摘要：在中壓配電與低壓配電中，備自投裝置是非常常見(jiàn)的。備自投裝置可以保證電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠連續(xù)的供電。隨著我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)、電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，備自投裝置發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但是，備用電源自動(dòng)投入裝置的外部回路很容易受到干擾，這就需要加強(qiáng)對(duì)備自投設(shè)備邏輯的檢查。

關(guān)鍵詞：備自投裝置；外部閉鎖回路；閉鎖原理；動(dòng)作邏輯；電力系統(tǒng)；供電可靠性 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM774 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.026

備用電源自動(dòng)投入裝置可以簡(jiǎn)稱(chēng)為備自投裝置，是供電系統(tǒng)中重要的設(shè)備。如果電路系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，備用電源自動(dòng)投入裝置可以保證供電的連續(xù)可靠性，從而減少負(fù)荷的損失。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)變電站的技術(shù)水平也有了明顯的進(jìn)步，進(jìn)而使得變電站的二次回路線路變得更加復(fù)雜化，在一定程度上使得變電站的現(xiàn)場(chǎng)維修保障工作難度加大。由于備用電源自動(dòng)投入裝置的外部回路與其保護(hù)裝置聯(lián)系構(gòu)成了一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的線路裝置，因此需要我們加大對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的研究。

1 備自投的閉鎖原理和動(dòng)作邏輯

備自投的外部閉鎖回路是由于變電站發(fā)生故障后，備用電源自動(dòng)投入裝置在一次動(dòng)作后就會(huì)閉鎖備用電源自動(dòng)投入。備自投的閉鎖回路可以避免因電源故障對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生更大的沖擊，以保護(hù)電源裝置。從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，如果備用電源自動(dòng)投入裝置在一次動(dòng)作后，改變了電網(wǎng)的運(yùn)行方式，那么備用電源自動(dòng)投入裝置就不應(yīng)該被閉鎖。

1.1 備用電源自動(dòng)投入裝置的閉鎖原理

備用電源自動(dòng)投入裝置的正確動(dòng)作一般都發(fā)生于備自投裝置充滿電的狀況，同時(shí)其還受到其他因素的影響，例如其啟動(dòng)的條件及閉鎖的條件。據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際調(diào)查結(jié)果顯示，備用電源自動(dòng)投入裝置發(fā)生故障一般都是由于外部閉鎖回路。即在備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)該閉鎖的時(shí)候，卻未閉鎖；在備自投裝置不應(yīng)該發(fā)生閉鎖情況下，其卻發(fā)生閉鎖。當(dāng)前，備用電源自動(dòng)投入裝置實(shí)現(xiàn)閉鎖的方式有兩種：（1）內(nèi)部閉鎖，這種方式主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)變電站的電流及電壓實(shí)現(xiàn)閉鎖回路；（2）外部閉鎖，其可以理解為借助外部力量實(shí)現(xiàn)外部閉鎖回路。根據(jù)實(shí)際的情況及設(shè)備的運(yùn)行情況分析，備自投外部閉鎖回路可以分成兩種方式：（1）實(shí)現(xiàn)閉鎖只對(duì)應(yīng)一個(gè)總開(kāi)入量，其他保護(hù)裝置都接入總閉鎖開(kāi)入回路中；（2）實(shí)現(xiàn)閉鎖可以對(duì)應(yīng)不同的開(kāi)入量形式，同時(shí)對(duì)應(yīng)不同形式的備用電源自動(dòng)投入裝置，將其所屬的保護(hù)裝置匯接入到其對(duì)應(yīng)的開(kāi)入量。

1.2 備自投的動(dòng)作邏輯

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，備用電源自動(dòng)投入裝置的動(dòng)作邏輯就是判斷其工作母線是否失壓。據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，工作母線失壓的標(biāo)準(zhǔn)是其電壓小于40%。在對(duì)備自投進(jìn)行設(shè)置時(shí)，首先需要注意的是要將其啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)半秒鐘或者更長(zhǎng)，這是為了避免啟動(dòng)時(shí)由于出現(xiàn)尖峰電壓而導(dǎo)致備自投動(dòng)作；其次，即使進(jìn)線開(kāi)關(guān)不確定是否由保護(hù)裝置斷開(kāi)，備用電源自動(dòng)投入裝置都應(yīng)該按照規(guī)定再次跳開(kāi)進(jìn)線的開(kāi)關(guān)，同時(shí)要將進(jìn)線開(kāi)關(guān)的跳位輔助觸點(diǎn)當(dāng)作切換到備用電源開(kāi)關(guān)合閘的必由之路，這是為了防止在備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作發(fā)生后，再次將故障所在地帶入到備用電源的范圍內(nèi)。

