基于數(shù)字式備用電源自投構(gòu)架下的設(shè)計(jì)實(shí)踐

過(guò)羽豐

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，備用電源自投裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它是保證供電電源安全、可靠和不間斷供電的重要手段之一，有著極其重要的作用。目前，數(shù)字式備用電源自投裝置的應(yīng)用面不斷拓展，必須保障裝置的可靠性、優(yōu)越性，同時(shí)方便管理維護(hù)，才能更好地發(fā)揮其特點(diǎn)，促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字式；備用電源自投；整體設(shè)計(jì)；自動(dòng)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0008-02

隨著電力事業(yè)的發(fā)展和用電需求的不斷增加，用戶對(duì)電力企業(yè)供電可靠性的要求也越來(lái)越高，電力企業(yè)為了保證持續(xù)供電，增加供電的可靠性，減少用戶的經(jīng)濟(jì)損失，便采取了備用電源自投裝置對(duì)供電進(jìn)行管理和控制。

1 數(shù)字式備用電源自投產(chǎn)生的背景

傳統(tǒng)的備用電源自投裝置是電磁型的，主要由若干繼電器組成，且根據(jù)不同設(shè)備的運(yùn)行方式設(shè)計(jì)不同的備用自投回路。在這種情況下，不易改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行方式，而且回路設(shè)計(jì)比較困難，繼電器容易損壞，無(wú)法完全保障供電的可靠性。因此，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，由微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的備用電源自投裝置應(yīng)運(yùn)而生，它可以根據(jù)輸入裝置的電壓、電流來(lái)自動(dòng)判斷系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行模式，并根據(jù)供電情況對(duì)設(shè)備的運(yùn)行模式作出適當(dāng)調(diào)整。因?yàn)槠湫阅軆?yōu)良、可靠性高、靈活性強(qiáng)、管理維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，所以得到了眾多用戶的青睞，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。

2 備用電源自投的技術(shù)設(shè)計(jì)要求

備用電源自投的技術(shù)設(shè)計(jì)要求具體分以下幾個(gè)方面：①備用電源自投裝置應(yīng)反映工作母線的失電狀態(tài)，這樣才能保證備用電源自投裝置連續(xù)不間斷工作，保證供電的連續(xù)性；②備用電源無(wú)電壓時(shí)，備用電源自投裝置不應(yīng)動(dòng)作；③備用電源自投裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)縮短至最小，以盡量縮短負(fù)荷的停電時(shí)間；④備用電源自投裝置應(yīng)設(shè)有延時(shí)，該時(shí)限應(yīng)大于最長(zhǎng)的故障修復(fù)時(shí)間；⑤備用電源自投裝置也應(yīng)設(shè)加速動(dòng)作接點(diǎn)開(kāi)入回路，這樣才能使備用電源快速投入工作；⑥工作電源關(guān)閉時(shí)，備用電源自投裝置應(yīng)立即停止工作。

備用電源自投裝置必須滿足上述要求，才能保證其正常工作，防止在工作中出現(xiàn)故障，而不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

3 備用電源自投的設(shè)計(jì)類(lèi)型

備用電源自投裝置可根據(jù)設(shè)備不同的運(yùn)行方式采用不同的電氣量和開(kāi)關(guān)量，并按照不同的邏輯形式進(jìn)行組合，這樣才能不斷拓展備用電源自投裝置的功能和使用范圍。

3.1 進(jìn)線備用電源自投裝置

進(jìn)線備用電源自投裝置如圖1所示。

在這種設(shè)計(jì)模式下的工作狀態(tài)是：I、II、III主變分列運(yùn)行供四段母線，1DL～4DL均在使用狀態(tài)，5DL和6DL在分離狀態(tài)。I主變失去電流和電壓，1DL無(wú)電流，開(kāi)啟備投動(dòng)作。當(dāng)1DL和5DL使用時(shí)，3DL斷開(kāi)，6DL閉合；II主變失去電流和電壓，準(zhǔn)備開(kāi)啟備投動(dòng)作，使2DL和3DL斷開(kāi)，5DL和6DL閉合。II、III主變過(guò)程同上。

4 備用電源自投裝置的閉鎖設(shè)計(jì)

4.1 電壓閉鎖

備用電源自投起動(dòng)的條件是主電源母線無(wú)電壓和備用電源線路有電壓。當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)，母線電壓會(huì)變成備用電源的電壓，如果母線無(wú)壓的定值偏小，就會(huì)導(dǎo)致備用電源自投裝置無(wú)法啟動(dòng)，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高檢母線無(wú)壓定值，保證備用電源自投裝置能夠正常工作。

