王龍

【摘要】備用電源自動投入是變電站綜合自動化系統(tǒng)中一項(xiàng)重要功能。備用電源自動投入裝置（以下簡稱：備自投）是應(yīng)用于有兩路或以上進(jìn)線電源供電的變電站中，當(dāng)主用進(jìn)線電源線路意外斷電時(shí)，能夠快速自動投入備用進(jìn)線電源，提高供電可靠性的裝置。本文針對備自投裝置的功能和原理做了簡單介紹，分析了不同情況下備自投裝置的運(yùn)行邏輯，列出了備自投動作前后的注意事項(xiàng)，希望本文的論述能對具體實(shí)踐工作有一定指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】備自投;綜合自動化;原理;運(yùn)行邏輯;注意事項(xiàng)

1. 備自投裝置的功能簡介

電能是二次能源，它的優(yōu)點(diǎn)是傳輸和管理方便，易于轉(zhuǎn)換為其他的能源，而且便于控制、分配和調(diào)度，隨著電力行業(yè)的發(fā)展供配電系統(tǒng)已全面實(shí)現(xiàn)自動化。備自投就是變電站綜合自動化的一項(xiàng)重要功能。

電能是當(dāng)前人民生產(chǎn)生活中最主要的能源，人民對供電電源的穩(wěn)定性和可靠性要求也越來越高。采用兩路及以上的進(jìn)線電源，通過隨時(shí)在不同兩路進(jìn)線電源間自動或手動互切互投可以極大的提高供電電源的可靠性。兩路進(jìn)線電源的運(yùn)行方式有互為備用或路一為主電源，另一路為備用電源兩種。備自投裝置根據(jù)正常情況下兩路進(jìn)線電源的工作方式，在工作電源線路因故障或其他原因而斷電時(shí)，能自動且迅速將備用電源投入運(yùn)行，大大提高了電源的穩(wěn)定性和可靠性。

2. 備自投裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

備自投裝置的主要輸入分模擬量輸入和開關(guān)量輸入，模擬量輸入為兩路進(jìn)線電源的電壓與電流，開關(guān)量輸入為兩路線路上斷路器的工作狀態(tài)。開關(guān)量輸出主要完成的任務(wù)為斷開故障線路的斷路器，合上備用線路上的斷路器，從而實(shí)現(xiàn)備用線路電源自動投入，其典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

備自投裝置的工作原理如圖2所示，現(xiàn)假設(shè)兩路進(jìn)線電源均供電正常，且進(jìn)線電源1工作，進(jìn)線電源2備用，則斷路器1在合閘位置，斷路器2在分閘位置。此時(shí)互投控制器輸入的模擬量為電源1和電源2均有電壓，電源1有電流，電源2無電流。輸入的開關(guān)量為斷路器1在合閘位置，斷路器2在分閘位置。當(dāng)電源1因故障或其他原因消失或低于設(shè)定值，而電源2供電正常，則互投控制器輸入的模擬量為電源1無電壓無電流，電源2有電壓無電流，輸入的開關(guān)量沒有變化。這時(shí)就滿足備自投動作的條件，互投控制器經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)，輸出開關(guān)量完成斷路器1的分閘和斷路器2的合閘，同時(shí)內(nèi)部閉鎖電路將裝置閉鎖，這就完成了備用電源自動投入的任務(wù)。進(jìn)線電源2為工作電源時(shí)，過程類似，發(fā)生上述現(xiàn)象時(shí)電源1也能自動投入。

3. 備自投裝置的運(yùn)行邏輯

根據(jù)兩路進(jìn)線電源的運(yùn)行方式的不同，備自投的自投方式可分為互為備用自投方式和一主一備自投方式。自投方式可以通過不同的接線方式和設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)。下面我們分別介紹兩種自投方式的運(yùn)行邏輯。

3.1 互為備用的兩路進(jìn)線電源的自投方式

正常運(yùn)行時(shí)，斷路器1（斷路器2）閉合，母線由進(jìn)線電源1（進(jìn)線電源2）供電。當(dāng)母線電壓消失或低于設(shè)定值，并且母線和兩路進(jìn)線PT正常，備用進(jìn)線線路電源2（進(jìn)線電源1）電壓正常，且斷路器1和斷路器2都無電流的情況下，經(jīng)過設(shè)定的時(shí)間（T），備自投裝置自動斷開之前運(yùn)行線路的斷路器1（斷路器2），合上之前備用線路的斷路器2，完成兩路進(jìn)線電源的倒換。圖3以進(jìn)線電源1為工作電源，進(jìn)線電源2為備用電源為例，反應(yīng)了其動作的條件和邏輯，反方向相同。

