大功率發(fā)射電臺(tái)10 kV變電站微機(jī)備自投裝置的應(yīng)用

林亮

（國(guó)家廣播電視總局東南廣播電視維護(hù)中心，福建 福州 350007）

大功率發(fā)射電臺(tái)擔(dān)負(fù)著廣播電視節(jié)目安全傳輸和發(fā)射的任務(wù)。為保障廣播電視節(jié)目的安全傳輸和發(fā)射，各發(fā)射電臺(tái)的變電站均采用雙回路供電模式，即主、備用兩路電源同時(shí)運(yùn)行，兩路電源之間互為備用。但近年來(lái)，廣播電視傳輸停播事故屢有發(fā)生，其中，一部分停播事故與工作電源意外中斷無(wú)法迅速切換恢復(fù)供電有關(guān)。早期，一些發(fā)射電臺(tái)的變電站內(nèi)沒(méi)有安裝微機(jī)備自投裝置，當(dāng)一路工作電源發(fā)生故障時(shí)，值班人員接到報(bào)警后要人工進(jìn)行倒閘操作，再完成倒閘操作恢復(fù)正常供電，這期間要經(jīng)過(guò)數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘，如此長(zhǎng)的時(shí)間嚴(yán)重影響了安全傳輸發(fā)射質(zhì)量，因此在大功率發(fā)射電臺(tái)變電站內(nèi)安裝使用微機(jī)備自投裝置就尤為重要。近些年，大多數(shù)發(fā)射電臺(tái)變電站均已安裝了微機(jī)備自投裝置，這樣，當(dāng)其中一路工作電源發(fā)生故障時(shí)，微機(jī)備自投裝置就能夠自動(dòng)迅速地切斷故障側(cè)電源，把另外一路電源投入使用為設(shè)備繼續(xù)供電，這樣就極大程度地降低了因電源故障給安全傳輸發(fā)射造成的損失。

1 微機(jī)備自投綜述

微機(jī)備自投裝置（簡(jiǎn)稱“備自投”）是一種能夠保障用電線路不間斷運(yùn)行的自動(dòng)裝置，它能在工作電源發(fā)生故障停電時(shí)自動(dòng)快速地切換到備用電源上，使用電設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行。微機(jī)備自投裝置通過(guò)電壓、電流輸入及開關(guān)量位置等綜合信息的采集，按照設(shè)定的邏輯關(guān)系，通過(guò)接口對(duì)相應(yīng)的開關(guān)進(jìn)行分合閘操作來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的備自投功能。備自投在電力系統(tǒng)中的兩種主要方式為進(jìn)線備自投和母聯(lián)備自投。進(jìn)線備自投方式為兩路進(jìn)線向單母線供電，即一路進(jìn)線為主用工作電源，另外一路進(jìn)線為備用工作電源（處于熱備狀態(tài)）。當(dāng)主用工作電源發(fā)生故障停電后，微機(jī)備自投裝置能夠通過(guò)對(duì)一次回路的監(jiān)測(cè)，把主用工作電源側(cè)的斷路器跳開并自動(dòng)合上備用工作電源側(cè)的斷路器繼續(xù)給母線供電。母聯(lián)備自投方式為兩路進(jìn)線分別向分段母線供電，其中，母聯(lián)開關(guān)處于分閘位置，兩路進(jìn)線之間互為備用，當(dāng)一路工作電源發(fā)生故障后，備自投裝置能夠自動(dòng)切斷故障側(cè)電源的開關(guān)，再將母聯(lián)開關(guān)合上，由正常側(cè)的進(jìn)線電源給整段母線供電。

2 微機(jī)備自投的基本要求及特點(diǎn)

微機(jī)備自投的基本要求有以下幾點(diǎn)：①備自投裝置已完成充電；②當(dāng)主用工作電源的電壓、電流低于定值且持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定的定值時(shí)，才能啟動(dòng)備自投切換到備用工作電源供電；③主用工作電源必須斷開以后才能啟動(dòng)備自投切換到備用工作電源供電；④備用工作電源要處于正常狀態(tài)才能啟動(dòng)備自投；⑤備自投裝置只能動(dòng)作一次；⑥當(dāng)手動(dòng)切斷工作電源時(shí)，備自投裝置不能啟動(dòng)。

