Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎＯｌ０ｇｙ Ｊｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工程技术 变电站低压侧的备自投装置探讨 王春霞 （浙江省杭州市余杭供电局 杭州 ３１ １ １ ００） 摘要：介绍了我局现存在的两类低压备自投逻辑方式，分析了这两种备自投装置的逻辑性能特点，相比较得出新备自投逻辑方式更能提 高供电可靠性。 关键词：备自投 动作逻辑 中图分类号：ＴＭ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７４－－０９８Ｘ（２０１ ０）１ ２（ａ）－Ｏ０ ８ｌ一０２ 是内桥接线方式，即两条进线和母分都有 的开关，主变高压侧没有单独的开关， 低压侧采用的是单母分段接线方式，如下 图１所示。 备用电源自动投入前，切除工作电源 的断路器必须延时。经延时切除工作电源 进线断路器，是为了躲过工作母线引出线 故障造成的母线电压下降。此延时时限应 大于最长的外部故障切除时间。 备自投装置应具有闭锁的功能。每套 备用电源自投装置均应设置有闭锁备用电 源自投的逻辑回路，以防止备用电源投到 故障的元件上，造成事故的扩大。如下图ｌ 电量。 中，１＃、２＃主变分列运行，Ｉ段母线有故障 或ｌＯｋＶ出线有故障，其保护拒动，则由１＃ 主变后备保护动作断开１＃主变１ＯｋＶ开关， １变电站备自投的原则 备自投装置必须在失去工作电源、且 造成Ｉ段母线失压，这时２＃主变供电的Ⅱ 备用电源正常时投入。当备用电源不满足 段母线，不应该经ｌ０ｋＶ母分开关合闸投入 电压条件时，备自投装置不应动作，应立即 到故障的Ｉ段母线上，应当由１＃主变后备 保护动作后输出的开关量去闭锁备自投装 放电。 工作电源的母线失压时，必须进行工 置动作。 备自投装置只允许动作一次。当工作 作电源无电流检查，才能启动备自投，以防 止电压互感器二次电压断线造成失压，引 电源失压，备自投装置动作后，若继电保护 装置再次动作，又将备用电源断开，说明可 起备自投误动。 放电条件： 工作电源确实断开后，备用电源才允 能存在永久故障。因此，不允许再次投入备 （１）ｌＯｋＶ母分开关在合位； 许投入。工作电源失压后，无论其进线断 用电源，以免多次投入到故障元件上，对系 路器是否断开，即使已经测量其进线电流 统造成不必要的冲击和更严重的事故。 （２）ｌ０ｋＶ Ｉ母、Ⅱ母均无压，经ｌ ５ｓ延时 放电； 为零，还是要先断开断路器，并确认该断 （３）有外部闭锁信号（如投闭锁备自投 路器位置硝已断开后，才能投入备用电 ２我局变电站低压侧的备自投逻辑 源。这是为了防止将备用电源投入到故障 我局的１１ＯｋＶ变电站高压侧采用的都 硬压板等）；（４）控制回路断线，弹簧未储能，ｌ＃主 变１ＯｋＶ开关，２＃主变ｌ０ｋＶ开关或ｌＯｋＶ母 分开关的ＴＷＪ异常； （５）动作一次闭锁。 ２．２动作逻辑 （１）ｌＯｋＶ Ｉ母无压、ｌ＃主变ｌＯｋＶ开关在 分位，ｌ０ｋＶ ＩＩ母有压经延时确认ｌ＃主变 ｌＯｋＶ开关跳开后合ｌＯｋＶ母分开关。 （２）ｌ０ｋＶⅡ母无压、２＃主变１０ｋＶ开关在 分位，ｌ ＯｋＶ Ｉ母有压经延时确认２＃主变 １０ｋＶ开关跳开后合ｌＯｋＶ母分开关。 