朱伯通 何偉洪 唐志強

摘 要：備自投是一種保證對用戶可靠供電的技術(shù)措施，它能夠在主供電源發(fā)生故障時，切除故障電源，將備用電源自動投入，避免因電網(wǎng)失壓導致供電間斷的問題。本文根據(jù)備自投的工作原理，對備自投裝置的充電條件、放電閉鎖條件進行了分析研究，設(shè)計了線路備自投的電壓電流回路及開關(guān)位置回路。

關(guān)鍵詞：備自投；充電條件；放電閉鎖

引言：備自投（BZT）是備用電源自動投入裝置的簡稱，可以實現(xiàn)主供電源發(fā)生故障，導致電網(wǎng)失壓時，將備用電源自動投入，保證供電的可靠性。變電站作為輸送電能的重要環(huán)節(jié)，擔負著電力輸送樞紐站的重要作用，各個電壓等級的變電站相互連接，形成一個復雜的環(huán)網(wǎng)。為了提高供電可靠性，在各電壓等級的變電站中，大都采用了備自投作為保證可靠供電的技術(shù)措施[1-3]。

本文對備自投裝置的充電條件、放電閉鎖條件進行了分析研究，設(shè)計了電壓電流回路、開關(guān)位置回路等二次回路。

1 備自投工作原理

變電站中備自投功能的選擇主要根據(jù)變電站一次設(shè)備的接線方式進行選擇，典型的一次接線方式如圖1所示：

線路備自投方式包括兩種，方式一是#1進線運行，#2進線備用，即線路開關(guān)1DL和母聯(lián)開關(guān)3DL在合位，線路開關(guān)2DL在分位，當#1進線因故障或者其他原因被斷開后，#2進線備用電源能自動投入，保證I母和II母不失壓。方式二是#2進線運行，#1進線備用，即2DL和3DL在合位，1DL在分位，當#2進線因故障或者其他原因被斷開后，#1進線備用電源能自動投入。

2 備自投邏輯原理分析

備自投裝置的動作前提是“無壓無流”，即母線及主供線路無電壓，主供線路無電流，加入無流條件是為了防止PT斷線而導致裝置誤動，提高備自投功能的可靠性和準確性。

備自投裝置的充放電條件主要依據(jù)線路和母線的電壓電流，以及開關(guān)位置來判斷，其中母線電壓可以用來判斷是否有壓，線路電壓作為判斷的輔助判據(jù)，引入的線路電流可以用來判斷線路開關(guān)位置[4]。

首先判斷I母和II母三相必須有壓并且其電壓值大于等于整定值，主供線路開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)必須在合位，線路電壓作為自投準備及動作的輔助判據(jù)，可以根據(jù)實際需要選擇是否使用，以上條件同時滿足后經(jīng)延時，再進行第二條件的判斷，若備自投功能壓板投入，備自投無放電、無閉鎖，保護裝置沒有跳開母聯(lián)開關(guān)，備用線路開關(guān)在分位以及主供線路在合后位置，滿足這些條件后充電完成。

備自投裝置放電時，若滿足以下任何一個條件都會導致裝置放電閉鎖：（1）I母和II母均三相無壓，主供線路無流；（2）備用線路無電壓；（3）手跳主供線路開關(guān)或母聯(lián)開關(guān)；（4）備用線路開關(guān)在合位或檢修；（5）裝置閉鎖信號輸入；（6）任一開關(guān)的合閘位置繼電器位置不對應(yīng)。

3 備自投回路設(shè)計

3.1 電壓電流回路設(shè)計

外部電壓電流通過二次回路的隔離互感器變換后輸入裝置，經(jīng)低通濾波器輸入到模數(shù)變換器，CPU對這些變換后的數(shù)字信號進行處理，構(gòu)成各種保護信號和測量信號。設(shè)計的電壓電流回路如圖2所示。

外部電壓Ua、Ub、Uc為I母或者II母的三相電壓，經(jīng)交流空氣開關(guān)ZZK輸入備自投裝置中，轉(zhuǎn)換為電壓Uab、Ubc和Uca，用于有壓、無壓判斷。Ux1和Ux2分別為#1進線和#2進線的線路電壓，在不同備自投方式下，作為備自投準備及動作的輔助判據(jù)，可通過控制字選擇使用，例如在方式一下，I母和II母同時失壓，此時若Ux1電壓值為零或者小于整定值，則可以進一步確認主供線路發(fā)生故障，而通過判斷Ux2電壓值可以確認備用線路是否做好備自投準備。在某些情況下，由于二次回路故障，可能導致母線PT斷線，輸入電壓為零，導致備自投裝置誤動。為了避免這種事故的出現(xiàn)，在二次回路的設(shè)計中，引入了進線開關(guān)的一相電流Ix1和Ix2，當PT斷線無法檢測到電壓時，若主供線路仍有電流，則備自投裝置不動作。

3.2 開關(guān)位置回路設(shè)計

與斷路器的分合位置相對應(yīng)，每個開關(guān)都有輔助觸點來確定斷路器的分合位置，這些輔助觸點在二次回路中可以作為開入量，判斷當前的系統(tǒng)運行方式。

在運行方式的判斷上，通過引入主供線路開關(guān)、備用線路開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)的跳閘位置繼電器（TWJ）來判斷當前系統(tǒng)的運行方式，以及備自投準備和自投方式的選擇，而引入開關(guān)的合后位置作為不同運行方式下自投的閉鎖信號，如圖3所示：

若1DL、 3DL的跳閘位置繼電器（TWJ）輸出信號為0，2DL的跳閘位置繼電器（TWJ）輸出信號為1，則表示#1進線開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)在合位，#2進線開關(guān)在分位，系統(tǒng)為運行方式一。同理，若2DL、1DL的跳閘位置繼電器輸出0，1DL輸出1，則表示為系統(tǒng)運行方式二。在不同的運行方式下，可以根據(jù)合后位置繼電器的輸出信號閉鎖另一種備自投方式，例如在運行方式一下，#1進線開關(guān)的合后位置輸出信號為1，而#2進線開關(guān)的合后位置輸出信號為0，根據(jù)合后位置信號，備自投裝置確認運行方式為一，同時閉鎖運行方式二的自投動作。

4 結(jié)束語

本文就備自投在電網(wǎng)中的應(yīng)用展開了研究，對線路備自投的充電條件、放電閉鎖條件以及裝置的動作邏輯和動作時間進行了詳細的分析，設(shè)計了電壓電流回路、開關(guān)位置回路等二次回路，實現(xiàn)了變電站中備自投裝置的功能。

參考文獻

[1]鄭曲直，程穎.備用電源自投裝置設(shè)計、應(yīng)用的若干問題[J].繼電器，2003，31（8）：18-21.

[2]任社宜，薛艷霞.變電站備自投裝置應(yīng)用中相關(guān)問題的分析與探討[J].山東電力技術(shù)，2007，2（154）：26-29.

[3]王潤，高仕斌，錢清泉.一種基于現(xiàn)場總線的新型電源備自投實現(xiàn)方法的研究[J].繼電器，2005，33（4）：78-80.

[4]范壽忠.備用電源自動投入裝置手跳閉鎖功能的實現(xiàn)[J].華電技術(shù)，2009，31（5）：9-10.