備用電源自動投入裝置淺析

摘 要：在現代的電力系統中，有些情況下為了節省設備投資、簡化電力網的接線及其繼電保護裝置的配置方式，在較多電壓等級的電網（如110kV等級及以下的電網）以及在大多數用戶的供電系統中，常常采用所謂放射型的供電方式。在這些系統接線方式中，為了提高對用戶供電的可靠性，通常采用備用電源自動投人裝置（以下稱備自投裝置），同時也起到減小短路電流、簡化保護接線之間的矛盾的作用。因此可以說，備自投裝置是否可靠和正確動作在一定程度上影響著電網的供電可靠性。本文主要從備自投裝置的相關注意事項來展開論述，探討如何最大限度的保證備自投裝置的可靠、正確運行。

關鍵詞：電力系統；可靠性；自動投入；注意事項

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.255

1 備自投裝置的定義和作用

1.1 備自投裝置的定義

所謂備自投裝置，是指當工作電源因故障或其他原因失電后，能自動而且快速地將備用電源投入工作或將用戶供電自動地切換到備用電源上去的設備，使用戶不至于因工作電源故障而停電，從而提高供電可靠性。備用電源的配置一般有明備用和暗備用兩種基本方式。

1.2 采用備自投裝置的作用

（1）在一定程度上提高供電可靠性。

（2）簡化繼電保護配置。環形電網可以開環運行，變壓器可以解列運行。

（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓。在受電端變電站，變壓器解列運行或環網開環運行時，當出現故障時短路電流減小，供電母線殘余電壓相應會提高。

2 常用的備用電源自動投人方案

備用電源自動投入裝置主要用于110kV及以下的中、低壓配電系統中。其一次接線方案主要有三種：母聯備自投、變壓器備自投和進線備自投；這也是現在電力系統中常用到的三種方案。

3 備自投驗收和運行時注意事項

（1）備自投有流閉鎖條件：在備自投裝置運行中，正常情況下PT斷線時備自投不應動作也不放電，直到電流閉鎖開放。但也可能會碰到備自投誤動作的情況，實際上工作電源沒有失電但備自投動作了，將備用電源投入。這種情況通常是由于運行過程中出現PT三相失壓引起的，當系統由于PT一次或二次出現狀況導致PT三相電壓消失，此時如果負荷比較小，甚至低于其有流閉鎖定值時，裝置會判斷是工作電源失壓，符合備投動作條件。這種情況就要考慮負荷分配的合理性，盡可能平均分配負荷防止負荷波動時備投誤動作。同時也可以采取措施防止PT三相失壓情況的發生，雙管齊下。

（2）跳閘回路的要求：在備自投驗收時，注意識別所有跳主電源線路或聯切回路，是否接到被切線路不起動重合閘的保護跳閘回路中去，不能接到手跳回路中；即可以接到永跳回路中或者接到保護跳閘回路并有獨立的閉鎖重合閘開入，防止在合備用電源的同時重合閘動作。

（3）備自投裝置開關位置信號采集的要求：備自投裝置充放電條件涉及相關間隔的開關位置，備自投動作過程一般也要檢查開關位置，主要是開關合后位置和開關分合位，裝置需確認工作電源斷開后才會合備用電源。原則上，開關合后位置采自操作箱的合后位置繼電器，開關分合位信號要求采自開關機構箱的輔助接點而不能采自操作箱的位置繼電器接點，如果分合位信號取自操作箱，有可能會出現以下問題：

1）由于開關動作進程會出現位置上送延時。

2）可能受到開關控制回路斷線（分合閘線圈燒毀或控制電源消失）影響，導致裝置在開關分合位確認時限內不能正確接收位置信號，此時裝置認為工作電源線路未能跳開（實際已分開），不符合邏輯而中止備投過程，影響供電可靠性。

（4）備自投聯跳回路：因為備自投不考慮雙電源的同期合閘問題，所以一般有小水電上網的線路在備自投動作時需要先切除小水電來保證合閘的可行。有時候還要確認聯切設備跳開后才能進行合備用電源動作，而通常裝置每段母線只有一個聯切設備分位開入，當有幾條小電源線路需切除并確認其分位時，本人認為解決方法可以有以下幾個：

1）如果裝置定值中有分位檢查控制字定值，則可以單獨將其退出，這樣做是最簡單，不影響聯切設備，但這樣就不能準確判斷小電源線路是否真的脫離系統，此時合閘有一定的不同期風險，會對電網產生一定的沖擊，存在一定的風險；

2）如果需要優先考慮合備用電源的情況，可以人為的將開入正電源直接接到分位開入中，相當于裝置一直收到分位，或者可以選取某一條比較重要的、平均上網時間最多的線路開關分位接入，其他的線路可以不考慮，但這樣的做法也不太可靠，依然有一定的風險；

3）為確保聯切設備的成功和合閘的影響，則要檢查每一條聯切設備的分位，這時可以采取將每個開關的常閉輔助接點以串聯的方式接入到備自投裝置的位置檢查開入，這樣只要有一個開關沒有分開，裝置就收不到分位信號，備自投進程中止，但這樣經過的轉接太多，其可靠性很難保證；

4）對于10kV母聯備投，有時會存在這樣的情況：系統只有一條小電源線路掛在某一段10kV母線，若該母線失壓，備自投動作時需先將該小電源線路切除再合母聯，此為方式一；而另一母線失壓時則不需要聯切任何設備即可合母聯，此為方式二。這樣的情況下，方式一時應接入實際的小電源線路開關位置，反映開關的實際情況；方式二時則可以直接接入正電源，因為這時候失壓母線實際上是沒有小電源線路掛網，只是由于裝置的聯切功能動作并且檢查分位的要求，這樣做可以滿足其邏輯同時對運行設備沒有影響。

以上各種方法針對不同的情況而定，如何選取應該根據實際權衡利弊，選擇最合適的方案。

4 結論

備用電源自動投入裝置具有提高電網供電可靠性的作用，其重要地位正日益彰顯，逐漸成為電網中不可或缺的一部分，在現代電力系統中的配置也越來越廣泛。因此，做好備自投的日常運行維護及投產驗收的工作很有必要，確保其能可靠正確動作。

參考文獻：

[1]陳金玉.繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]李火元.電力系統繼電保護與自動裝置（2版）[M].北京：中國電力出版社，2006.

作者簡介：潘浩財（1987-），男，廣東肇慶人，本科，助理工程師，研究方向：繼電保護。