備用電源自動投入裝置的研究與分析

賈 欽 魏 凱

（國網(wǎng)甘肅省電力公司武威供電公司，甘肅 武威 733000）

0 引言

青島市是環(huán)渤海最重要的城市之一，又是沿海城市，空氣濕度較大，導(dǎo)致變電站及其他重要供電設(shè)施中的設(shè)備經(jīng)常受潮，直接導(dǎo)致主供電源短路停電，而采取人工維修方式方法則需耗費巨大的人力物力，給我國政府和社會造成不必要的經(jīng)濟損失，如何保證供電系統(tǒng)及采集終端系統(tǒng)順利安全的運行[1]，是我們急需解決的問題[2]。該文介紹了一種備用電源自動投入裝置，闡述了備用電源自動投入裝置運行方式及工作原理，以變電站備用電源自動投入裝置為例[3]。

1 備用電源自動投入裝置的工作原理

自動備用電源的運行具體過程如下。首先，當(dāng)檢測到工作電源斷電并且工作電源斷路器仍然處于閉合的狀態(tài)，斷路器必須先在接通電源時進行跳閘工作，它會消失[4]。當(dāng)工作電源的斷路器處于斷開狀態(tài)且備用電源的斷路器也處于斷開狀態(tài)時，此時，檢測到自動備用電源處于有電壓狀態(tài)，則備用電源斷路器自動閉合，從而完成備用電源自動輸入，確保設(shè)備的順利運行。目前，許多國家使用相關(guān)電源尚未采用專用的備用電源自投裝置測試儀，因此使用一種新型的備用電源自動投入裝置提高設(shè)備的使用效率和準(zhǔn)確性是非常重要的。新型的備用電源自動投入裝置的開發(fā)將復(fù)雜的外部布線集成到測試儀中，并包括多組模擬斷路器，以模擬不同的接線模式和斷路器故障和拒絕條件。這有效地減少了現(xiàn)場校準(zhǔn)人員的工作量，大大提高了設(shè)備運行的效率[5]。

在青島地區(qū)所采用的220 kV 變電站中，該備用電源自動投入裝置配置及使用方式介紹如下。

1.1 備用準(zhǔn)備方式

在這個變電站系統(tǒng)中有2 個變壓器，一個運行狀態(tài)變壓器，另一個變壓器處于熱備用狀態(tài)，66 kV 總線（段）開關(guān)處于合并狀態(tài)，66 kV 總線的備用電源正在為變壓器提供供電，確保設(shè)備正常運行。

1.2 自動裝置啟動條件

正常運行中的220 kV 變壓器由于突發(fā)故障斷開或意外跳閘，導(dǎo)致其66 kV 側(cè)負(fù)載被拋出，66 kV 總線失去電壓，直接導(dǎo)致變壓器失去工作能力，如果備用電源有電壓，則備用電源自動切換裝置將繼續(xù)提供電源確保運行。

1.3 運行過程

當(dāng)自動電源開關(guān)裝置啟動時，變壓器66 kV 側(cè)的開關(guān)在一定延遲后斷開。同時，66 kV 總線上的無功補償裝置斷開。經(jīng)過一定的延遲后，驗證運行變壓器66 kV 側(cè)的開關(guān)是否斷開。開路母線和66 kV 母線上沒有電壓。待機電源自動切換裝置發(fā)出組合信號，關(guān)閉待機66 kV 側(cè)開關(guān)，經(jīng)過一定延遲后，關(guān)閉待機改變66 kV 側(cè)開關(guān)。此時，主變壓器已準(zhǔn)備就緒，備用電源自動投入裝置正式運行。

1.4 閉鎖條件

主變壓器處于不在工作狀態(tài)，后備保護狀態(tài)打開時，當(dāng)66 kV側(cè)母線（段）開關(guān)功能關(guān)閉時，主變壓器后備保護動作不應(yīng)該對主備用電源自動切換裝置的過程進行組織。相反，應(yīng)防止主變壓器的備用電源自動切換設(shè)備。

