備用電源自投裝置應用綜述

曹康棲

[摘要]備用自投裝置是當工作電源因故障斷開以后，能自動而迅速地將備用電源投入到工作，或將用戶切換到備用電源上去，使供電不至中斷，確保工作電源正常運行，把停電造成的經濟損失降到最低程度。從而使用戶不至于被停電的一種自動裝置，簡稱備用自投。

[關鍵詞]備用自投線路保護

中圖分類號：TP2文獻標識碼：A文章編號：1671－7597(2009)0210039－01

一、備用電源自動投入裝置的概述

備用自投裝置是當工作電源因故障斷開以后，能自動而迅速地將備用電源投入到工作，或將用戶切換到備用電源上去，使供電不致中斷，確保工作電源正常運行，把停電造成的經濟損失降到最低程度。從而使用戶不至于被停電的一種自動裝置，簡稱備用自投。對重要用戶及要求很高供電可靠性的地方，越來越多的用戶使用雙電源，備用電源自動投入裝置在經濟發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。

常用的備用電源自動投入方式主要有以下三種：兩條線路互為備用自動投入：備用變壓器自動投入；線路與母聯(lián)斷路器自動投入。

微機備用電源自動投入裝置與傳統(tǒng)的繼電器式備用電源自動投入裝置相比，有如下優(yōu)點：裝置直觀簡便，連線少，占據空間小，微機備用電源自動投入裝置可以在線查看裝置全部輸入量和開關量，可靠性高、精度高智能化程度高，自適應能力強，綜合功能強，微機備用電源自動投入裝置既可通過通訊口連成網絡系統(tǒng)，接受主站監(jiān)控，又可脫離網絡獨立完成各項功能，任一裝置故障均不會影響其他設備，從而保證了整個系統(tǒng)的可靠性。

二、備用自投裝置的工作原理

電力系統(tǒng)中，一次系統(tǒng)的接線方式可能會根據需要而變動。為了適應一次系統(tǒng)變動，備用自投也可能有多種運行方式，但不論采取哪種方案，備用自投裝置基本上都遵循以下原則：

1、備用電源應在工作電源確實斷開后才能投入。工作電源失壓后，無論其進線斷路器是否跳開，即使已測定其進線電流為零，但還是要先跳開該斷路器，并確認是已跳開后，才能投入備用電源。這是因為防止備用電源投入到故障元件上。例如：工作電源故障保護拒動，但在其他地方被后備保護切除，備用自投裝置動作后合于故障的工作電源。

2、備用電源自投切除斷路器必須經過延時。經延時切除工作電源進線斷路器，是為了躲過工作母線引出線故障造成的母線電壓下降。因此延時時限應大于最長的外部故障切除時間。但是在有的情況下，可以不經延時直接跳開進線斷路器，以加速合上備用電源。例如，工作母線進線側的斷路器跳開且進線側無重合閘功能時，當手動合上備用電源時，也要求不經延時直接跳開工作電源進線斷路器。

3、當手動跳開工作電源時，備用自投裝置不應該動作。工作電源進線合閘后，觸點(一般指微機保護的操作回路輸出的觸點)作為備用自投裝置的輸入開關量，在就地或遙控跳開斷路器時，其觸點斷開，備用自投裝置自動退出。

4、備用電源自投裝置應具有閉鎖備用自投裝置的功能。每套備用電源自投裝置均應設置有閉鎖備用電源自投的邏輯回路，以防止備用電源投到故障的元件上，造成事故擴大的嚴重后果。

5、備用電源自投裝置只允許動作一次。微機型備用電源自投裝置可以通過邏輯判斷來實現(xiàn)只動作一次的要求，備用電源自投只有在充電完成后，才可能動作。其充電條件均滿足持續(xù)備用自投充電時間后，備用自投完成充電，任一放電條件滿足，備用自投即放電，備用自投未啟動時，只有再次充電后才可能再啟動，已啟動后，備用自投動作過程立即終止。

6、備用電源不滿足有壓條件時，備用自投裝置不應動作。

7、備用電源自投裝置應防止電壓互感器熔絲熔斷時誤動，工作母線失壓時還必須檢查工作電源無電流，才能啟動備用自投。

備用自投適用的常見主接線方式如下圖所示。即兩條進線互為備用。正常運行時，兩線路壓變均有電壓，兩段母線均有電壓，其中的一個斷路器在合位，另一個在分位，聯(lián)絡斷路器在合位。工作線路失電，在備用線路有電壓的情況下斷開工作線路，合上備用電源。斷路器斷開造成母線失壓時，在備用線路有電壓的情況下，合備用線路斷路器。為防止壓變斷線時備用自投誤動，取線路電流作為閉鎖判據。

三、備用電源自投裝置主要自投方案

(一)低壓母線分段斷路器自投方案。當1#主變、2#主變同時運行，而母聯(lián)斷路器斷開時，一次系統(tǒng)中1#和2#主變互為備用電源，當1#主變故障，保護跳開l#主變電源開關，或者1#主變高壓側失壓，均引起I段母線失壓，Il母線無電流，Ⅱ段母線有電壓，即跳開1#主變電源開關，合上母聯(lián)斷路器。自投條件是I段母線失壓、Ⅱ無電流、Ⅱ段母線有電壓、1QF確實已跳開。檢查Il無電流是為了防止I段母線電壓互感器二次電壓三相斷線引起的誤投。

(二)內橋斷路器的自投方案。如果兩段母線分列運行，即內橋斷路器母聯(lián)斷路器在分位，而1#主變電源開關、2#主變電源開關在合位，這時l路線路進線電源和2線路進線電源成為互為備用電源，此種備用方案與低壓母線分段斷路器自投方案及其運行方式完全相同。

(三)線路備用自投方案。線路備用自投常為單母線分段接線，一般在農網配電系統(tǒng)、小型化變電所或在廠用電系統(tǒng)中使用，1路線路進線電源和2線路進線電源中只有一個斷路器在分位，另一個在合位，因此當母線失壓，備用線路有壓，并1路線路進線電源(2線路進線電源)無電流時，即可跳開2線路進線電源開關(2線路進線電源開關)，合上2線路進線電源開關(1線路進線電源開關)。該熱備用方案的自投條件類似于內橋斷路器的自投方案自投方式條件。即母線無電壓，線路2路線路進線電源有電壓，l路線路進線電源無電流，1路線路進線電源開關確實已跳開，合上2路線路進線電源開關?；蛘吣妇€無電壓，2路線路進線電源無電流，1路線路進線電源有電壓，2路線路進線電源開關確實已跳開，合上1路線路進線電源開關。

綜上所述，只有遵守備用電源自投的原則，才能保證備用自投裝置的正常工作，才能保證電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運行。備用電源自裝置的應用，在電網的實際應用中，不可否認已取得很多成功的經驗，但是隨著電力系統(tǒng)的不斷完善和復雜，及電網自動化程度的提高，使得原來不太明顯的問題逐步顯現(xiàn)出來，需要在設計、施工、驗收、使用的各個環(huán)節(jié)，更進一步全面化和精細化，特別是在設計和調試階段，充分地考慮電網運行的實際要求，才能保證備用自投裝置的可靠動作。