基于光纤通信的110kV系统远方备自投技术

Fig 2.Device installation Diagram

见图2，根据电力系统运行规则，四个断路器至少有一个断路器处于分闸状态，分析出有运行价值的运行方式，如下所列：

方式一：1DL、3DL、4DL闭合，2DL断开。

方式二：1DL、2DL、4DL闭合，3DL断开。

方式三：2DL、3DL、4DL闭合，1DL断开。

方式四：1DL、2DL、3DL闭合，4DL断开。

方式五：1DL、4DL闭合，2DL、3DL断开。

根据功耗的要求，最理想的运行方式为方式五，联络线不存在损耗，但是系统以方式五运行时，线路3不带电，线路3的设备包括电缆、线杆易被盗，长时间不带电设备会老化;另外如果备自投动作，线路充电时间也很长，电源切换的时间也加长，因此一般不考虑。正常运行时选择方式一、方式二，电源1给A站供电，电源2给B站供电。如果电源1或者电源2故障停电，自动转向方式三或方式四。

方式三或方式四时，供电都被电源一或电源二承担，这点也不符合电力系统要求，只能作为临时供电模式。

2.3、系统正常运行方式下的特点

系统在正常运行方式下的特点是：三条线路均带电;有且仅有1个开关断开，处在断开状态的开关两侧均带电;4段母线均带电;当某有一线路发生故障或失电时，需将4段母线恢复带电状态;当母线或开关发生故障时，由相关保护装置切除故障设备。

2.4、变电站间远方备自投的要求

系统在方式一(方式二)运行时，假设电源2(电源1)突然停电，备自投装置需要断开4DL(1DL)，合上2DL(3DL);假设电源1(电源2)突然停电，备自投装置需要断开1DL(4DL)，合上2DL(3DL)，保证两个变电站的四段母线带电。两站之间的信息交换可以通过架设的光纤通道完成。

2.5、备自投的功能

备自投具有远方自投和就地自投功能，远方备自投就地功能在备自投主机/从机通信异常后，投入了"就地备自投功能"才会起作用。

在如图2所示的接线方式，只有在线路1、2、3均带电的情况下，该装置(包括远方功能及就地功能)才具有运行的价值。母线或开关发生故障时可以使用母差等保护装置动作来闭锁备自投，在设计该装置动作逻辑时，仅考虑线路失电(线路故障或电源失电)的情况。根据运行状态分析和可能发生的失电情况，可以构造出备自投动作及运行方式转换表。

表1、远方备自投远方功能动作及运行方式转换表

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

表2、远方备自投就地功能动作及运行方式转换表

4、备自投的硬件功能设计

该装置应包含有就地备自投功能，可以在常规线路备自投装置上进行改造。常规的备自投装置可以采集进线开关位置，两条进线的线路电压、进线电流及母线电压。通过在常规线路备自投装置上增加光纤通信模块、扩展备自投部分的逻辑功能来满足该装置的需要。

5、现场应用

利用这一方案设计的该装置在河北省邯郸市的两座变电站装设。两变电站直线距离15km，铺设有单模光纤通道，该装置使用这一通道完成数据交换，串接在河北电网的两座220kV变电站间，其中串接的还有4座110kV变电站，6座变电站主要供给多个县市的工业、农业用户，居民用户，停电时间过长会造成工业废品增加，影响农业生产，人民的生活。该装置投运后，运行正常。在一次电网倒闸操作中，该装置实现方式一向方式三的自动切换，操作在500mS内完成，达到了预期的效果。

6、结语

该装置很好的解决了"手拉手"式电网结构开环运行不能保证连续供电的问题，有一定的推广价值。

验收委员会认为"110kV系统远方备自投技术研究"项目研究方法合理，试验数据真实可信，装置的使用能有效提高串联互供接线方式下两个变电站供电的可靠性。