在66 kV 側(cè)多于一個母線的接線方式下，當(dāng)母線保護動作同時斷開主變壓器時，不該阻斷主開關(guān)待機電源自動切換裝置。

2 備用電源自動投入裝置的技術(shù)要求

可以通過非加壓設(shè)定值來判斷系統(tǒng)或母線是否處于電源故障狀態(tài)。沒有壓力設(shè)定值或沒有電壓設(shè)定值。判斷電源損耗的標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)沒有按下設(shè)備收集的電壓值時。電壓設(shè)定值用于確定系統(tǒng)或母線是否處于充電狀態(tài)。當(dāng)從安裝和安裝收集的電壓值大于或等于固定值時，確定存在電源，并且存在電壓設(shè)置值或電壓設(shè)置值。備用電源是能夠為自注入裝置意外斷電的組件供電以恢復(fù)供電的電源。電源可以是線路，總線，變壓器或發(fā)電機。工作電源是以正常方式向操作部件供電的電源，電源可以是電源、線路、總線、變壓器等[6]。

該文介紹的備用電源自動投入裝置在設(shè)計中和實際運用中的要求較多，比如自動裝置的基本技術(shù)要求，基本配置需求，以及在220 kV 變電站投入使用時的使用方式方法。1）備自投裝置應(yīng)只動作一次。2）假如備用電源應(yīng)用于設(shè)備出現(xiàn)故障時，應(yīng)該具有馬上投入使用切入的功能，滿足自動投入裝置使用的基本要求，確保設(shè)備的順利運行。3）應(yīng)具有不少于輪的分級過負(fù)荷減載功能。4）應(yīng)具有相應(yīng)的檢測功能。5）應(yīng)該有更好的事件報告控制。完整記錄動作報告，S 位置位移報告，用戶操作記錄報告等，并能保存不少于8 個記錄報告。6）備用電源自動投切裝置的定值區(qū)應(yīng)不少于8 套。7） H 和W 主變電站的母單元應(yīng)自行注入，母線自注的單相或雙向動作選擇應(yīng)采用壓板方法實現(xiàn)， 手柄或切換固定值區(qū)域。8）備自投應(yīng)具備遠(yuǎn)方投退功能。

3 備用電源自動投入裝置的注意事項

3.1 注意事項

在正式使用之前，必須進行適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備工作，例如，待機設(shè)置，操作控制和壓力指示器[7]。所有操作電氣設(shè)備的員工都可以使用相關(guān)計算機軟件的計算機的顯示功能來控制備用電源的自動電源的狀態(tài)。主要功能體現(xiàn)在4 個方面。1）可以實現(xiàn)電力設(shè)備綜合自動監(jiān)測系統(tǒng)運行所需的基本應(yīng)用功能。2）監(jiān)控電源中的所有電子元件，各組件的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)庫更新，報警顯示和報警系統(tǒng)的操作。3）現(xiàn)場控制單元記錄電力設(shè)備的相關(guān)事件。當(dāng)事件狀態(tài)或模擬輸入改變時，軟件系統(tǒng)可以發(fā)出相關(guān)的字母數(shù)字事件報告。4）如果模擬量超過限制值或報警狀態(tài)發(fā)生變化，可通過現(xiàn)場控制器發(fā)送相應(yīng)的報警信息。

3.2 故障問題分析

一般變電站的連接方式采用內(nèi)橋連接方式時，母線處于變壓器的調(diào)控允許范圍內(nèi)，并且變壓器可以隨時關(guān)閉備用自動投入裝置。保護線路的裝置設(shè)置了反向保護的功能，可以對線路進行反向保護，可以保證自動投入裝置在總線故障后正常投入使用，確保設(shè)備的順利運行，同時在總線故障修理結(jié)束后，可以采用更為有效的電流排除掉自動投入裝置，切換回原總線系統(tǒng)，進行無縫切換工作。

4 結(jié)語

備用電源自動投入裝置是確保電源可靠性的重要部分，由于自動投入裝置對所使用的變電站的接線方式有很高的要求，因此有必要考慮電網(wǎng)運行的安全性并防止出現(xiàn)不安全的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的情況。該文根據(jù)青島及山東地區(qū)電網(wǎng)運行要求，對新型備用電源自動投入裝置進行設(shè)計介紹，大大提高了備用電源自動投入裝置在各種電網(wǎng)運行方式下的穩(wěn)定使用，以及提高設(shè)備運行效率。