微機(jī)備自投的特點(diǎn)有以下幾個(gè)：①與傳統(tǒng)使用的繼電器備自投設(shè)備相比，微機(jī)備自投保護(hù)動(dòng)作快速、穩(wěn)定且不易誤動(dòng)；②微機(jī)備自投裝置調(diào)試簡(jiǎn)單方便，節(jié)省使用及維護(hù)成本；③微機(jī)備自投裝置設(shè)有通信接口，配合通訊網(wǎng)和監(jiān)控軟件能夠組成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；④方案靈活，功能齊全，只需要調(diào)整二次回路線路及設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)線備自投方式與母聯(lián)備自投方式之間的切換。

3 微機(jī)備自投裝置的具體應(yīng)用

3.1 大功率發(fā)射電臺(tái)變電站10 kV系統(tǒng)概況

某大功率發(fā)射電臺(tái)變電站內(nèi)有兩條由當(dāng)?shù)毓╇娋忠M(jìn)的10 kV進(jìn)線，分別為1#進(jìn)線和2#進(jìn)線。變電站內(nèi)采用的供電方式為母線分段供電方式，即1#進(jìn)線和2#進(jìn)線同時(shí)運(yùn)行，分別給Ⅰ段母線和Ⅱ段母線供電，其中，母聯(lián)開關(guān)處于斷開位置。某大功率發(fā)射電臺(tái)10 kV變電站一次系統(tǒng)見圖1.

3.2 微機(jī)備自投裝置的應(yīng)用

大功率發(fā)射電臺(tái)變電站內(nèi)使用的微機(jī)備自投裝置為NZB61系列微機(jī)線路保護(hù)測(cè)控裝置，此裝置采用具有ARM（Advanced RISC Machines）內(nèi)核的32位高性能微處理器，其特點(diǎn)為集成度高、速度快、綜合能力強(qiáng)、保護(hù)測(cè)控一體化。根據(jù)此大功率發(fā)射電臺(tái)變電站的供電方式，安裝的微機(jī)備自投裝置采用的保護(hù)方式為母聯(lián)備自投方式。接下來(lái)就對(duì)該裝置使用的母聯(lián)備自投方式進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

圖1 某大功率發(fā)射電臺(tái)10 kV變電站一次系統(tǒng)

3.2.1 模擬量輸入

NZB61系列微機(jī)線路保護(hù)測(cè)控裝置的模擬量輸入端子見圖2.1#進(jìn)線的三相電壓通過(guò)電壓互感器（PT）的變化后輸入到備自投裝置X1端口的15，16，17，即表示為Ⅰ段母線電壓UA1，UB1，UC1；同樣的，2#進(jìn)線的三相電壓通過(guò)電壓互感器（PT）的變化后輸入到備自投裝置X1端口的18，19，20，即表示為Ⅱ段母線電壓UA2，UB2，UC2.1#進(jìn)線的一相電流接入到備自投裝置X1端口的11，12，即表示為Ⅰ段電流；2#進(jìn)線的一相電流接入到備自投裝置X1端口的13，14，即表示為Ⅱ段電流。這里由1#、2#進(jìn)線引入的Ⅰ段、Ⅱ段電流是用于防止因PT斷線引起的備自投誤動(dòng)。模擬量輸入端子圖上X1端口的7，8，9，10是用于過(guò)流保護(hù)模擬量輸入，X1端口的1，2，5，6是用于測(cè)量電流模擬量輸入。

圖2 模擬量輸入端子圖

圖3 開關(guān)量輸入圖

3.2.2 開關(guān)量輸入

NZB61系列微機(jī)線路保護(hù)測(cè)控裝置的開關(guān)量輸入端子如圖3所示。母聯(lián)開關(guān)（DL3）的開關(guān)量引入到備自投裝置X2端口的7，8，9，1#進(jìn)線開關(guān)（DL1）、2#進(jìn)線開關(guān)（DL2）的開關(guān)量分別引入到備自投裝置X2端口的12，13，1#進(jìn)線開關(guān)（DL1）、2#進(jìn)線開關(guān)（DL2）的跳閘接點(diǎn)分別引入到備自投裝置X3端口的11，12，13，14.

