簡述數字化變電站中智能備自投的應用

摘要：數字化變電站在當前的社會環境中獲得了良好的發展，在變電站當中傳統自動化變電站逐漸轉變為智能化、數字化。對于數字化變電站而言，傳統備自投設備已經無法符合當前的狀態，應當及時進行更新。文章對數字化變電站中智能備自投的應用進行了探討。

關鍵詞：數字化；變電站；智能備自投；自動控制系統；繼電保護系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2016）29-0052-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.022

智能備自投的設定能夠初步完成自動控制、穩定持續供電、無人看管并且能夠遠程進行操控。對于用電高峰期而言，我國在電力方面嚴重不足，所以無法只通過電網進行供電，還需要投入備自投裝置，以便能夠在電量不足的狀態下具有穩定的電量可以使用。

1 備自投裝置的構造

備自投裝置為微機線路自備保護設備，通過自動控制系統與繼電保護系統相融合的技術完成持續供電。備自投裝置的主要部件是單片機，其中的構造包含了繼電器、中央處理器、人機對話界面以及電源，這一裝置對外界影響具備了較強的抵御能力，在運用的過程中，操作簡便穩定。

備自投裝置的主要部件是單片機或PLC系統，通常運用Visual C++或Visual C語言通過核心程序乃至控制程序進行編制，依照變電站運轉當中的備自投邏輯對程序進行編制，可以及時達成備自投的使用，以免由于人工操控出現失誤。通過PLC系統進行編程，能夠有利于各種變電站完成符合本身電站特征的操作方法，可以將此裝置的功能進行擴充。

1.1 進線備自投的構造

變電站進線備自投裝備的配置通過過程保護、測控裝置、通用接口系統、底層交換機、主交換機等設施。電站透過電子式電流電壓互感器系統，也稱為ECVT，采集線路內電流電壓數據，GIS系統把控制系統開關量傳輸至保護裝置進行操控。

1.2 進線備自投運轉方式

進線備自投系統當中，保護裝置和控制系統相互間信息流的傳輸經由所有交換機打造的網絡體系給予完成，所使用的協議是TCP/IP。合并器具有把所有線路電壓、母線電壓、電流合并，在這一過程中通過IEC61850-9-2協議，進行采樣值的傳輸，之后經過FT串行協議把信息流通過網絡系統傳輸到所有保護裝置，完成信息的采集過程。進線1和2的保護裝置都配備了備自投，再經過GOOSE信號互換兩者接收到的開關量，依照單片機程序內的邏輯順序進行運轉，完成備自投的投運工作（如圖1所示）。

2 備自投裝置的工作原理

備自投裝置對于變電站而言十分關鍵，其作為電網供電穩定的保障，在電網中具有不可或缺的位置。

對于內橋接線的110kV變電站而言，備自投在工作的形式上會由于電網運轉方式的差異而有所區別，其主要存在四類工作形式，而其中兩類是進線備自投形式，其他兩類為分段備自投形式。110kV變電站中內橋在接線的方法如圖2所示：

2.1 進線備自投工作方法的工作原理

對于線路備自投方法而言，指的是對于典型內橋接線110kV變電站內，在變電站其中一個進線是主供，另一個進線是電源備用時，對于母聯電源的運轉而言，備自投的工作形式則采用線路備自投的形式。

在110kV變電站內的兩段母線三相均具備電壓，而其中的一個進線開關在和母聯電源開關在合位的狀態下，當出現檢定線路有壓時，電源的開關合位線則會出現電壓。此時在未閉鎖量開入時，通過線路備自投成為工作方式的備自投裝置，則會自動完成充電。

進線備自投的工作過程為：在電網內的工作電源產生問題或由于受到其他因素的作用而令供電停止時，兩段母線電壓則會消失。這時備自投裝置會自動啟用，以此加長線路的供電時間，以便能夠令T1可以跳開主供電源的開關——1DL（2DL），之后當確定主供電源開關已經跳開，再把備用電源的開關——3DL閉合。延長電網的供電時間是因為需要令主供電源可以通過重合閘自行恢復，以便保障備用電源不會合閘，從而制止了電網問題的產生。

2.2 母聯備自投工作方法的工作原理

母聯備自投的方式是在典型內橋接線110kV的變電站內，在變電站兩段母線通過兩條進線——1DL、2DL分別進行供電的狀態下，母聯中的3DL熱備則隨之運轉，這時，備自投裝置的工作形式則為母聯備自投的形式。

對于110kV變電站內兩段母線三相均具備電壓時，在兩條進線1DL、2DL均合位，母聯3DL處在未徹底閉鎖量開入時，通過母聯備自投的工作方法一樣也可以自動進行充電。

母聯備自投的工作過程是在兩條工作電源進線內的一條產生問題或由于其他因素所影響而停止供電的狀態下，通過已經停止供電的進線給予供電的母聯電壓會隨之消失。這時備自投裝備會進行供電，以便延長線路的供電時間，以此令T1具備充分的時間跳開故障線路中的主供電源開關，之后再合并母聯中的備用電源開關，如此則不會令不具備電壓的母聯段出現負荷供電的狀況。

由此可見，整套動作的邏輯完成必須具備交流電流的電壓量、開關位置乃至備自投裝置的閉鎖量，而在傳統變電站中，這些必備量的采集均需經由聯接二次電纜才可完成，并且裝置的跳閘以及合閘開出回路也需透過電纜連到保護屏中。

3 智能備自投具備的優勢

智能化備自投的方式具有較多的優勢，如表1所示。

不僅如此，由于其處在發展的初級階段，因此還具備眾多性能與優勢等待我們不斷探尋。

4 備自投運轉的注意方面

首先，備自投裝置在運轉當中，不可斷開備自投裝置的二次電壓開關；其次，備自投裝置的運轉，需要打開電量裝置的充電燈，如果充電燈不亮，則需及時對備自投充電的狀況、充電條件進行檢查，還需要對控制面板內的所有模擬量值進行檢查，查看開入量是否處在正常的范疇中。如果遇到無法解決的緊急狀況，則需向上級主管部門盡快報告，以免由于時間的拖延而形成無法挽回的損失；再次，二次電壓回路進行工作時，需要具備謹防二次電壓消失的對策，如果確定不能避免二次電壓的消失，則需盡快進行匯報，正確退出備自投，確保設備不會被損壞；最后，備自投裝置應當先從出口壓板中退出，再從功能壓板中退出，打開備自投裝置的二次電壓開關。如果需要進行投運，則需反順序操作即可。

5 結語

總而言之，智能化備自投裝置的工作原理大致與傳統備自投裝置的工作原理相同，可是其相應工作量的采集方法卻具有較大的差異。對于傳統裝置通過二次電纜聯接進行傳輸信息和采集工作量而言，通過光纖的數字化方式進行操控，具有更為良好的抗干擾能力，二次回路故障的產生也獲得了有效的預防。通過網絡對智能化備自投裝置的位置點、線路中的電壓、電流進行采集。并且源于IEC61850標準的GOOSE網所控制的智能化備自投裝置，屬于初級發展階段，在運轉、檢修、校驗等方面還需要我們不斷進行探尋和分析，使其可以更為完善，以便使智能化備自投裝置在數字化變電站中獲得良好的應用。

參考文獻

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作者簡介：鐘恢平，男，江西南康人，供職于江西省送變電建設公司，研究方向：智能化電網建設。

（責任編輯：蔣建華）