2 110kV備用電源自動(dòng)投入裝置的外部保護(hù)閉鎖條件

2.1 備自投的外部回路

2.1.1 外部電壓、電流回路。備用電源自動(dòng)投入的外部電流及外部電壓是以隔離互感器為變換基點(diǎn)的，經(jīng)過(guò)其進(jìn)入到備用電源自動(dòng)投入裝置之后，通過(guò)低通濾波器及數(shù)模變換器，控制單元將變換后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N保護(hù)信號(hào)及測(cè)控信號(hào)。

2.1.2 斷路器的位置回路。斷路器的位置回路的分合位置的顯示是通過(guò)輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。輔助觸點(diǎn)的作用是可以判斷電路系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。其主要是通過(guò)備用電源的開(kāi)關(guān)、工作電源的開(kāi)關(guān)及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的分合狀況分析判斷其信號(hào)是否為閉鎖備用電源自動(dòng)投入的信號(hào)。

2.2 外部保護(hù)閉鎖

備用電源自動(dòng)投入裝置的運(yùn)行方式是多種多樣的，根據(jù)其具體的原理進(jìn)行分類(lèi)可以劃分為三種類(lèi)型，即變壓器互投、分段備用電源投入及進(jìn)線備用電源投入。備用電源自動(dòng)投入的外部保護(hù)閉鎖的主要方式包含三種：

2.2.1 如果變電站是110千伏內(nèi)橋接線的線路，其主變保護(hù)裝置應(yīng)該進(jìn)行閉鎖備用電源自動(dòng)投入，同時(shí)要按照差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)及高后備保護(hù)跳主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)這三種方式進(jìn)行閉鎖備自投。

2.2.2 如果變電站屬于單母分段接線、單母接線或者是雙母接線，其母線都應(yīng)該設(shè)置有母差保護(hù)裝置，同時(shí)其母差保護(hù)動(dòng)作應(yīng)該閉鎖備自投。

2.2.3 如果變電站屬于110千伏的單母分段式接線，其主變保護(hù)及外部回路都不應(yīng)該閉鎖備用電源自動(dòng)投入。

3 備自投方式

（1）備用電源自動(dòng)投入適用的變電站都是110～220千伏，一次主接線為單母線分段式接線、單母線接線且采用一個(gè)主供電源一個(gè)備用電源的終端變電站；（2）常用的110千伏的備用電源自動(dòng)投入應(yīng)為自適應(yīng)式的備自投，即其可以適用于多種運(yùn)行方式。如果主供電源與備用電源進(jìn)線處于同一段母線上，這時(shí)只能利用進(jìn)線備用電源投入的方式；（3）當(dāng)前主變保護(hù)已經(jīng)增加了快速保護(hù)，因此中壓與低壓側(cè)都應(yīng)該按照分段母線進(jìn)行運(yùn)行，如果備自投是35千伏或者是10千伏的則只用考慮分段備自投的方式。

4 閉鎖備自投方案

4.1 流閉鎖功能

備自投裝置是具備有流閉鎖功能的，其可以有效地避免PT斷線時(shí)發(fā)生誤動(dòng)。如果設(shè)備或者是工作電源的電壓消失，除非是由于具有閉鎖信號(hào)，否則備自投裝置都應(yīng)該動(dòng)作。

4.2 外部保護(hù)閉鎖

4.2.1 在雙母線接線或單母線、單母線分段接線方式下，若受端變電站母線配置了母線保護(hù)，則母線保護(hù)動(dòng)作應(yīng)閉鎖備自投，正常運(yùn)行時(shí)母差保護(hù)閉鎖備自投連接片（硬壓板）投入。

4.2.2 如果備用電源自動(dòng)投入裝置是110千伏且是分段式的單母線接線，其主變保護(hù)不應(yīng)該進(jìn)行閉鎖進(jìn)線備用電源自動(dòng)投入，同時(shí)外部回路閉鎖備自投可以不用進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。

