备自投装置在变电站中的应用探讨

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[摘 要]随着对供电可靠性的要求越来越高，备自投装置越来越多的应用于电力系统之中。文中通过对备自投装置的分析，讲解了备自投装置在变电站应用时应注意的问题。

[关键字] 备自投 自动控制装置 断线闭锁

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A

0 引言

电力系统中，因为故障或其它原因工作电源断开以后，将备用电源、备用设备或其他电源自动地迅速地投入工作，令用户能尽快恢复供电的自动控制装置，简称备自投装置。我局110KV及以下电网为主要采用辐射形电网，为保证电网可靠运行，使电网在N-1的故障情况下能够不间断供电，电网接线一般采用一主一备双电源的接线形式。采用备用电源自动投入装置，当主供电源发生故障时，备用电源自动投入，从而立即恢复对用户的供电，是一种保证可靠供电的经济而又有效的技术措施。

1 备自投装置原理

目前电网应用的备用电源自投装置一般都具有几种典型方案（包括母联或桥开关备自投、进线备自投、线路开关备自投、变压器备自投等），针对不同的电网接线型式，通过不同的整定，适用于各种不同的场合要求。新型的自投装置还研发了可以与电网接线自适应的动作方案，通过对开关辅助接点开入量的判断，得出目前变电站的实际运行方式，从而智能的切换到与之相适应的备自投方式，不必由现场人员手动操作。

不论采取哪种方案，备自投装置基本上都遵循以下原则：

（1）工作电压消失时，自动投入装置均应启动；

（2）备用电源应在工作电源确实断开后才能投入；

（3）备用电源断路器的合闸脉冲应是短脉冲，且只允许自投装置动作一次；

（4）备用电源线路确有电压时才能投入；

（5）备用电源自投装置自投时限尽可能短，以保证负载中电动机自启动的要求；

（6）应防止电压互感器熔丝熔断时误动。

我局通常采用进线备自投方式（如图1），即两条进线互为备用。正常运行时，两线路PT 均有压，两段母线均有压，1DL 和2DL 中的一个开关在合位，另一个在分位，3DL 在合位。工作线路失电，在备用线路有压的情况下跳开工作线路，合上备用电源。开关偷跳造成母线失压时，在备用线路有压的情况下合备用线路开关。为防止PT 断线时备自投误动，取线路电流作为闭锁判据。

动作过程可分解为下列动作逻辑：

动作逻辑1：以Ⅰ、Ⅱ段母线电压均失压、线路Ⅰ电流小于电流定值Idz1、进线Ⅱ有压作为启动条件，1DL 在跳闸位置作为闭锁条件，以T1 延时跳开1DL。

动作逻辑2：以进线Ⅱ有压、1DL 在跳闸位置、Ⅱ段母线失压作为启动条件，2DL在合闸位置作为闭锁条件，以T3 延时合2DL。

动作逻辑3：以Ⅰ、Ⅱ段母线电压均失压、线路Ⅱ电流小于电流定值Idz2、进线Ⅰ有压作为启动条件；2DL 在跳闸位置作为闭锁条件，以T2 延时跳开2DL。

动作逻辑4：以进线Ⅰ有压、2DL 在跳闸位置、Ⅰ段母线失压作为启动条件，1DL在合闸位置作为闭锁条件；以T3 延时合1DL。

2 实际问题的阐述和解决

设备的生产厂家是本着尽量满足全部用户理念来设计和生产产品，可以说照顾到了大部分用户的普遍要求，但同时又带来了它的局限性，如果直接拿来使用，则有可能出现产品不能兼顾电网实际运行中的某些特殊要求的情况。

2.1 防止非同期合闸问题

备自投装置动作先跳开运行开关，再合上备用开关，一般不会涉及到同期问题，但如果变电站另外存在其他电源或小电源接入系统的接入点，则备自投不仅要考虑先跳开运行开关，而且要同时跳开其他电源的联络线，否则，在投入备用电源的同时，有可能出现非同期并列。

解决方法：起用装置的联切功能，在跳开运行开关的同时，开出联跳联络线的信号，使小电源与电网解列，虽然牺牲了小电源的供电可靠性，但避免了电力系统受到再一次的冲击，保证了系统在故障情况下能够及时恢复送电。

特别要注意的是，一般厂家在做动作逻辑时，仅在备自投动作跳开运行开关的同时才去联跳电厂联络线，如果备自投动作之前，运行开关已由其他保护（线路光差保护、主变差动保护等）先行跳开，则备自投装置判断运行开关在跳位，会自行忽略跳闸逻辑，或是认为开关偷跳，而去直接合备用电源开关，导致联跳电厂联络线开关的功能同时被忽略。所以，真正能够解决此问题的方法是要求厂家修改程序，做到备自投满足启动条件后，不论原运行开关是否在合位，都发出跳闸指令，去跳原运行开关，同时联跳电厂联络线。

2.2 与主变保护配合问题

桥接线的主接线形式（如图2），且一线带两变的，如果#1变差动保护动作，跳开1DL、3DL，两条母线同时失电，备自投装置应启动，合上2DL，继续对#2变供电。

如果#2变差动保护动作，仅跳开3DL，#2母线失电，#1母线仍带电，系统仍满足备自投装置充电和启动条件，如果此时运行线路失电，则会将故障变压器重新投入系统，对电力系统进行又一次冲击。

所以，主接线形式为桥接线的，且一线带两变的，运行的进线开关所对应的变压器的差动保护应不闭锁备自投，另一台变压器的差动保护动作应可靠闭锁备自投。

如果备自投方式为桥开关备自投，显而易见为了避免将故障变压器再次投入系统，应将两台变压器的差动保护全部闭锁备自投。 

3 结束语

备用电源自装置的应用在电网的实际应用中已经取得的很多成功的经验，但是随着电力系统的不断完善和复杂，日益提高的电网自动化和坚强程度要求，使得原来不太明显的问题逐步显现出来，需要我们在设计、施工、验收、使用的各个环节更进一步全面化和精细化，特别是在调试设计和调试阶段，充分地考虑电网运行的实际要求，认真做好各种可能出现情况的试验，惟有这样才能保证装置的可靠动作和电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]王维俭 电气主设备继电保护原理与应用[M].中国电力出版社.1996

[2]岑尧彬 变电站备用电源自动投切装置的原理及应用[J].科技信息(科学教研) .2007. (8)