進線備自投二次設計缺陷的改進措施研究

蔡思賢

（廣州番電電力建設集團有限公司，廣東 廣州 511400）

當前，面對改革升級，電力系統電網裝置隨之改革升級，備自投裝置在電網中的位置越來越重要。為將備自投裝置與電力實際生產相結合，需對備自投裝置進行改進。

1 備自投裝置概述

備自投裝置指的是備用電源自動投入裝置的統稱。將該裝置應用到電網，能夠確保電網的正常、穩定運行，促進電網提高供電能力，減小重載線路承擔的負荷，限制短路電流，為供電的可靠性、連續性提供有力保障。因此，備自投裝置對于升級后的電網具有十分重要的作用。

備自投裝置在電網中的運用具有十分顯著的優點，具體如下。

1.1 條件限制嚴格，具有可靠性

在電力傳輸過程中，當條件全部滿足后才能進行傳輸。當電壓達不到要求時，備自投裝置會自動閉鎖，停止運行程序，以確保電力系統運行的流暢性和可靠性[1]。

1.2 自動調節時間

備自投裝置進線時，若備用線檢測到電壓，則開關啟動，備自投裝置啟動。但是，在此過程中若出現“失電”現象，那么備自投裝置將返回上一層形成延時，待滿足時限要求后會成功供電。

1.3 重合閘現象出現較少

備自投裝置工作分為三個階段，包括充電過程、備自投啟動過程和備自投閉鎖過程。備自投過程在啟動時若沒有失壓、無流的狀態，則備自投裝置在檢測到電壓時會進行閉鎖；備自投裝置在閉鎖時若處于合位狀態，則進線閘口跳開，自動返回出口[2]。

備自投裝置具有明確的優點，也具有設計與功能上的缺陷。因此，針對缺陷對其進行改進十分重要。首先，備自投自啟裝置具有一定的缺陷。當出現輕負荷下三相斷線的情況時，沒有電壓與電流，備自投裝置也會自啟。其次，進線時若沒有電流，會出現失壓現象，此時備自投裝置會出現自我保護現象，導致出現過流現象，影響電力系統的穩定性[3]。

2 備自投裝置設計

在對備自投裝置進行二次設計時，可以采用線路接線的方式。如圖1所示，當進線1為備用線路、進線2為運行線路時，備自投線路正常工作的條件為：正常運行時，2DL、3DL處于合閘位置，1DL處于分閘位置，兩段母線均有電壓，備自投投入開關處于投入位置；當母線無電壓、進線1有電壓、進線2沒有電流時，備自投啟動；工作時，1DL處于分閘位置；當2DL同時處于分閘位置時，則在經過延時滿足時限要求后合上1DL；當2DL處于合閘位置時，則在經過延時滿足時限要求后跳開2DL，確認跳開閘后合上1DL；備自投裝置停止工作，備自投一次動作完成。當1DL與2DL同時處于合閘位置時，備自投閉鎖輸入信號，備自投開關關閉，完成動作，退出[4]。

圖1 備自投的線路連接

此外，在備自投裝置中，內橋接線方式應用也十分普遍。圖2為內橋連接示意圖。

圖2 備自投的內橋開關連接

如圖2所示，內橋開關備自投線路正常工作的條件為：正常運行時，1DL、2DL處于合閘位置，3DL（橋斷路器）處于分閘位置，兩段母線均有電壓，備自投投入開關處于投入位置。若啟動條件為進線1有電壓、進線2沒有電流時，備自投啟動。當2DL處于分閘位置時，在經過延時滿足時限要求后合上3DL；當2DL處于合閘位置時，在經過延時滿足時限要求后跳開2DL，確認跳開閘后合上3DL；備自投裝置停止作業，完成一次動作。當3DL處于合閘位置時，備自投裝置接受“閉鎖”信號，備自投開關關閉，完成動作，退出[4]。

