論備用電源自動投入裝置的優化與檢測

方俊 周少寧

【摘要】隨著現代生活對電網可持續性依賴，備用電源自動投入裝置逐步在電力系統包括發電廠、變電站以及重要用戶供電中得到廣泛的應用，其作為發展智能電網不可或缺的重要部分，對于保障電力系統的穩定性與經濟性發揮重要的作用。備用電源自動投入裝置的主要作用在于當工作電源因故障被斷開之后，備用電源能夠自動地投入工作，保障電力的工作，維持用戶持續用電狀態。然而備用電源自動投入裝置基于軟件設計以及原理設計等原因，在一些特殊情況下，不能正確作出反應，對電源電路以及設備造成嚴重的損害。因此對于該裝置進行優化處理，可以有效解決裝置的缺陷，對于實際操作問題及時進行定期檢測與預防，避免造成重大經濟損失。

【關鍵詞】備自投；工作電源；檢測

一、備用電源自動投入裝置簡介

（一）工作原理

備用電源自動投入裝置（簡稱備自投裝置）的設計原理是供電系統發生故障之時或者電力系統因其他因素引起工作電源被斷開，備自投裝置開始啟動程序，能夠及時自動投入供電工作中，保障需供電一方能夠迅速恢復到正常供電狀態。備自投裝置作為一種智能化的自動控制裝置，其對于保障電源供電的穩定性和持續有效性發揮著重要的作用。

備自投裝置主要可以分為變壓器備自投、分段備自投、橋備投、母聯背投和線路備投多種形式。但是不同形式的備自投裝置工作原理相近似，即主電源發生故障突然斷電時，經過短暫的延時，備用電源不需要經過工作人員的操作，自動投入供電工作中，以減少對發電站、變電站以及重要設備的正常供電影響。一般的備自投裝置工作通過裝置內部硬件設備、軟件控制系統等形成“與”邏輯電路進行整體操作來實現，在條件滿足邏輯關系后，對裝置進行充電、延時等待動作后，自動實現投入裝置動作。

（二）工作原則

第一，備自投裝置使用前提，保證主工作電源已經被切斷后才能投入工作，因此，備自投裝置一般在啟動后先跳主供電源斷路器，避免出現備用電源投入工作時處于電路故障點。第二，備自投裝置在使用時需要綜合考量周圍電源分布情形，以防出現電網不同期并列使用的事件發生，因此，備自投裝置在備用電源電路閉合之前，先切除發電機的并網開關，保障裝置使用時電路的安全性。第三，備自投裝置應當具備閉鎖備自投的邏輯功能，變壓器作出保護動作以后，輸出一端開關可以閉鎖備自投裝置，以避免備用電源投到障礙元件上，發生嚴重事故。第四，備用電源自投工作并切斷主電源斷路器時，必須設置一定的延時時限。在主工作電源因故障造成電壓下降的情形時，需要經過一定的延時，因此到達備自投裝置的時間應當大于外部設備電路被切除的時間，避免因工作電源故障造成的母線電壓下降，影響備自投裝置正常工作。第五，備自投裝置自身具備的邏輯功能幫助實現工作電源被切斷后的繼續供電狀態，并且該裝置只能允許操作一次，有且僅有在完全充電成功以后才能正常工作，在備自投設置充電完成以后，符合放電條件，裝置即投入使用進行放電。

二、備自投裝置的實際操作的優化

備自投裝置主要被用于110KV變電所投入使用環節，如果變電所沒有安裝母線差動保護，造成備自投裝置在實際運行環節中，對工作電源失電是由于線路故障還是電源母線障礙不能準確判定。若由于母線以及相連接的設備故障造成母線斷電時，備自投裝置則會自動啟動工作投入使用，對于已經產生故障的母線產生二次損害，造成故障范圍的再次擴大，嚴重的可能引起變電所整體停電以及主要電路嚴重受損的局面。據此，為避免造成更為嚴重的經濟損失，我們需要對備自投裝置進行優化處理，根據目前的研究方法，可以在備自投裝置中增加一段程序，以判定母線失電前主電源端電流是否存在突增量，電流值是否超出最大的負荷值，進而判斷失電故障屬于線路故障或是母線故障，提高備自投裝置供電的可靠穩定性。

另外一方面，作為保障電網電路安全運行的防線之一，遠切裝置同樣也在電網的發展中得到了廣泛的使用，該裝置正常工作負責及時切除部分負荷，保證電網出現超額定運行或者電壓崩潰的狀況。在配備遠切裝置的變電站一般設有備自投裝置，并且備用電源來自于同一個220V的變電站或者供電線路，因而常出現遠切裝置難以有效發揮作用，以保障電網電路和備自投裝置正常工作。因此，對于備自投裝置功能的優化方案可以借用通信手段，在遠切裝置和備自投裝置中實現通信連接。在遠切裝置完成動作之后，發出信號傳送至備自投裝置，作為閉鎖前提條件，保證備自投裝置可以正確退出，從而提高電網運行安全與供電的穩定。

三、備自投裝置的檢測與維護

實際操作中，存在一些因廠家調試誤接導致備自投裝置拒動，更改設計不當造成備自投誤動以及維護不當時導致閉鎖拒動等故障，影響備自投裝置性能與工作。因此需要作出預防措施，維護備自投裝置的性能與工作安全。首先，備自投裝置在初次投入安裝使用之前，必須完成裝置的調試和整組調試，也必須對安裝單位的調試方案進行嚴格審核，實現裝置調試的正常運行，運行單位也需要對備自投裝置進行嚴格驗收，對整組調試工作的全程參與和把關。其次，運行單位對備自投設備需要進行日常的維護，注意裝置的充電條件是否處于狀態，運行過程中也不能隨意操作，必須按照指定的操作程序作出程序命令。最后，需要對備自投裝置進行定期檢測，同時，投入使用的備自投裝置以及后期定期檢驗，必須符合繼電保護技術監督的相關法律法規要求。

隨著電力市場運營的不斷拓展，電網結構以及設備的運行方式也逐步發生改變，備自投裝置的安全保護、自動化程序和邏輯軟件程序之間的聯系需要作出不斷的調整和配合，定期與生產廠進行技術溝通，對設置中的實際問題進行需要提前做好準備方案，采取相應的安全措施，避免發生設備運行的誤動事故。在定期檢測與優化處理的前提下，切實保障裝置動作的可靠性與正確性，確保備自投裝置能夠及時投入工作，正確動作，實現供電的持續穩定。

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