一电力系统中，因为故障或其它原因工 作电源断开以后，能自动将备用电源、备用 设备或其他电源迅速地投入工作，或将用 户切换到备用电源上去，令用户能尽快恢 复供电的自动控制装置，简称备自投装置。 随着我国社会经济的快速发展，电在经济 发展中起着非常重要的作用，因此对我们 电网的供电可靠性、连续性和安全运行提 出了更高的要求，备用电源自投装置开始 在电力系统得到普及。备自投装置是一种 对用户提供不间断供电的经济而又有效的 技术措施，从安全角度分析，增加了供电的 可靠性，保证了电网的安全运行，从积极的 角度分析，减少了对用户的停电，增加了售 元件上，扩大事故，加重设备损坏程度。如 旦工作电源故障使保护拒动，但其故障 被上一级后备保护切除，此时备自投装置 动作后备用电源合于故障的工作电源，将 一会扩大事故。 我局管辖的１ １ ＯｋＶ变电站，其低压侧备 自投方式只有一种，即为ｌ＃、２＃主变ｌＯｋＶ 开关合位，１０ｋＶ母分开关分位的备ｌ０ｋＶ母 分开关的方式。但其动作却有着两种不同 的判断逻辑，目前我局大多数的变电站低 压侧的备自投逻辑均没有跳开主变低压侧 的开关的判断逻辑，而是需要靠外来的其 他保护跳开该开关后才能启动备自投，另 种动作逻辑就是现在新上的１１０ｋＶ内桥 变电站的判断方式，其动作逻辑中检测到 另一母线无压无流，本母线有压的情况下， 去启动备自投装置的跳闸回路跳开另一母 线上的主变低压侧开关，现对目前我局存 在的常用的变压器低压侧备自投方案和原 则进行探讨。 我局现使用较广的低压侧备自投装置 的逻辑（下称备自投１）： ２ １充电条件 （１）ｌＯｋＶ Ｉ母、Ⅱ母均三相有压； （２）１＃主变ｌＯｋＶ开关、２＃主变１０ｋＶ开 关在合位，１０ｋＶ母分开关在分位。 现新上变电站的低压侧备自投装置逻 辑（下称备自投２）： ２．３充电条件 （１）ｌＯｋＶ Ｉ母、Ⅱ母均三相有压； （２）ｌ＃主变１ＯｋＶ开关、２＃主变ｌ０ｋＶ开 关在合位，ｌＯｋＶ母分开关在分位； （３）功能软压板投入，外部总闭锁无开 入。 ｌ曲 图１ 我局１ １ ０ｋＶ内桥接线典型的主接线图 ２．４放电条件 （１）１ＯｋＶ母分开关在合位； 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ８１ ！ Ｑ：塑 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｎｎｏｖａｔｌｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工程技术 （２）ｌＯｋＶ Ｉ母、Ⅱ母均无压； ３两备电逻辑的实例对比 ４结语 （３）动作一次闭锁； 下面就举两个实例来说明以上两种备 本文通过对变电站低压侧备自投逻辑 （４）备用电源总闭锁压板放上； 电逻辑的区别，接线图如上图１所示。 的分析探讨，得出备自投２方式对实际运行 （５）软压板为退出位置； 实例１：ｌ＃主变区内故障，ｌ＃主变主 设备的供电可靠性更高，我局将逐步对重 （６）１＃主变ｌ０ｋＶ后备保护动作闭锁开 保护动作，跳开１＃主变三侧开关，备自投 要变电站的低压侧备自投装置进行改造， 入，２＃主变１０ｋＶ后备保护动作闭锁开入。 １检测到ｌ０ｋＶ Ｉ段母线无压，１＃主变ｌＯｋＶ 以保证电网安全、稳定、可靠运行。备自投 ２．５动作逻辑 开关分位，１ＯｋＶⅡ段母线有压，合上１ＯｋＶ 的应用在保证电网正常连续有效供电起着 （１）当充电完成后，ｌ０ｋＶ Ｉ母无压（低 母分开关。备自投２检测到１０ｋＶ Ｉ段母线 重要作用，但随着电网的日渐复杂，备自投 于整定值），ｌ＃主变１ＯｋＶ侧无流（低干整定 无压，１＃主变ｌ０ｋＶ侧无流，ｌＯｋＶⅡ段母 的方式也要跟随改变，以适应各种运行方 值），ｌ０ｋＶⅡ母有压（大于整定值），２＃主变 线有压，２＃主变ｌＯｋＶ开关合位，经延时再 式变化的灵活性，来提高备自投装置的动 ｌＯｋＶ开关在合位，１ＯｋＶ母分开关分位， Ｕ 去跳一次１＃主变ｌ０ｋＶ并经确认分位后， 作正确率，从而提高电网供电的连续性和 经延时跳开ｌ＃主变ｌ０ｋＶ开关，确认ｌ＃主 合上ｌ ＯｋＶ母分开关。对于本身ｌ＃主变 可靠性。 变１ＯｋＶ开关分位后，经延时合上ｌ０ｋＶ母分 １０ｋＶ开关由其他保护动作跳开的情况，两 开关。 种备电逻辑区别在于备自投２又去启动回 参考文献 （２）当充电完成后，ｌ０ｋＶⅡ母无压（低于 路跳了一次开关，再确认开关分位，其后 【１】杭卅Ｉ市电力局备自投装置技术方案讨 整定值），２＃主变１０ｋＶ侧无流（低于整定 果一样，都是合上ｌ ０ｋＶ母分开关，保证了 论会会议纪要【ｚ】．２００９． 值），ｌ０ｋＶ Ｉ母有压（大干整定值），１＃主变 １ＯｋＶ Ｉ段母线的供电。 【２】１１ＯｋＶ星桥变电所运行规程（一次及综 １ＯｋＶ开关在合位，ｌＯｋＶ母分开关分位， 实例２：进线２线路存在永久性故障， 自）【ｚ】． 经延时跳开２＃主变ｌ０ｋＶ开关，确认２＃主 由对侧跳开１ ｌＯｋＶ进线２的电源侧开关， ［３】杭州市电力局备用电源自投装置介绍 变ｌ０ｋＶ开关分位后，经延时合上ｌＯｋＶ母分 本站１ １ＯＲＶ进线２所在母线失压，ｌｌＯｋＶ备 【ｚ］．杭州市电力局２００８年变电运行专业 开关。 自投装置故障或ｌｌ ０ｋＶ进线２开关拒动， 新工培训讲义【ｚ１．２００９，１． 从以上的我局两类不同的低压侧备电 备自投１检测到１ ＯｋＶⅡ段母线失压，但２ 装置逻辑来看，充电条件和放电条件两者 ＃主变ｌＯｋＶ开关在合位，１０ｋＶ备自投不 相差不多，最大的区别就是在动作逻辑判 动作，导致ｌ０ｋＶ ＩＩ段母线失压，影响供电 断上，备自投ｌ检查的是确认主变１０ＲＶ开关 可靠性。而备自投２检测到ｌ０ｋＶⅡ段母线 分位，对侧母线无压，本侧母线有压，备自 无压，２＃主变ｌ０ｋＶ侧无流，且ｌＯｋＶ Ｉ段 投装置就满足条件可以动作，合上ｌ０ｋＶ母 母线有压，１＃主变１０ｋＶ开关合位，ｌ０ｋＶ 分开关。备自投２检测到对侧母线无压和无 母分开关分位，则经延时跳开２＃主变 流，本侧母线有压的情况启动回路去跳开 ｌＯｋＶ开关，经确认后合上ｌＯｋＶ母分开关， 对侧主变的ｌ ＯｋＶ开关经确认后，再合上 使ｌ ０ｋＶⅡ段母线不致失电，保证了供电 １ＯｋＶ母分开关。 可靠性。 （上接８０页） 定为重大危险源…），储罐每个容量为５０ｍ 。 了整个罐区，对周围的人员及设备将造成 式中： 为大气透射系数； 为辐射 防护堤所围面积为５００ｍ ，ＬＮＧ的燃烧热为 毁灭性的损坏，这说明发生ＢＬＥＶＥ事故的 分数，ａ为热释放速率，Ｗ；ａ＝ａ，ｔｄ，Ｑ为 ４２．