4.2 電流閉鎖

當(dāng)主電源母線處于無(wú)電壓狀態(tài)時(shí)，如果遇上回路空氣開(kāi)關(guān)誤分或短路跳開(kāi)的情況，就容易造成備用電源自投裝置誤動(dòng)。本裝置最好選擇三相電流，這樣能保證備用電源自投裝置的安全性，負(fù)荷電流不應(yīng)過(guò)大，防止在輕負(fù)荷情況下電流閉鎖無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

4.3 保護(hù)閉鎖

當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)使備用電源自投裝置自動(dòng)閉鎖，防止再往發(fā)生故障的位置送電，進(jìn)一步加劇設(shè)備損壞，這樣不僅會(huì)給電力企業(yè)帶來(lái)?yè)p失，還會(huì)影響人們正常的生產(chǎn)和生活。當(dāng)在高壓側(cè)采用內(nèi)橋方式進(jìn)行接線時(shí)，其內(nèi)部故障時(shí)應(yīng)閉鎖內(nèi)橋備用電源自投裝置。對(duì)于進(jìn)線備用電源自投裝置，均要設(shè)置電流保護(hù)裝置，這樣才能保證備用電源自投裝置在發(fā)生供電事故時(shí)，能夠及時(shí)對(duì)供電裝置進(jìn)行保護(hù)，避免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

4.4 開(kāi)關(guān)量閉鎖

備用電源自投裝置可以根據(jù)不同的開(kāi)關(guān)量設(shè)置不同的閉鎖程序。線路備投時(shí)，主電源開(kāi)關(guān)在合位，各電源開(kāi)關(guān)在分位；橋、母聯(lián)自投時(shí)，主、備電源開(kāi)關(guān)在合位，橋、母聯(lián)開(kāi)關(guān)在分位；主變備投時(shí)，主電源主、變各側(cè)開(kāi)關(guān)在合位、備電源主、變各側(cè)開(kāi)關(guān)在分位。在這種情況下，當(dāng)所有條件滿足時(shí)就能啟動(dòng)閉鎖程序，保護(hù)供電裝置。

5 備用電源自投裝置的功能擴(kuò)展

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，備用電源自投裝置已不僅僅局限于關(guān)閉主電源開(kāi)關(guān)、開(kāi)啟備用電源這一簡(jiǎn)單過(guò)程，在實(shí)際工作中它還具備以下功能。

5.1 充電保護(hù)

當(dāng)備用電源自投裝置設(shè)有母線充電保護(hù)功能時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的過(guò)流、速斷保護(hù)，當(dāng)母線充電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)保護(hù)。

5.2 過(guò)流閉鎖

當(dāng)流進(jìn)主電源開(kāi)關(guān)的電流超過(guò)規(guī)定限度時(shí)，備用電源自投裝置會(huì)啟動(dòng)過(guò)流閉鎖程序，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主電源的保護(hù)，避免造成系統(tǒng)設(shè)備再次受到短路電流的沖擊。

5.3 偷跳備投

當(dāng)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作跳主電源開(kāi)關(guān)這一工作時(shí)，啟動(dòng)備用電源自投裝置的閉鎖功能，對(duì)主電源加以保護(hù)，防止主電源在這一過(guò)程中出現(xiàn)故障。

5.4 旁路代線路時(shí)的備自投

數(shù)字式備用電源自投裝置帶有可編程的輸入接口和輸出接點(diǎn)，用戶可以根據(jù)自身的要求靈活制訂相應(yīng)的編程邏輯，使備用電源自投裝置的各種動(dòng)作能夠滿足電力企業(yè)的實(shí)際供電需要。而在這一過(guò)程中要充分考慮備用繼電器和接點(diǎn)輸入、輸出的實(shí)際工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)旁路代線路備自投功能。

5.5 主電源常供方式的備自投

通常情況下，用戶選擇備用電源自投裝置的常規(guī)設(shè)計(jì)方案多為一主一備的方式，這樣當(dāng)主工作電源消失時(shí)，備用電源就會(huì)自動(dòng)投入使用，保證供電的正常進(jìn)行。而對(duì)于傳統(tǒng)的備用電源自投裝置來(lái)說(shuō)，當(dāng)工作電源恢復(fù)正常后，不能實(shí)現(xiàn)工作電源的自動(dòng)投入。但是在現(xiàn)階段，大部分用戶由于主電源與備用電源之間存在的電價(jià)差，而需要主電源恢復(fù)正常后，自動(dòng)斷開(kāi)備用電源的功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字式備用電源自投裝置的技術(shù)水平還將進(jìn)一步提升，它的應(yīng)用范圍也會(huì)越來(lái)越廣。與傳統(tǒng)電磁型備用電源自投裝置相比，數(shù)字式備用電源自投裝置具有無(wú)法被超越的優(yōu)越性。為了滿足更多用戶要求，保證數(shù)字式備用電源自投裝置可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，還要對(duì)其軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、升級(jí)，不斷提升其性能。

參考文獻(xiàn)

[1]顧曹新.備用電源自投裝置可靠性設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技信息，2005（15）.

