張洪軍，李 靖，王誠杰

(1.滄州供電公司，河北 滄州 061000；2.河北工程技術高等?？茖W校，河北 滄州 061001)

隨著電網構架的日益壯大，對電網運行可靠性的要求也逐漸提高，作為提高電網安全運行穩(wěn)定性的主要策略之一，備用電源自動投切(簡稱備自投)裝置的應用也越來越廣泛。所謂備用電源自動投切，顧名思義就是指當工作電源因故停運時，作為備用的電源要自動的投入運行，用以確保主要負荷的運行，從而提高運行可靠性。

1 裝置功能及要求

當工作電源電壓小于無壓定值，而備用電源電壓大于等于有壓定值，且無其他閉鎖條件時，備自投裝置應能起動；當人工切除工作電源電壓時，備自投裝置不應動作；備自投裝置應確保工作電源斷路器斷開后方可使備用電源投人；備用電源斷路器的合閘脈沖命令只允許動作一次，下一次動作需在相應充電條件滿足后才能允許。

當電壓互感器二次回路斷線時，裝置不應動作，并發(fā)出斷線信號；備自投裝置應有防止過負荷和電動機自起動所引起誤動作的閉鎖措施；備自投裝置宜有電源自動投于故障母線或故障設備的保護措施；200MW及以上容量的發(fā)電機廠用電源的快速備自投裝置，應具有同期檢定功能；備自投裝置動作后，應有相應動作信號發(fā)出，直流電源消失后信號不應丟失。

備自投裝置若含有其他保護功能(如母聯(lián)充電保護、母聯(lián)過流保護、自動聯(lián)切等)，應遵循相關繼電保護標準的規(guī)定[1]。

2 典型應用

圖1 橋型接線方式

電力系統(tǒng)提高供電可靠性的方法大致有以下幾種：一是采用環(huán)網供電，此種方式使得供電可靠性大大提高，但多級環(huán)網對系統(tǒng)穩(wěn)定不利，在中低壓電網中較少采用；另一種提高供電可靠性的方式是采用雙電源供電，此舉將帶來繼電保護配合困難等問題。故此，在中低壓電網中較為廣泛地選擇單路供電，當電源出現(xiàn)故障不能正常供電時自動切換至另一路備用電源供電的方式[2]。

備用電源的一次接線形式種類較多，備投邏輯有較大的差別。而針對一次接線方式的不同運行方式，對備自投的要求也各不相同。如圖1所示，為典型設計中的標準橋型接線方式。而根據其運行狀態(tài)就要求備自投裝置能夠滿足線路L1備投、線路L2備投和橋聯(lián)開關備投等多種備自投方式。新型備投裝置采用基于圖形化界面的邏輯可編程的方式，在動作邏輯上實現(xiàn)自適應備投功能。即裝置根據不同的一次接線方式所傳輸?shù)牟煌\行數(shù)據來自動判別運行方式，并采用相應的自投邏輯[3]。

2.1 進線開關備自投

在線路L1或線路L2運行，橋聯(lián)開關處于合位的方式下，要求在線路L1或線路L2電源消失的情況下，作為備用的那條線路自動投入運行。即實現(xiàn)進線開關的備自投功能。

備自投充電邏輯為：(1)備自投功能壓板投入；(2)I，II段母線電壓UI，UII和工作進線線路側 TV 有壓；(3)1QF，3QF合閘位置，2Q F分閘位置(當進線 L1備自投時檢測2Q F，3Q F合閘位置，3Q F分閘位置)，上述條件均滿足后(如圖2)，經一段延時(15s左右)，充電完成，為備自投動作邏輯做好準備。

圖2 進線 L2備自投充電邏輯圖

備自投動作邏輯為：裝置充電完成后，線路L1失電，兩段母線電壓UI，UII降低，進線電流IL1消失，線路 L2有壓UL2滿足條件，經延時跳開1Q F，當跳開 1Q F后，發(fā)合閘命令合 2Q F(如圖3)；反之線路L2失電，兩段母線電壓UI，UII降低，進線電流IL2消失，線路 L1電壓UL1滿足條件，經延時跳開2QF，當跳開2QF后，發(fā)合閘命令合1Q F；當開關偷跳時，合備用開關保證正常供電。為防止1TV，2TV 斷線時備自投誤動，取線路電流I 1，I2 作為母線 TV 失壓的閉鎖判據[3]。