U2yy、I1wl、I2wl、Tdz分別為進(jìn)線電源2有電壓、進(jìn)線電源1無電流、進(jìn)線電源2無電流、設(shè)定的備自投動作延時(shí)。母線無壓是指兩段母線的三相電壓均小于設(shè)定值。裝置復(fù)位或動作后，進(jìn)入閉鎖狀態(tài)。

根據(jù)邏輯圖可見備自投裝置動作的條件有：

3.2 兩路進(jìn)線電源一主一備自投方式

假設(shè)進(jìn)線1為主供線路，進(jìn)線2為備用線路，下面對該方式下可能出現(xiàn)的三種運(yùn)行情況進(jìn)行分析：

a.備用線路進(jìn)線2供電：備用進(jìn)線電源供電時(shí)，主供進(jìn)線斷路器1斷開，備用進(jìn)線斷路器2閉合。當(dāng)主供進(jìn)線電源1電壓恢復(fù)正常時(shí)，備自投裝置首先斷開備用線路的斷路器2，然后合上主供進(jìn)線斷路器1，完成備用線路到主用線路的倒換。動作邏輯如圖4所示。

這種運(yùn)行方式下，備自投裝置動作的條件為：

裝置已處于保護(hù)狀態(tài)

主供進(jìn)線電源斷路器1斷開，備用進(jìn)線電源斷路器2閉合

無閉鎖信號解除

主供線路有電壓、無電流

b.主供線路供電：當(dāng)主攻線路失壓時(shí)，如果備用進(jìn)線電源有電壓無電流，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)后，裝置首先跳開進(jìn)線電源斷路器1，然后合上備用進(jìn)線電源斷路器2，完成主用線路到備用線路的倒換。動作邏輯如圖5所示。

在這種運(yùn)行方式下，備自投裝置的動作的條件為：

裝置已處于保護(hù)狀態(tài)

主供進(jìn)線斷路器1閉合，備用進(jìn)線斷路器2斷開

主用進(jìn)線線路無電壓，備用線路有電壓無電流

無閉鎖信號

c.無線路供電：當(dāng)主供進(jìn)線斷路器1DL和備用進(jìn)線斷路器2DL同時(shí)斷開，稱為無線路供電。

若某條進(jìn)線電壓恢復(fù)正常時(shí)，裝置自動投入響應(yīng)進(jìn)線斷路器，以恢復(fù)供電;

如果備用進(jìn)線早于主供進(jìn)線動作延時(shí)以上恢復(fù)供電，則先投入備用線路（2DL），當(dāng)主供線路恢復(fù)供電時(shí)，再按備用線路供電方式切除備用線路，投入主供線路;

若主供和備用線路在設(shè)定時(shí)間（動作延時(shí)）內(nèi)同時(shí)恢復(fù)供電，則直接投入主供線路1DL。

動作邏輯框圖如圖6所示。

U2yy、I1wl、I2wl、Tdz分別為進(jìn)線電源2有電壓、進(jìn)線電源1無電流、進(jìn)線電源2無電流、設(shè)定的備自投動作延時(shí)。

裝置初次加電或每次動作后，處于閉鎖狀態(tài)，復(fù)歸后才可能進(jìn)行保護(hù)動作。復(fù)歸條件為：

備自投有投入信號

兩條進(jìn)線電源和母線的PT都正常

兩路進(jìn)線的斷路器一個(gè)閉合，一個(gè)斷開

閉鎖信號解除

母線電壓正常

4. 備自投裝置工作的基本要求

（1）工作電源進(jìn)線失壓后，備自投才動作，備用電源才投入，手動斷開斷路器，備自投不應(yīng)動作。

（2）備自投裝置應(yīng)有閉鎖裝置，備用電源只允許投入一次，如果備用電源投入后也自動保護(hù)跳開，則說明線路有永久性故障，應(yīng)先排除故障。

（3）備用電源不滿足有壓條件，備用電源不能投入，備自投裝置不能動作。

（4）備自投裝置動作以盡可能短為原則，但動作前必須有一定延時(shí)，且應(yīng)先斷開故障電源，后投入備用電源。

5. 小結(jié)

電能作為現(xiàn)代社會的主要能源，已廣泛應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)、社會生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面，人們對電能供給的穩(wěn)定性和可靠性要求日趨提高。備用電源自動投入裝置能自動、迅速且準(zhǔn)確的在多路進(jìn)線電源間完成投切，保證用戶供電正常，避免用戶生產(chǎn)生活因電源故障受到影響，將電源故障帶來的損失降到最低。因此對備自投裝置的探討和研究，優(yōu)化和完善其功能對現(xiàn)實(shí)工作有一定指導(dǎo)意義。