3 備自投裝置設計缺陷及其改進措施

明確備自投裝置的設計及其工作方式后，將從其設計本身出發，對備自投裝置的設計缺陷進行歸納總結，并提出相應的改進措施。

3.1 進線備自投跳閘回路的設計問題

進線備自投的跳閘回路有手跳和保護跳閘兩種實現方式。

手跳，即手動跳閘。采用該方式時，遙控跳閘的操作回路已經考慮閉鎖重合閘，因此無需考慮閉鎖重合閘問題。但是，該設計不能加入“手分閉鎖備自投”功能。結合備自投設計的基本原則，“手分閉鎖備自投”功能的實現應當利用保護合后繼電器接點接入備自投裝置的方法進行。此過程中需注意，設計過程中可以考慮將“手分閉鎖備自投”設計進回路。然而，若備自投設計中加入該功能，會導致備自投利用手跳回路跳開工作線路，而“手分閉鎖備自投”回路又閉鎖備自投，進而導致與備用線路相矛盾的邏輯產生。所以，設計中要體現在人工斷開工作線路開關前將備自投退出[5]。

保護跳閘。采用該方式，應當注意閉鎖重合閘問題。在采用保護跳開工作線路開關后，不啟動KKJ保護裝置時重合閘會啟動，導致備自投裝置產生異常。這種狀況下，盡可以通過另一副跳閘輸出接點將此線路重合閘閉鎖起來。設計過程中，可以根據這種方法進行接線。需說明的是，備自投裝置至少要設計兩副跳閘輸出接點。

3.2 備自投裝置開關位置的接入接點

一般在開關位置，備自投裝置會選擇一個常閉的接點。設計過程中，這一閉接點能夠利用保護裝置TWJ接點與開關機構箱的開關常閉接點來獲取。為了設計更加簡便，通常把TWJ繼電器接點設為常閉接點，這種設計在實際工作與施工中具有明顯的便利性。基于此，設計備自投的過程中，對開關位置接點的選擇需要根據重合閘來確定[6]。

3.3 進線備自投合閘回路的設計問題

實現進線備自投合閘有手合和不經手合兩種方式，需結合保護設施、裝置的實際情況選擇相應的接法。手分閉鎖備自投功能通過保護裝置合后繼電器實現，一定要把備自投合閘與手合回路連接。因為合后繼電器主要是接入手合回路，所以在接收合后繼電器動作信號后，備自投才可以動作。但是，設計過程中可能會將合后繼電器忽略，所以將備自投裝置應用到保護裝置時，備自投不能實現“手分閉鎖備自投”。這種情況下，可以將合閘回路接在不經手合、手合兩處。然而，需要特別注意，需要通過電源把備自投裝置的后合繼電器輸入接點短接，否則備自投裝置可能會因為不能滿足條件將裝置閉鎖[7]。

4 結 論

本文對進線備自投的設計特性進行簡要分析。結合電力系統的實際情況，從內橋接線方式的進線備自投入手，針對實際問題，對備自投的設計和調試方法進行分析及探討，提出改進備自投設計的參考性建議。實際應用中，可根據具體需求和實際情況，對進線備自投裝置進行適當改進，以確保電力系統的穩定與供電線路的安全，提高生產效率，滿足生產生活對電力的需求。

參考文獻：

[1] 黃建中.進線備自投二次設計缺陷的改進[J].農村電氣化，2016，（9）：57-59.

[2] 劉 沛.某變電站220kV進線備自投邏輯缺陷分析及改進分析[J].華東科技（學術版），2017，（6）：260-260.

[3] 李海艦.從實際應用中探討備自投的設計和改進[J].通訊世界，2014，（21）：164-166.

[4] 黃滇生，許永軍.對穩定控制平臺的切負荷執行站與備自投功能一體化設計研究[J].自動化與儀器儀表，2015，（12）：20-21.

[5] 馬晶晶，曹 磊，尹 宏，等.含分布式電源的110kV變電站備自投二次回路的改造設計[J].河北電力技術，2016，35（4）：47-50.

[6] 馮明江.110kV自動化變電站的電氣二次設計[J].華東科技（學術版），2017，（8）：265-265.

[7] 黃行飛.110kV變電站分布式電源備自投二次回路改造[J].電工技術，2017，（3）：10-11.