備自投保護在特殊主接線中的應用

李鷗 溫淼

摘 要：本文對備自投保護的工作流程、動作條件、工作原理等進行了闡述，對“只有進線PT，沒有母線PT”的具體應用進行了分析，并對其進行了標準邏輯優(yōu)化，具有一定的介紹意義。

關鍵詞：備自投；進線PT；電壓切換邏輯

1 引言

隨著人們生產(chǎn)生活的現(xiàn)代化程度日益提高，人們對電力的需求和依賴程度也在倍增，供配電在各個領域向自動化、無人控制、不間斷供電邁進，因此雙電源相互切換，保證電源不間斷成了現(xiàn)在供配電工程中保護和控制的重要組成部分。備用電源自動投入裝置是一種提供不間斷供電既經(jīng)濟又有效的技術措施，在現(xiàn)今供電系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。

2 何為備自投

回線和兩回線路以上的多回供電線路改造，通過增加備用線路提高可靠性，而其可以自動投入使用，這樣的裝置便是備自投。

2.1 備自投設備進行工作的基本原理闡述

備自投設備，通俗的講，就是備用電源在主電源被斷電之后，立即取代主電源的功用，自動的投入使用的一個電力能源裝置，一般包括分段備自投、主變備自投及線路備自投。一般情況下，可以采用蓄電池的方法，有些大型的醫(yī)院、工廠等，也可用發(fā)電機進行備自投的使用，第三種情況便是蓄電池和柴油發(fā)電機共同投入使用的情況。備自投設備具備的電源為自動轉換開關，數(shù)量為兩個，其中一個為備分使用，另一個為正常使用，當其中一個出現(xiàn)問題的時候，另一個可以通過判別，補充進來繼續(xù)工作，中間并無間斷。目前最大的電流可以達到約650A。值得注意的是，如果備用對象出現(xiàn)問題的情況下，應該關閉整個備自投的開關。

2.2 大連地區(qū)10kV用戶站的主接線形式綜述

大連地區(qū)多個10kV用戶站的主接線形式為只有進線PT，沒有母線PT，即PT在受電的前方，當線路側有電，但受電開關沒合上時，母線不帶電，而用戶站不設分段開關柜，正常運行時，甲受電或乙受電帶整段母線，備自投一般采用進線備自投，主接線示意圖如下圖所示：

（1）動作邏輯。如圖一所示的一次接線圖，甲受電為工作電源，乙受電為備用電源，下面就以乙受電備用甲受電為例說明此進線備自投的動作邏輯。

充電條件：進線備自投投入工作。即切換把手在“投入”位置；Ⅰ，Ⅱ母均符合有壓條件；乙受電跳位，甲受電和分段均合位且處于合后；無閉鎖進線備自投輸入；無放電條件。

（2）動作過程。Ⅰ、Ⅱ母無壓且甲受電IL1無流，延時跳甲受電開關。

確認甲受電開關跳開后，收回甲受電開關跳閘命令；再經(jīng)延時發(fā)乙受電合閘脈沖確認乙受電合上后，進線備自投邏輯完成。

甲受電跳閘、乙受電合閘命令發(fā)生5S后斷路器仍未動作，則終止進線備自投邏輯，線路備自投放電，裝置發(fā)出“備自投失敗”信號。

（3）兩個造成備自投啟動的原因。上級開關故障跳閘后，如果瞬時故障，重合閘會動作，所以備自投啟動應考慮延時的動作時間大于上級線路保護動作時間加上重合閘的時間之和，防止環(huán)網(wǎng)運行，對一次設備帶來沖擊。

開關偷跳，即斷路器在沒有操作、沒有繼電保護及安全自動裝置動作的情況下的跳閘，如果工作電源開關偷跳會導致母線失壓，無流，需要啟動備自投合備用電源開關。

如果受電本身保護動作，輸出接點閉鎖備自投裝置，使其放電。

2.3 備自投工作的前提條件

（1）具備備用電源（蓄電池等）或者備用設備（柴油發(fā)電機）。（2）工作電壓瞬間下降。（3）備自投開關立即打開并且投入使用。（4）母線電源工作故障，不能滿足用電需求。（5）備用電源應該滿足母線的電壓要求。（6）應該采用電壓監(jiān)控器對母線和備用線進行動態(tài)監(jiān)測，必要時，可以采用重合閘，在線路需要的地方，也應該安裝電壓互感器。

2.4 備自投工作的工作流程

（1）母線電壓瞬時下降時候，裝置采用動態(tài)監(jiān)測器通過對電壓監(jiān)控，迅速判斷電源狀態(tài)，并且立即切換電源并對設備的運行狀態(tài)進行時刻記錄。應注意，通常來說，為了防止和避免擾動和拒動，一定不可以投入低電壓保護。

（2）確保保證所有的母線供電設備處于斷開狀態(tài)，拉開閘門至備自投電源或備自投設備。啟動備用電源（柴油發(fā)電機或者蓄電池等），當工作正常之后，時刻監(jiān)控運行數(shù)據(jù)，檢查發(fā)電機開關、控制柜內(nèi)各斷路器的工作狀態(tài)。

（3）正在運轉，并保證向各負載送電。

（4）當具備恢復供電條件后，應及時做好電源轉換工作，盡早恢復到主供電設備投入使用。

2.5 整組復歸時間

（1）母線電源無壓而備用電源有電壓的情況下，應該對工作電源判斷，當判斷為無流后，才可以進入工作狀態(tài)，避免錯誤。

（2）當備用電源檢測有電壓，但母線電源沒有電壓時，備自投的放電是需要經(jīng)過一個時間段的調(diào)整之后，才可以放電，而這個延遲時間，至少為10s，部分為50s，這個目的是為了更準確的判斷避免工作電源與失壓判斷失誤的發(fā)生。

3 邏輯中改動部分說明

（1）特殊邏輯說明。備自投裝置Ⅰ、Ⅱ母線TV直接引入進線1PT電壓、進線2PT電壓，由于備自投邏輯需要母線電壓，這里采用軟件切換的方式來將進線電壓切換為母線電壓，母線電壓切換邏輯圖如下，切換后按正常備自投邏輯執(zhí)行。

（2）修改邏輯的好處。進線開關不合時，進線側有壓，而母線側無壓，所以當開關偷跳時備自投也可以正確動作。另外，對于外部接線，此裝置完全和有母線PT的裝置相同，僅僅是電壓的判據(jù)有小的改動。

（3）電壓切換邏輯解釋。進線備自投充電條件為Ⅰ，Ⅱ母均符合有壓條件，以乙受電備用甲受電為例，甲受電為合位，進線1PT有壓均滿足，通過上圖可知，I母有壓滿足，乙受電分位，甲受電合位，分段固定合位，進線1PT有壓滿足，故II母有壓滿足，所以符合充電條件。

4 結語

上述邏輯，具備結構可靠、經(jīng)濟合理等優(yōu)點，并且優(yōu)化判據(jù)過程較為方便，目前，已廣泛應用，均可正常工作。

作者簡介：李鷗（1979-），女，遼寧營口人，本科，工程師。