安科瑞 師晴晴

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

　　0、引言

　　目前，國內電網部分110kV變電站沒有真正實現雙電源供電。即不是直接從220kV變電站引來，而是多座變電站串接在兩座220kV變電站中間，簡稱為“手拉手”式閉環連線開環運行結構。正常時，兩端電源供電，中間的兩座變電站間聯絡斷路器斷開。如下圖1結構。K1~K4，K6~K10閉合，K5斷開，假設左側220kV變電站停電，變電站1內的備自投無法控制K5，導致變電站1，左側220kV變電站全站停電。如何解決這一問題，即檢測、判斷故障，通過何種方式傳遞、變換站間信息，以便隔離故障，提高供電可靠性，一直是一個難題。筆者針對這個問題，聯合邯鄲市德普電力自動化設備有限公司，上海安科瑞電氣有限公司研制了“基于光纖通信交互式遠方自投裝置”，很好的解決了這一問題。---基于光纖通信交互式遠方自投裝置的研發與應用

　　1、高壓電網裝設該裝置的背景和意義

　　近階段，河北電網部分變電站采用“手拉手”式結構，不能完全實現真正意義的雙電源供電，當系統發生故障時，經常造成220kV，110kV變電站全站失壓，造成負荷損失，極大地影響了我省部分地區的供電可靠性，但由于電網發展資金的限制，不可能在短時間內通過改善電網結構從根本上解決該問題，這種情況下，需要解決該問題，只能靠安裝**自動裝置來補救，即基于光纖通信交互式遠方自投裝置。--基于光纖通信交互式遠方自投裝置的研發與應用

　　2、幾種通信方式的比較

　　2.1、TCP/IP以太網

　　以太網通信的遠方備自投方案，是應用了計算機網絡通信技術，通過建立以太網內的TCP/IP協議完成裝置間的數據通信，從而實現在局域網內備自投之間的相互通信。每個站的備自投裝置都需安裝發送和接收終端，各有自己的IP地址。這種方式的特點是：建立變電站之間的局域網，還需設計開發專用的備自投發送及接收終端，以太網服務器;通信易受干擾，通信交換信息時間過長，**性能差，維護難度較大。

　　2.2、GPRS技術

　　GPRS技術的特點是通過點對點或者中心對多點以及多點之間的無線IP連接，數據以“編碼”的形式通過GPRS信道進行通信，利用其傳輸運行狀態信息、故障信息和跳合閘命令信息。這種方式的特點是覆蓋廣，傳輸速度快，可長期在線運行。不足的是：**性能差，信息交換實時性無法控制，**性能差，整套設備投資較大。

　　2.3、光纖通信

　　目前，各個110kV變電站之間基本都實現了光纖通信，其光纖通信傳輸運行狀態信息、故障信息和跳合閘命令信息，具有無誤差，傳輸速度快，傳輸容量大，接口簡便靈活，轉換方便，基本不受外界電磁干擾等優勢，是可靠的通信通信方式。在此基礎上可實現遠方備自投裝置的任何通信需求。

　　這種方案投資小，見效快，**準確，基本無干擾，所以是目前實現遠方備自投的通信方案。

　　3、備自投的軟件功能設計

　　3.1、運行方式分析

　　表1、遠方備自投遠方功能動作及運行方式轉換表

　　Table 1.Conversion table of remote function and working pattern of remote reserve power supply auto-switching device

　　4、備自投的硬件功能設計

　　該裝置應包含有就地備自投功能，可以在常規線路備自投裝置上進行改造。常規的備自投裝置可以采集進線開關位置，兩條進線的線路電壓、進線電流及母線電壓。通過在常規線路備自投裝置上增加光纖通信模塊、擴展備自投部分的邏輯功能來滿足該裝置的需要。

　　5、現場應用

　　利用這一方案設計的該裝置在河北省邯鄲市的兩座變電站裝設。兩變電站直線距離15km，鋪設有單模光纖通道，該裝置使用這一通道完成數據交換，串接在河北電網的兩座220kV變電站間，其中串接的還有4座110kV變電站，6座變電站主要供給多個縣市的工業、農業用戶，居民用戶，停電時間過長會造成工業廢品增加，影響農業生產，人民的生活。該裝置投運后，運行正常。在一次電網倒閘操作中，該裝置實現方式一向方式三的自動切換，操作在500mS內完成，達到了預期的效果。

　　6、結語

　　該裝置很好的解決了“手拉手”式電網結構開環運行不能保證連續供電的問題，有一定的推廣價值。

　　驗收委員會認為“110kV系統遠方備自投技術研究”項目研究方法合理，試驗數據真實可信，裝置的使用能提高串聯互供接線方式下兩個變電站供電的可靠性。

　　針對圖1中的問題，裝設的該裝置控制的相鄰兩個變電站四個開關的位置，圖2為裝置裝設圖。

　　見圖2，根據電力系統運行規則，四個斷路器至少有一個斷路器處于分閘狀態，分析出有運行價值的運行方式，如下所列：

　　方式一：1DL、3DL、4DL閉合，2DL斷開。

　　方式二：1DL、2DL、4DL閉合，3DL斷開。

　　方式三：2DL、3DL、4DL閉合，1DL斷開。

　　方式四：1DL、2DL、3DL閉合，4DL斷開。

　　方式五：1DL、4DL閉合，2DL、3DL斷開。

　　根據功耗的要求，理想的運行方式為方式五，聯絡線不存在損耗，但是系統以方式五運行時，線路3不帶電，線路3的設備包括電纜、線桿易被盜，長時間不帶電設備會老化;另外如果備自投動作，線路充電時間也很長，電源切換的時間也加長，因此一般不考慮。正常運行時選擇方式一、方式二，電源1給A站供電，電源2給B站供電。如果電源1或者電源2故障停電，自動轉向方式三或方式四。

　　方式三或方式四時，供電都被電源一或電源二承擔，這點也不符合電力系統要求，只能作為臨時供電模式。

　　2.3、系統正常運行方式下的特點

　　系統在正常運行方式下的特點是：三條線路均帶電;有且僅有1個開關斷開，處在斷開狀態的開關兩側均帶電;4段母線均帶電;當某有一線路發生故障或失電時，需將4段母線恢復帶電狀態;當母線或開關發生故障時，由相關保護裝置切除故障設備。

　　2.4、變電站間遠方備自投的要求

　　系統在方式一(方式二)運行時，假設電源2(電源1)突然停電，備自投裝置需要斷開4DL(1DL)，合上2DL(3DL);假設電源1(電源2)突然停電，備自投裝置需要斷開1DL(4DL)，合上2DL(3DL)，保證兩個變電站的四段母線帶電。兩站之間的信息交換可以通過架設的光纖通道完成。

　　2.5、備自投的功能

　　備自投具有遠方自投和就地自投功能，遠方備自投就地功能在備自投主機/從機通信異常后，投入了“就地備自投功能”才會起作用。

　　在如圖2所示的接線方式，只有在線路1、2、3均帶電的情況下，該裝置(包括遠方功能及就地功能)才具有運行的價值。母線或開關發生故障時可以使用母差等保護裝置動作來閉鎖備自投，在設計該裝置動作邏輯時，僅考慮線路失電(線路故障或電源失電)的情況。根據運行狀態分析和可能發生的失電情況，可以構造出備自投動作及運行方式轉換表。

　　參考文獻

　　[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

　　[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6

作者簡介：

師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統

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