備自投閉鎖邏輯為：(1)手跳(遙跳)工作進線開關或橋聯(lián)開關；(2)變壓器 T1，T2保護動作；(3)備用進線無電壓；(4)備用進線開關在合閘位置，上述條件任何一個滿足都會閉鎖備自投裝置。此外，備自投動作后，會有一個在保持邏輯來閉鎖備投，確保備自投僅動作一次。

圖3 進線 L2備自投動作邏輯圖

2.2 橋開關或母聯(lián)開關備自投

圖4 橋聯(lián)開關備自投充電邏輯圖

在線路 L1和線路L2均運行，橋聯(lián)開關斷開的方式下，要求在線路L1或線路L2電源消失的情況下，橋聯(lián)開關可以自動投入運行。即實現(xiàn)橋聯(lián)開關的備自投。

圖5 橋聯(lián)開關備自投動作邏輯圖

備自投充電邏輯為：(1)備自投功能壓板投入；(2)I，II段母線電壓UI，UII和進線線路側 TV均有電壓；

(3)1QF，2Q F合閘位置、3QF分閘位置，上述條件均滿足后(如圖 4)，經一段延時(15s 左右)，充電完成，為備自投動作邏輯做好準備。

備投動作邏輯為：裝置充電完成后，線路L1失電，I段母線電壓UI降低，進線電流IL1消失，線路 L2電壓UL2滿足條件，經延時跳開1Q F，當跳開 1QF后，發(fā)合閘命令合 3QF；(如圖5)反之線路 L2失電，II端母線電壓UII降低，進線電流IL2消失，線路L1電壓UL1滿足條件，經延時跳開2Q F，當跳開2Q F后，發(fā)合閘命令合3QF；當開關偷跳時，合備用開關保證正常供電。為防止1TV，2TV 斷線時備自投誤動，取線路電流I1，I2 作為母線TV失壓的閉鎖判據[3]。

備自投閉鎖邏輯為：(1)手跳(遙跳)工作進線開關；(2)變壓器 T1，T2保護動作；(3)兩段母線同時失去電壓；(4)橋聯(lián)開關在合閘位置，上述條件任何一個滿足都會閉鎖備自投裝置。此外，備自投動作后，會有一個在保持邏輯來閉鎖備投，確保備自投僅動作一次。當變壓器T1，T2保護動作，則閉鎖備投。

3 幾點不足及注意事項

總結多年的運行情況，由于設計問題、軟件功能以及一次接線特點的制約，備自投裝置在運行中也存在著一些不足，應提起注意。

(1)是備自投跳閘回路的接入，一般來說備自投的跳閘可以接入保護跳閘回路，但應考慮其與重合閘之間的關系，即備自投跳閘一定要接入閉鎖重合閘的跳閘端子。在早期的備自投裝置中沒有手跳閉鎖備自投開入，一般設計備自投跳閘就接入手跳回路，因為手跳、遙跳的操作回路是閉鎖重合閘的。但是，為了防止人為手分工作線路斷路器時，備用自投誤投備用線路，應在備用自投的現(xiàn)場運行操作規(guī)程中，要求在人工斷開工作線路斷路器前，將備用自投退出。

(2)在低壓系統(tǒng)中備自投所帶電容器負荷時，應強調電容器的低壓保護功能，因為，備自投動作前提是低壓降低，如所帶電容器負荷自身沒有低壓保護功能，備自投的動作將會造成電容器短期內的再次沖擊。

(3)對于存在系統(tǒng)過負荷情況的變電站，在備自投動作合閘之前，應采取相應的減負荷措施。

(4)裝置用以判別開關位置的接點，建議使用開關機構本身的輔助觸點。盡量避免使用開關操作箱內位置繼電器的接點，因為操作箱內位置繼電器的接點受直流、絕緣等影響較大，可靠性偏低。

此外，對于沒有母線TV 的變電站，備自投裝置利用線路電壓經進線刀閘和進線開關的輔助觸點接入裝置的母線電壓判別[4]。此種接線方式二次接線繁復，運行維護量大，運行中發(fā)TV 斷線的幾率大大增加，不利于裝置的支持運行。

[1]DL 526-2002T，靜態(tài)備用電源自動投入裝置技術條件[S].

[2]李曉明.現(xiàn)代高壓電網繼電保護原理[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3]PSR642備用電源自動投切裝置技術說明書[Z].南京：國電南京自動化股份有限公司，2006.

[4]Q/GDW 161-2007，線路保護及輔助裝置標準化設計規(guī)范[S].