大功率發射電臺10 kV變電站微機備自投裝置的應用

林亮

（國家廣播電視總局東南廣播電視維護中心，福建 福州 350007）

大功率發射電臺擔負著廣播電視節目安全傳輸和發射的任務。為保障廣播電視節目的安全傳輸和發射，各發射電臺的變電站均采用雙回路供電模式，即主、備用兩路電源同時運行，兩路電源之間互為備用。但近年來，廣播電視傳輸停播事故屢有發生，其中，一部分停播事故與工作電源意外中斷無法迅速切換恢復供電有關。早期，一些發射電臺的變電站內沒有安裝微機備自投裝置，當一路工作電源發生故障時，值班人員接到報警后要人工進行倒閘操作，再完成倒閘操作恢復正常供電，這期間要經過數分鐘到數十分鐘，如此長的時間嚴重影響了安全傳輸發射質量，因此在大功率發射電臺變電站內安裝使用微機備自投裝置就尤為重要。近些年，大多數發射電臺變電站均已安裝了微機備自投裝置，這樣，當其中一路工作電源發生故障時，微機備自投裝置就能夠自動迅速地切斷故障側電源，把另外一路電源投入使用為設備繼續供電，這樣就極大程度地降低了因電源故障給安全傳輸發射造成的損失。

1 微機備自投綜述

微機備自投裝置（簡稱“備自投”）是一種能夠保障用電線路不間斷運行的自動裝置，它能在工作電源發生故障停電時自動快速地切換到備用電源上，使用電設備繼續正常運行。微機備自投裝置通過電壓、電流輸入及開關量位置等綜合信息的采集，按照設定的邏輯關系，通過接口對相應的開關進行分合閘操作來實現設備的備自投功能。備自投在電力系統中的兩種主要方式為進線備自投和母聯備自投。進線備自投方式為兩路進線向單母線供電，即一路進線為主用工作電源，另外一路進線為備用工作電源（處于熱備狀態）。當主用工作電源發生故障停電后，微機備自投裝置能夠通過對一次回路的監測，把主用工作電源側的斷路器跳開并自動合上備用工作電源側的斷路器繼續給母線供電。母聯備自投方式為兩路進線分別向分段母線供電，其中，母聯開關處于分閘位置，兩路進線之間互為備用，當一路工作電源發生故障后，備自投裝置能夠自動切斷故障側電源的開關，再將母聯開關合上，由正常側的進線電源給整段母線供電。

2 微機備自投的基本要求及特點

微機備自投的基本要求有以下幾點：①備自投裝置已完成充電；②當主用工作電源的電壓、電流低于定值且持續時間大于設定的定值時，才能啟動備自投切換到備用工作電源供電；③主用工作電源必須斷開以后才能啟動備自投切換到備用工作電源供電；④備用工作電源要處于正常狀態才能啟動備自投；⑤備自投裝置只能動作一次；⑥當手動切斷工作電源時，備自投裝置不能啟動。

微機備自投的特點有以下幾個：①與傳統使用的繼電器備自投設備相比，微機備自投保護動作快速、穩定且不易誤動；②微機備自投裝置調試簡單方便，節省使用及維護成本；③微機備自投裝置設有通信接口，配合通訊網和監控軟件能夠組成綜合自動化系統；④方案靈活，功能齊全，只需要調整二次回路線路及設置就可以實現進線備自投方式與母聯備自投方式之間的切換。

3 微機備自投裝置的具體應用

3.1 大功率發射電臺變電站10 kV系統概況

某大功率發射電臺變電站內有兩條由當地供電局引進的10 kV進線，分別為1#進線和2#進線。變電站內采用的供電方式為母線分段供電方式，即1#進線和2#進線同時運行，分別給Ⅰ段母線和Ⅱ段母線供電，其中，母聯開關處于斷開位置。某大功率發射電臺10 kV變電站一次系統見圖1.

