備用電源自投裝置應(yīng)用綜述

曹康棲

[摘要]備用自投裝置是當(dāng)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?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上去，使供電不至中斷，確保工作電源正常運(yùn)行，把停電造成的經(jīng)濟(jì)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(guān)鍵詞]備用自投線路保護(hù)

中圖分類號：TP2文獻(xiàn)標(biāo)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(dāng)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?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上去，使供電不致中斷，確保工作電源正常運(yùn)行，把停電造成的經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)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(jī)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(diǎn)：裝置直觀簡便，連線少，占據(jù)空間小，微機(jī)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(guān)量，可靠性高、精度高智能化程度高，自適應(yīng)能力強(qiáng)，綜合功能強(qiáng)，微機(jī)備用電源自動投入裝置既可通過通訊口連成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，接受主站監(jiān)控，又可脫離網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立完成各項功能，任一裝置故障均不會影響其他設(shè)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(jù)需要而變動。為了適應(yīng)一次系統(tǒng)變動，備用自投也可能有多種運(yùn)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(yīng)在工作電源確實(shí)斷開后才能投入。工作電源失壓后，無論其進(jìn)線斷路器是否跳開，即使已測定其進(jìn)線電流為零，但還是要先跳開該斷路器，并確認(rèn)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(hù)拒動，但在其他地方被后備保護(hù)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(jīng)過延時。經(jīng)延時切除工作電源進(jìn)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(yīng)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(jīng)延時直接跳開進(jìn)線斷路器，以加速合上備用電源。例如，工作母線進(jìn)線側(cè)的斷路器跳開且進(jìn)線側(cè)無重合閘功能時，當(dāng)手動合上備用電源時，也要求不經(jīng)延時直接跳開工作電源進(jìn)線斷路器。

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

4、備用電源自投裝置應(yīng)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(yīng)設(shè)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(kuò)大的嚴(yán)重后果。

5、備用電源自投裝置只允許動作一次。微機(jī)型備用電源自投裝置可以通過邏輯判斷來實(shí)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(yīng)動作。

7、備用電源自投裝置應(yīng)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(jìn)線互為備用。正常運(yùn)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(luò)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(jù)。

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(dāng)1#主變、2#主變同時運(yùn)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(dāng)1#主變故障，保護(hù)跳開l#主變電源開關(guān)，或者1#主變高壓側(cè)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(guān)，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(shí)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(nèi)橋斷路器的自投方案。如果兩段母線分列運(yùn)行，即內(nèi)橋斷路器母聯(lián)斷路器在分位，而1#主變電源開關(guān)、2#主變電源開關(guān)在合位，這時l路線路進(jìn)線電源和2線路進(jìn)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(yùn)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(nóng)網(wǎng)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(jìn)線電源和2線路進(jìn)線電源中只有一個斷路器在分位，另一個在合位，因此當(dāng)母線失壓，備用線路有壓，并1路線路進(jìn)線電源(2線路進(jìn)線電源)無電流時，即可跳開2線路進(jìn)線電源開關(guān)(2線路進(jìn)線電源開關(guān))，合上2線路進(jìn)線電源開關(guān)(1線路進(jìn)線電源開關(guān))。該熱備用方案的自投條件類似于內(nèi)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(jìn)線電源有電壓，l路線路進(jìn)線電源無電流，1路線路進(jìn)線電源開關(guān)確實(shí)已跳開，合上2路線路進(jìn)線電源開關(guān)。或者母線無電壓，2路線路進(jìn)線電源無電流，1路線路進(jìn)線電源有電壓，2路線路進(jìn)線電源開關(guān)確實(shí)已跳開，合上1路線路進(jìn)線電源開關(guān)。

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(yùn)行。備用電源自裝置的應(yīng)用，在電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，不可否認(rèn)已取得很多成功的經(jīng)驗，但是隨著電力系統(tǒng)的不斷完善和復(fù)雜，及電網(wǎng)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(shè)計、施工、驗收、使用的各個環(huán)節(jié)，更進(jìn)一步全面化和精細(xì)化，特別是在設(shè)計和調(diào)試階段，充分地考慮電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際要求，才能保證備用自投裝置的可靠動作。