合动作时间，确保故障后能优先自动恢复至正常供电方式。对自适应重合闸进行了研究分析。自适应自动重合闸能够根据故障后的电气量判别出线路上的故障类型，在瞬时性故障时进行重合，保证对系统的供电，在永久性故障时不再重合，免于系统再一次受到冲击。因此，研究自适应自动重合闸是十分必要的。
参考文献：
[1] 张英，赵芳，李全意. 电力系统自动装置[M].北京：中国电力出版社，2006.
[2] 李火元.电力系统继电保护及自动装置 [M].北京：中国电力出版社，2004.
[3] 王凤华，黄海.110 kV系统备用电源自动投入方案研究[J]. 电力自动化设备，2002，20（6）：53-55.
论文作者:文玉山1,文玉玲2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/17
标签：动作论文; 故障论文; 断路器论文; 电源论文; 装置论文; 时间论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第17期论文;