3.2 微機備自投裝置的應用

大功率發射電臺變電站內使用的微機備自投裝置為NZB61系列微機線路保護測控裝置，此裝置采用具有ARM（Advanced RISC Machines）內核的32位高性能微處理器，其特點為集成度高、速度快、綜合能力強、保護測控一體化。根據此大功率發射電臺變電站的供電方式，安裝的微機備自投裝置采用的保護方式為母聯備自投方式。接下來就對該裝置使用的母聯備自投方式進行簡要分析。

圖1 某大功率發射電臺10 kV變電站一次系統

3.2.1 模擬量輸入

NZB61系列微機線路保護測控裝置的模擬量輸入端子見圖2.1#進線的三相電壓通過電壓互感器（PT）的變化后輸入到備自投裝置X1端口的15，16，17，即表示為Ⅰ段母線電壓UA1，UB1，UC1；同樣的，2#進線的三相電壓通過電壓互感器（PT）的變化后輸入到備自投裝置X1端口的18，19，20，即表示為Ⅱ段母線電壓UA2，UB2，UC2.1#進線的一相電流接入到備自投裝置X1端口的11，12，即表示為Ⅰ段電流；2#進線的一相電流接入到備自投裝置X1端口的13，14，即表示為Ⅱ段電流。這里由1#、2#進線引入的Ⅰ段、Ⅱ段電流是用于防止因PT斷線引起的備自投誤動。模擬量輸入端子圖上X1端口的7，8，9，10是用于過流保護模擬量輸入，X1端口的1，2，5，6是用于測量電流模擬量輸入。

圖2 模擬量輸入端子圖

圖3 開關量輸入圖

3.2.2 開關量輸入

NZB61系列微機線路保護測控裝置的開關量輸入端子如圖3所示。母聯開關（DL3）的開關量引入到備自投裝置X2端口的7，8，9，1#進線開關（DL1）、2#進線開關（DL2）的開關量分別引入到備自投裝置X2端口的12，13，1#進線開關（DL1）、2#進線開關（DL2）的跳閘接點分別引入到備自投裝置X3端口的11，12，13，14.

3.2.3 母聯備自投的工作流程

母聯備自投的工作流程分3個階段：第一階段為備自投充電，第二階段為跳失電開關啟動母聯備自投，第三階段為合母聯開關完成母聯備自投。母聯備自投保護邏輯見圖4.

圖4 母聯備自投保護邏輯圖（Ttz為跳閘延時，Thz為合閘延時）

3.2.4 母聯備自投的應用實例分析

第一階段：大功率發射電臺變電站正常狀態下的運行情況是1#進線和2#進線同時有正常電壓，1#進線開關（DL1）和2#進線開關（DL2）處于合閘位置，母聯開關（DL3）處于分閘位置，備自投壓板處于投入位置。當微機備自投裝置檢測到上述全部狀態時，備自投保護經過15 s的時間進行充電后，備自投閉鎖信號斷開完成母聯備自投充電。若上述狀態中任意一個條件不滿足，則備自投裝置會立刻進行放電使備自投功能閉鎖。

第二階段：當微機備自投裝置檢測到1#進線或2#進線其中的一路進線電源發生故障失去電壓并且其相應進線無電流，另外一路進線電壓正常且備自投閉鎖信號斷開后，備自投保護經跳閘延時9 s后（跳閘延時時間可根據情況自行設定），跳開失電側進線開關（DL1或DL2）并啟動母聯備自投。

第三階段：當確認失電側進線開關（DL1或DL2）跳閘成功后，再經合閘延時0.5 s（合閘延時時間可根據情況自行設定）合上母聯開關（DL3）。此時，以上一系列過程結束后就完成了一次母聯備自投動作。

4 結束語

本文以某大功率發射電臺10 kV變電站微機備自投裝置為例，簡要分析了母聯備自投系統的原理及應用情況。現今，微機備自投裝置已在功率發射電臺變電站中廣泛運用，這一重要保護裝置大大提高了大功率發射電臺電力系統的供電穩定性和可靠性。在今后的電力檢修工作中，微機備自投裝置一定要作為檢修中的重點，進行定期試驗，從而使微機備自投裝置能夠正常工作，保障大功率發射電臺電力系統的安全、穩定運行，為廣播電視安全傳輸和發射工作保駕護航。

［1］覃家露.淺談備自投原理及保護在電力系統中的運用［J］.電氣工程應用，2010（4）：20-23.

［2］姚盛清.35 kV外橋變電站智能倒閘操作系統設計［J］.機械制造與自動化，2012，41（1）：156-159.