3.2.3 母聯(lián)備自投的工作流程

母聯(lián)備自投的工作流程分3個(gè)階段：第一階段為備自投充電，第二階段為跳失電開關(guān)啟動(dòng)母聯(lián)備自投，第三階段為合母聯(lián)開關(guān)完成母聯(lián)備自投。母聯(lián)備自投保護(hù)邏輯見圖4.

圖4 母聯(lián)備自投保護(hù)邏輯圖（Ttz為跳閘延時(shí)，Thz為合閘延時(shí)）

3.2.4 母聯(lián)備自投的應(yīng)用實(shí)例分析

第一階段：大功率發(fā)射電臺(tái)變電站正常狀態(tài)下的運(yùn)行情況是1#進(jìn)線和2#進(jìn)線同時(shí)有正常電壓，1#進(jìn)線開關(guān)（DL1）和2#進(jìn)線開關(guān)（DL2）處于合閘位置，母聯(lián)開關(guān)（DL3）處于分閘位置，備自投壓板處于投入位置。當(dāng)微機(jī)備自投裝置檢測(cè)到上述全部狀態(tài)時(shí)，備自投保護(hù)經(jīng)過(guò)15 s的時(shí)間進(jìn)行充電后，備自投閉鎖信號(hào)斷開完成母聯(lián)備自投充電。若上述狀態(tài)中任意一個(gè)條件不滿足，則備自投裝置會(huì)立刻進(jìn)行放電使備自投功能閉鎖。

第二階段：當(dāng)微機(jī)備自投裝置檢測(cè)到1#進(jìn)線或2#進(jìn)線其中的一路進(jìn)線電源發(fā)生故障失去電壓并且其相應(yīng)進(jìn)線無(wú)電流，另外一路進(jìn)線電壓正常且備自投閉鎖信號(hào)斷開后，備自投保護(hù)經(jīng)跳閘延時(shí)9 s后（跳閘延時(shí)時(shí)間可根據(jù)情況自行設(shè)定），跳開失電側(cè)進(jìn)線開關(guān)（DL1或DL2）并啟動(dòng)母聯(lián)備自投。

第三階段：當(dāng)確認(rèn)失電側(cè)進(jìn)線開關(guān)（DL1或DL2）跳閘成功后，再經(jīng)合閘延時(shí)0.5 s（合閘延時(shí)時(shí)間可根據(jù)情況自行設(shè)定）合上母聯(lián)開關(guān)（DL3）。此時(shí)，以上一系列過(guò)程結(jié)束后就完成了一次母聯(lián)備自投動(dòng)作。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以某大功率發(fā)射電臺(tái)10 kV變電站微機(jī)備自投裝置為例，簡(jiǎn)要分析了母聯(lián)備自投系統(tǒng)的原理及應(yīng)用情況?，F(xiàn)今，微機(jī)備自投裝置已在功率發(fā)射電臺(tái)變電站中廣泛運(yùn)用，這一重要保護(hù)裝置大大提高了大功率發(fā)射電臺(tái)電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和可靠性。在今后的電力檢修工作中，微機(jī)備自投裝置一定要作為檢修中的重點(diǎn)，進(jìn)行定期試驗(yàn)，從而使微機(jī)備自投裝置能夠正常工作，保障大功率發(fā)射電臺(tái)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，為廣播電視安全傳輸和發(fā)射工作保駕護(hù)航。

［1］覃家露.淺談備自投原理及保護(hù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用［J］.電氣工程應(yīng)用，2010（4）：20-23.

［2］姚盛清.35 kV外橋變電站智能倒閘操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械制造與自動(dòng)化，2012，41（1）：156-159.