双母双分段接线方式中备用电源自动投入装置配置

陈 胜，彭碧君，于立涛

（国网山东省电力公司青岛供电公司，山东 青岛 266002）

0 引言

当前，变电站一次主接线随着电网建设的需要不断发生变化，双母双分段接线方式得到越来越广泛的应用。该接线方式不仅能够提高变压器运行效率、减少母线全停概率，还可灵活安排运行方式，在检修或事故状态下保障供电可靠性。变电站新建成投运时，负荷通常较小，为节省投资、避免设备闲置，往往先投运2台变压器，待负荷增长后再投运1台或2台变压器。双母双分段接线方式变电站的备用电源自动投入装置（以下简称“备自投”）的配置尚无典型设计，与单母线分段、双母线等接线方式存在较大差异［1-2］，配置方案选择不当将极大影响备自投发挥效用。针对上述问题，以某220 kV变电站110 kV母线双母双分段接线方式为例进行分析，验证了所提方案的可行性。

1 运行方式分析

为限制短路电流，目前110 kV及以下电网主要采取分列运行方式。双母双分段接线方式如图1所示。运行方式与备自投配置情况密切相关，合理地安排运行方式是备自投发挥作用的重要前提。

1.1 投运2台变压器

1号、2号变压器运行，该接线下，相关开关根据方式要求分合，运行方式可为：

1）1号变压器带 1号 A、1号B母线运行，2号变压器带2号A、2号B母线运行，100A、100B开关在分位，11F、12F开关在合位，此种方式较为常见。

2）1号变压器带 1号A、2号A母线运行，2号变压器带1号B、2号B母线运行，100A、100B开关在合位，11F、12F开关在分位。

图1 双母双分段接线方式

1.2 投运3台变压器

1～3号变压器运行，该接线下，相关开关根据方式要求分合，运行方式可为：

1）1号变压器带1号A母线运行，2号变压器带1号B母线运行，3号变压器带2号A、2号B母线运行，100A、100B、11F 开关在分位，12F 开关在合位，此种方式较为常见。

2）1号变压器带1号A母线运行2号变压器带1号 B、2号 B母线运行，3号变压器带2号 A母线运行，100A、11F、12F 开关在分位，100B 开关在合位。

1.3 投运4台变压器

4台变压器均运行，该接线下，相关开关根据方式要求分合，运行方式可为：

1～4号变压器分别带 1号 A、1号 B、2号 A、2号B 母线运行，100A、100B、11F、12F 开关均在分位。

2 备自投配置方案

双母双分段接线的运行方式有多种，可在分段或母联开关处配置备自投。备自投的配置应满足正常运行方式的需要，并尽可能适应检修方式的要求，同时也应考虑经济性和二次回路及动作逻辑设计复杂性等因素影响［3-4］。

2.1 配置1台备自投

2台变压器投运：配置1台分段或母联备自投即可满足电网运行需要。例如，在100A开关配置母联备自投时，正常运行方式可安排为1.1节中1）方式，1号、2号变压器所带110 kV母线之间互为备用。

3台或4台变压器投运：正常方式下，110 kV母线将分为3或4部分运行，至少有一段母线失压后，不能通过备自投恢复供电。

由上述分析可知，只配置1台备自投不能满足3台及以上变压器运行的需要。

2.2 配置2台备自投

当在100A、100B开关各配置1台母联备自投，在投运不同数量变压器、任一段母线或任一台变压器退出的情况下进行分析，见表1所示，正常方式安排为1.1、1.2节中方式1）及1.3节中的方式。除在2台变压器投运且其中1台退出时或在3台变压器投运且3号变压器退出时，备自投失去作用外，其余情况下，无论在正常运行方式还是在某一元件退出的方式下，只要合理调整运行方式，均可实现运行母线间备用。

表1 配置2台母联备自投时的动作逻辑

如在11F、12F开关配置2台分段备自投，与配置2台母联备自投类似，只是运行方式安排与母联备自投有所不同。由于配置2台母联备投时采用的运行方式更为灵活，更便于电网倒闸操作，因此配置母联备自投更加合理。

如配置1台母联备自投及1台分段备自投，当3台变压器投运时，如2台备自投间母线检修，则2台备自投均不能发挥作用；当4台变压器投运时，在正常方式下，其中一段母线失压不能通过备自投恢复供电，因此不能满足运行需要。

2.3 配置3台及以上备自投

当配置3台及以上备自投将会使部分装置闲置，且动作配合逻辑较为复杂，增加现场运维难度，因此不建议选择此配置方案。

3 二次回路调整方案

由上述分析可知，配置2台母联备自投更加合理。但随着投运变压器数量增加，备自投二次回路也需要相应调整［5-6］。

投运1号、2号变压器时。正常运行方式可按1.1节1）方式，此时2台备自投均接入1号与2号变压器110 kV侧开关位置接点、TA回路、相关闭锁接点，100A、100B开关位置接点分别接入2台备自投，此时，2台母联备自投的典型充放电条件如图2所示。当投运变压器数量增加而调整备自投二次回路后，备自投的充放电条件与此类似，只是判别条件会根据回路调整发生相应变化。备自投充电完成后，当发生1号 A、1号 B（或 2号 A、2号 B）母线失压、且1号（或2号）变压器110 kV侧TA无电流，经整定延时 T1 跳开 101（或 102）开关，确认 101（或 102）开关跳开后，经整定延时T2合上100A（或100B）开关，使失压母线恢复运行。

图2 母联备自投的典型充放电条件

增加3号变压器投运时。正常运行方式可按1.2节1）方式，此时备自投二次回路应调整为：100A母联开关备自投接入1号与3号变压器110 kV侧开关位置接点、TA回路、相关闭锁接点与100A开关位置接点；100B母联开关备自投接入2号与3号变压器110 kV侧开关位置接点、TA回路、相关闭锁接点与100B开关位置接点。

4台变压器均投运时。备自投二次回路应调整为：100A母联开关备自投接入1号与3号变压器110 kV侧开关位置接点、TA回路、相关闭锁接点与100A开关位置接点；100B母联开关备自投接入2号与4号变压器110 kV侧开关位置接点、TA回路、相关闭锁接点与100B开关位置接点。

4 定值整定配合

配置2台母联备自投时，两者动作时间的整定应考虑配合，以免同时动作造成电网以非计划方式运行：投运2台变压器时，2台备自投若同时动作跳开同1台变压器110 kV侧开关，并合上100A、100B母联开关，恢复正常方式时需拉开2个母联开关，增加了操作工作量；投运3台变压器时，若3号变压器失压，2台备自投同时动作后，1号、2号变压器110 kV侧将并列运行，影响零序电流等保护的正确动作，也增加了恢复正常方式的操作工作量；投运4台变压器时，2台备自投同时动作无问题，可整定相同动作时间。

表2 2台母联备自投的自投方式及动作时间整定值

通常情况下，母联备自投装置只投入其自投功能，其他功能如过流保护、充电保护等均退出，关于自投功能的整定值示例见表2，其他整定值根据设备参数及实际运行要求确定。

5 结语

对双母双分段接线方式中的备自投配置及运行进行了论证分析，提出了配置2台母联备自投的方案，并对该方案的合理性进行了详细分析，同时对投运变压器数量变化而需进行备自投的二次回路调整及动作时间整定进行了深入阐述。只有2台变压器投运时，也可先配置1台母联备自投，再根据变压器数量的增加投运另1台母联备自投，可减少备自投二次回路调整的工作量。另外，备自投放电闭锁逻辑必须充分检验，在确保安全的前提下最大限度发挥设备效用。