[2]劉華毅，何霖.淺析備用電源自投裝置應(yīng)用中應(yīng)注意的特殊問(wèn)題[J].科技風(fēng)，2009（19）.

[3]吳繼兵.變電站新型備自投裝置的研制[D].保定：華北電力大學(xué)，2013.

[4]汪湲，齊大勇，沈倩.備用電源自投裝置在變電站的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2005（01）.

[5]紀(jì)靜.備用電源自動(dòng)投入時(shí)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程分析與控制策略研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： With the development of science and technology， applied standby power source device in the power system more widely， it is to ensure that the power supply is safe， reliable and an important means of uninterrupted power supply， and has an extremely important role. Currently， digital standby power applications face automatic switch device continues to expand， the need to safeguard the reliability of the device， superiority， and easy management and maintenance， in order to better play its characteristics， promote the development of electric power companies.

Key words： digital； backup power switchover； overall design； automation

通常情況下，用戶選擇備用電源自投裝置的常規(guī)設(shè)計(jì)方案多為一主一備的方式，這樣當(dāng)主工作電源消失時(shí)，備用電源就會(huì)自動(dòng)投入使用，保證供電的正常進(jìn)行。而對(duì)于傳統(tǒng)的備用電源自投裝置來(lái)說(shuō)，當(dāng)工作電源恢復(fù)正常后，不能實(shí)現(xiàn)工作電源的自動(dòng)投入。但是在現(xiàn)階段，大部分用戶由于主電源與備用電源之間存在的電價(jià)差，而需要主電源恢復(fù)正常后，自動(dòng)斷開(kāi)備用電源的功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字式備用電源自投裝置的技術(shù)水平還將進(jìn)一步提升，它的應(yīng)用范圍也會(huì)越來(lái)越廣。與傳統(tǒng)電磁型備用電源自投裝置相比，數(shù)字式備用電源自投裝置具有無(wú)法被超越的優(yōu)越性。為了滿足更多用戶要求，保證數(shù)字式備用電源自投裝置可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，還要對(duì)其軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、升級(jí)，不斷提升其性能。

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[5]紀(jì)靜.備用電源自動(dòng)投入時(shí)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程分析與控制策略研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： With the development of science and technology， applied standby power source device in the power system more widely， it is to ensure that the power supply is safe， reliable and an important means of uninterrupted power supply， and has an extremely important role. Currently， digital standby power applications face automatic switch device continues to expand， the need to safeguard the reliability of the device， superiority， and easy management and maintenance， in order to better play its characteristics， promote the development of electric power companies.

Key words： digital； backup power switchover； overall design； automation

通常情況下，用戶選擇備用電源自投裝置的常規(guī)設(shè)計(jì)方案多為一主一備的方式，這樣當(dāng)主工作電源消失時(shí)，備用電源就會(huì)自動(dòng)投入使用，保證供電的正常進(jìn)行。而對(duì)于傳統(tǒng)的備用電源自投裝置來(lái)說(shuō)，當(dāng)工作電源恢復(fù)正常后，不能實(shí)現(xiàn)工作電源的自動(dòng)投入。但是在現(xiàn)階段，大部分用戶由于主電源與備用電源之間存在的電價(jià)差，而需要主電源恢復(fù)正常后，自動(dòng)斷開(kāi)備用電源的功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字式備用電源自投裝置的技術(shù)水平還將進(jìn)一步提升，它的應(yīng)用范圍也會(huì)越來(lái)越廣。與傳統(tǒng)電磁型備用電源自投裝置相比，數(shù)字式備用電源自投裝置具有無(wú)法被超越的優(yōu)越性。為了滿足更多用戶要求，保證數(shù)字式備用電源自投裝置可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，還要對(duì)其軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、升級(jí)，不斷提升其性能。

參考文獻(xiàn)

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[5]紀(jì)靜.備用電源自動(dòng)投入時(shí)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程分析與控制策略研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： With the development of science and technology， applied standby power source device in the power system more widely， it is to ensure that the power supply is safe， reliable and an important means of uninterrupted power supply， and has an extremely important role. Currently， digital standby power applications face automatic switch device continues to expand， the need to safeguard the reliability of the device， superiority， and easy management and maintenance， in order to better play its characteristics， promote the development of electric power companies.

Key words： digital； backup power switchover； overall design； automation