關于備自投的設計與調試方法舉例

摘要：結合實際情況，針對現場應用中遇到的問題，從較為簡單的內橋接線方式時的進線備自投入手，對備自投的設計及調試方法進行了分析及探討。

關鍵詞：備自投 跳閘 閉鎖 可靠性

1 概述

“備自投”是備用電源自動投入裝置和備用設備自動投入裝置的簡稱。“備自投”可以使電網正常運行時的供電能力變強，使重載線路的負荷變小，限制短路電流，提高供電的可靠性和連續性。近些年，電力系統在不斷地進步，備用電源自動投入裝置開始占據更高的地位。但是，因為生產實際中應用的備自投裝置的運行方式和邏輯關系總是違規的，所以盡管安裝了不少的備自投裝置，但是不能正式投入運行。本文主要討論進線備自投設計時需要注意的一些問題，以及改進措施或思路，并且對調試方法進行了舉例分析。

2 內橋接線方式備自投的動作過程分析

2.1 內橋接線方式的進線備投方式

首先對較常見的內橋接線方式的進線備投進行詳細的闡述。如圖1：

當1DL分位，2DL、3DL合位，2#進線處于運行狀態時，1#進線為2#進線備用，稱為進線備投方式。

對于進線備投，當正常運行時，1#進線處于熱備用，2#進線處于運行狀態，3DL合位，此時系統的特點：

①開關量的特點為1DL為分位，2DL、3DL為合位。

②電氣特點為1、2#母線電壓為正常電壓，1、2#進線線路電壓正常，我們把以上電氣量與開關量的狀態稱為允許備投啟動狀態，就是我們常說的充電狀態，稱為狀態一。

取一種最簡單常見的故障，當2#進線對側發生故障，對側開關跳閘（兩側都不投重合閘），本側開關尚未跳開時，稱為狀態二，此時系統的特點：

①開關量特點應為1DL為分位，2DL、3DL為合位。

②電氣量特點應為1、2母線失壓，同時進線2無壓。

那么此時備自投就應該立即啟動，去跳開本側2#進線開關，同時合上1#進線開關恢復正常供電。由于出現狀態2以后備自投即啟動動作，所以把狀態2稱作備投啟動狀態。

2.2 分段備投方式

當3DL分位，1DL、2DL合位，1#、2#進線處于運行狀態時，稱為分段備投方式。

對于分段備投，當正常運行時，1#、2#進線處于運行狀態，3DL分位，此時系統的特點：

①開關量的特點為3DL為分位，1DL、2DL為合位。

②電氣特點為1、2#母線電壓為正常電壓，1、2#進線線路電壓正常，我們把以上電氣量與開關量的狀態稱為允許備投啟動狀態，就是我們常說的充電狀態，稱為狀態一。

取一種最簡單常見的故障，當2#進線對側發生故障，對側開關跳閘（兩側都不投重合閘），本側開關尚未跳開時，稱為狀態二，此時系統的特點：

①開關量特點應為3DL為分位，1DL、2DL為合位。

②電氣量特點應為1母電壓正常、2母電壓消失，同時進線1有壓、進線2無壓。

此時備自投就應該立即啟動，去跳開2#進線開關，同時合上3#分段開關恢復正常供電。由于出現狀態二以后備自投即啟動動作，所以把狀態二稱作備投啟動狀態。

以上即為內橋接線方式下分段備投的一個簡單準備、啟動、動作過程。

3 備自投在實際應用中需要注意的問題

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的實現方式主要有兩種：一是保護跳閘，一是手跳，在使用這兩種方式時要注意各自的注意事項。

①保護跳閘：要注意閉鎖重合閘問題，因為采用保護跳開工作線路開關后，不啟動KKJ，保護裝置可能會以為是開關偷跳，然后會啟動重合閘，這樣已分開的線路開關又連接上了，最終不能達到隔離有問題的工作線路的目的，備自投也會出現異常，所以只能是選擇用另一副跳閘輸出接點去閉鎖該線路保護的重合閘。建議設計按此方法接線，因為有的廠家的備自投只有一副跳閘輸出接點，因此設計人員在審圖時，需要讓廠家多配一付跳閘出口接點。

②手跳：如果選擇這種方式，我們就無需考慮閉鎖重合閘的問題，因為手動跳閘、遙控跳閘的操作回路已經考慮閉鎖重合閘了，而且這種方式不是很復雜，但它的缺點是無法加入“手分閉鎖備自投”的功能。根據備自投的設計原則，在人為手分工作線路開關時，備自投不應該合備用線路開關，這需要通過保護合后繼電器接點接入備自投裝置來實現。所以在進行設計時通常會加入“手分閉鎖備自投”的回路。但如果備自投采用手跳方式時也加入“手分閉鎖備自投”的回路，將會造成備自投通過手跳回路跳開工作線路后，“手分閉鎖備自投”回路又閉鎖備自投，導致無法合備用線路的矛盾邏輯，因此手跳方式的設計不能加入“手分閉鎖備自投”回路，這樣才能保證備自投裝置的正確動作。但是，要想避免人為手分工作線路開關時備自投誤投備用線路，應在備自投的現場運行規程里要求在人工斷開工作線路開關前將備自投退出。