4.2.3 如果備用電源自動(dòng)投入裝置屬于35千伏或者是10千伏的分段線路，其主變保護(hù)不應(yīng)該閉鎖分段備用電源自動(dòng)投入，應(yīng)各側(cè)主變后備保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行閉鎖相應(yīng)側(cè)分段的備自投，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，35千伏或者是10千伏的分段式的備用電源自動(dòng)投入可以不設(shè)置主變保護(hù)的閉鎖備自投，但是其相應(yīng)側(cè)的備自投應(yīng)設(shè)置后備保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投裝置開(kāi)入回路。

4.2.4 內(nèi)橋形式接線電源備自投方式。對(duì)于110kV備自投，內(nèi)橋接線方式下，主變保護(hù)動(dòng)作閉鎖備自投，按不同的運(yùn)行方式分種情況進(jìn)行閉鎖，按差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)動(dòng)作及跳主變?nèi)齻?cè)保護(hù)閉鎖備自投設(shè)置，并用連接片控制。主接線為內(nèi)橋接線的變電站，運(yùn)行方式有三種：（1）進(jìn)線1帶兩臺(tái)主變運(yùn)行方式。1#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)不應(yīng)該閉鎖備自，2#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)應(yīng)該閉鎖備自，即在此運(yùn)行方式下應(yīng)將1#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)閉鎖110kV備自投連接片切除，將2#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)閉鎖110kV備自投連接片投入；（2）進(jìn)線2帶兩臺(tái)主變運(yùn)行方式。2#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)不應(yīng)該閉鎖備自，1#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)應(yīng)該閉鎖備自，即在此運(yùn)行方式下應(yīng)將2#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)閉鎖110kV備自投連接片切除，將1#主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、跳三側(cè)保護(hù)閉鎖110kV備自投連接片投入；（3）兩臺(tái)主變分列運(yùn)行方式.采用橋斷路器備自投方式時(shí)，1#、2#主變所有跳三側(cè)的保護(hù)均要閉鎖備自投。包括主變的差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、高后備保護(hù)和快速保護(hù)的中、低后備保護(hù)，即將1#、2#主變的所有跳三側(cè)的保護(hù)閉鎖備自投連接片投入。這樣可以在一臺(tái)主變故障時(shí)，保證另一臺(tái)無(wú)故障主變的正常運(yùn)行，提高供電可靠性。同時(shí)也可防止向故障的主變送電，也可保障正常失電時(shí)備自投裝置的正確動(dòng)作。

5 備自投聯(lián)切小電源及小電源閉鎖的相關(guān)要求

（1）110千伏的備用電源自動(dòng)投入動(dòng)作必須要連接變電站中所有的小電源；（2）10千伏或者是35千伏的分段式的備自投動(dòng)作必須要連接失壓母線下所有的小電源；（3）小電源聯(lián)絡(luò)線的斷路器跳閘接點(diǎn)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)應(yīng)該是接入備用電源自動(dòng)投入裝置的。備自投裝置動(dòng)作只有收到小電源斷路器的跳閘信息之后才能發(fā)生。

6 結(jié)語(yǔ)

備用電源自動(dòng)投入裝置可以保證電力系統(tǒng)連續(xù)可靠地運(yùn)行，在一定程度上降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了操作效率，同時(shí)也減少了故障發(fā)生的可能性。其作為一種先進(jìn)裝置，具有運(yùn)行簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、安全可靠的特點(diǎn)，正逐漸應(yīng)用到我國(guó)的電力事業(yè)中。本文主要分析了備用電源自動(dòng)投入裝置的閉鎖原理和動(dòng)作邏輯、110千伏及以下備用電源自動(dòng)投入裝置的外部保護(hù)閉鎖條件和相關(guān)備自投知識(shí)，望對(duì)同行有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 倪冬智.典型接線方式下備自投閉鎖方法的分析研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014，（32）.

[2] 趙慶嶺.備自投保護(hù)在電廠中存在的問(wèn)題分析[J].科技與企業(yè)，2014，（4）.

[3] 吳偉鐘.220kV備自投裝置不能正確動(dòng)作案例分析

[J].科技與創(chuàng)新，2014，（23）.

[4] 龔幸玲.淺析110kV變電站10kV備自投裝置[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（32）.

[5] 王韶輝，姜新新，張?jiān)讫?備自投裝置在鞏義電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].低碳世界，2014，（19）.

[6] 彭軍，易亞文，王鋒.向家壩水電站10kV廠用電系統(tǒng)備自投設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].水力發(fā)電，2014，（10）.

作者簡(jiǎn)介：王曉梅（1979-），女，國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司石嘴山供電公司工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算。

（責(zé)任編輯：陳 潔）