５ＭＪ／ｋｇ，存储压力为０．４ＭＰａ，储罐区布 后果是十分严重的。（３）为防止或减轻火球 火球释放的总热量，ｋＪ；Ｌ为目标至火球中 置如图１所示。 的热辐射对人体的伤害，有必要严格按照 心距离；０为目标法线与目标和火球连线 应用火球热辐射模型计算得到ＬＮＧ储 国家或其它规范、标准进行工程设计及施 之间的夹角。 罐区发生沸腾液体扩展蒸气爆炸时火焰对 工，完善安全设施，坚决杜绝大量液化天然 辐射分数的取值范围通常为０．１～０．４， 于目标的热辐射通量和目标与火焰中心的 气泄漏事故，储罐应有可靠的隔热效果，安 通常情况下辐射分数 与容器内可燃物 距离Ｌ之间的关系，如图２所示。结合热辐 全阀要保证处于良好的状态，保持灵敏正 质的储存压力Ｐ间的关系为： 射伤害破坏准则分析得到ＬＮＧ储罐区发生 确，并有足够的排放能力，加强液化天然气 ＝０．２７ｐ “ （５） 沸腾液体扩展蒸气爆炸时的伤害破坏范 检测报警，同时加强火源管理与控制，确保 其适用范围是储存压力介于０．２－１．４ＭＰａ 围，如表２所示。 ＢＬＥＶＥ事故不会发生。此外，应搞好个体防 之间。 护工作。 目标至火球中心距离Ｌ为： ４ ＬＮＧ储罐区ＢＬＥＶＥ扑救对策 虽然ＬＮＧ储罐区发生沸腾液体扩展蒸 参考文献 Ｌ＝ （６） 气爆炸事故的概率非常小，但是一旦发生 【１】宇德明，冯长根，曾庆轩，等．热辐射的 ＢＬＥＶＥ事故，将对附近的人员和设备造成 破坏准则和池火灾的破坏半径【Ｊ】．中国 式中：ＲＴ为目标至火球中心水平距离， 重大的伤害和破坏，甚至会发展成为一次 安全科学学报，１９９６． ｍ；ＨＴ为目标高度，ｍ；ＺＰ为火球中心高度， 恶性的火灾爆炸事故。 【２】ＧＢ１８２１８－２００９，危险化学品重大危险源 ｉｎ。对于没有浮力影响的强动量扩散，ＺＰ可 （１）用点源模型对此液化天然气ＬＮＧ罐 辨识［ｓ】． 取Ｄ／２ｌ对于浮力扩散，ＺＰ可取５Ｄ／６。 区发生ＢＬＥＶＥ爆炸进行了定量估算，得出 ［３】王三明，蒋军成．沸腾液体扩展蒸气爆 热辐射伤害破坏准则主要有热通量准 了爆炸发生时在距火球中心３２８ｍ的范围 炸机理及相关计算理论模型研究［Ｊ】．工 则、热强度准则和热通量一热强度准则。由 内，人员大部分死亡；在３２８～４２１ｍ的范围 业安全与环保，２００１． 于ＢＬＥＶＥ产生火球的持续时间很短，因而 内人员大部分重伤｝在４２１～５４２ｍ的范围内 采用热强度准则来判断火球热辐射的破坏 人员大部分轻伤；救灾人员离火球中心的 作用。表ｌ列出了部分瞬态火灾热辐射作用 最小安全工作距离为５５２ｍ。在液化天然气 下，人员伤害和设备破坏的临界热强度ｌ３】。 储罐区的火灾扑救时可采用此方法估算出 安全范围，对减小火灾损失和人员伤亡有 ３ ＬＮＧ储罐区ＢＬＥＶＥ爆炸危险性评价实例 一定的实际意义。（２）从表２中的数据可以看 某液化天然气储罐区有４个ＬＮＧ储罐， 出，液化天然气罐区一旦发生沸腾液体扩 共存储ＬＮＧ量共为１２０ｔ（根据储存量可以判 展蒸气爆炸事故，热辐射破坏作用波及到 ８２ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