3.2 進線備自投合閘回路的設計問題

進線備自投的合閘回路實現方式也有兩種：一是手合，一是不經手合，備自投合閘的接法是根據保護裝置實際進行選取的。

①在取保護裝置的合后繼電器來實現“手分閉鎖備自投”的功能時，必須將備自投合閘接入手合回路，因為保護裝置的合后繼電器是接在手合回路中的，備自投在收到保護的合后繼電器動作信號才能動作。

②之前的微機保護，廠家設計時忽略了合后繼電器，當在這些保護中應用備自用裝置時，備自投就不能做到“手分閉鎖備自投”。此時，備自投的合閘回路可接在手合，也可以接在不經手，但要注意用電源將備自投裝置的后合繼電器輸入接點短接，不然，備自投裝置就會由于不能滿足條作而閉鎖裝置。

3.3 備自投裝置的閉鎖問題

常規備自投裝置都有實現手動跳閘閉鎖及保護閉鎖功能，其中保護閉鎖功能，分別有母差動作閉鎖，主變后備保護動作閉鎖橋自投，一般來說主變后備保護動作時相應母線及出線的后備，此時如果是出線據動或母線發生故障，備自投不應動作。考慮母線故障的幾率很低，出線可能出現瞬時性故障而據動的情況，為了最大限度地保證負荷的正常供應，主變后備保護不閉鎖備自投。只是在橋接線方式時采用主變差動閉鎖備自投。

如上圖中，在內橋接線方式時，A點發生故障，此時故障在2#主變的差動保護范圍內，差動保護動作跳開2#變高低壓側斷路器，同時備自投不應合3DL，因此內橋接線方式下的分段備投應采用主變差動閉鎖備自投。

3.4 備自投裝置開關位置的接入接點

不少的備自投裝置只要取開關位置的一個常閉接點就可以了。在設計圖紙時，可通過開關機構箱的開關常閉接點和保護裝置的TWJ接點來取得。設計人員為了更方便進行施工，通常會取保護裝置的TWJ繼電器接點，由于我們通常會將保護裝置與備自投裝置放在一起，都放到繼保室里，施工接線時電纜不會太長，而且方便施工，相比取安裝在開關場的開關機構箱，這樣做能夠使施工工作量減少很多，所以我們選擇的是TWJ繼電器接點。還有，多數備自投裝置廠家圖紙在開關量輸入端都標取進線TWJ接點，這也會誤導設計人員取TWJ接點。但是在實際應用中我們發現備自投在取用開關位置接點時，必須要結合重合閘來選取采用的接點位置。

4 試驗方法舉例分析

110kV南武變電站備自投

主接線方式：內橋接線

保護型號：DSA2361

157為進線一，158為進線二

進線備投：

充電條件（邏輯“與”）：

①進線一備自投投入。②1DL分位。③2DL合位。④3DL合位。⑤I母有壓。⑥II母有壓。⑦進線一有壓。

放電條件（邏輯“或”）：

①進線一備自投退出。②1DL合位。③2DL分位。④3DL分位。⑤進線一無壓。

備自投啟動條件（邏輯“與”）：

①I母有壓。②II母無壓。③進線二無流。④進線一有壓。⑤2DL合位。

注：在做試驗時，為了判斷開關變位與電壓升降對備自投的影響，將備投動作延時增加到最長的10秒，發現備投啟動后，開關變位不會放電，但是電壓恢復正常卻會瞬時放電。

以上試驗項目通過模擬內橋接線方式時，主變或線路發生的故障，分析了電氣量以及開關量的不同變化對備自投動作情況的影響，檢驗了備自投設計以及二次接線的正確性。

5 結束語

近年來，呂梁電網110kV變電站備自投裝置針對以上問題在設計及安裝上進行了大量改進，結合投入運行后的實際動作結果來看，備自投均能正確動作，切實提高了供電可靠性，并減輕了運行人員的勞動強度，大大提高了生產效率。

參考文獻：

[1]賀家李，宋從矩.《電力系統繼電保護原理》.

[2]《RCS-9000備用電源自投保護測控裝置技術使用說明書》.

[3]《DSA2361備用電源自投保護測控裝置技術使用說明書》.

[4]《變電站備用電源自投裝置的技術原則》.

[5]《國家電網公司繼電保護培訓教材》.