基于数字式备用电源自投构架下的设计实践

过羽丰

摘 要：随着科学技术的发展，备用电源自投装置在电力系统中的应用越来越广泛，它是保证供电电源安全、可靠和不间断供电的重要手段之一，有着极其重要的作用。目前，数字式备用电源自投装置的应用面不断拓展，必须保障装置的可靠性、优越性，同时方便管理维护，才能更好地发挥其特点，促进电力企业的发展。

关键词：数字式；备用电源自投；整体设计；自动化

中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0008-02

随着电力事业的发展和用电需求的不断增加，用户对电力企业供电可靠性的要求也越来越高，电力企业为了保证持续供电，增加供电的可靠性，减少用户的经济损失，便采取了备用电源自投装置对供电进行管理和控制。

1 数字式备用电源自投产生的背景

传统的备用电源自投装置是电磁型的，主要由若干继电器组成，且根据不同设备的运行方式设计不同的备用自投回路。在这种情况下，不易改变设备的运行方式，而且回路设计比较困难，继电器容易损坏，无法完全保障供电的可靠性。因此，随着计算机技术的发展和普及，由微机系统构成的备用电源自投装置应运而生，它可以根据输入装置的电压、电流来自动判断系统当前的运行模式，并根据供电情况对设备的运行模式作出适当调整。因为其性能优良、可靠性高、灵活性强、管理维护方便等优势，所以得到了众多用户的青睐，应用范围也在不断扩大。

2 备用电源自投的技术设计要求

备用电源自投的技术设计要求具体分以下几个方面：①备用电源自投装置应反映工作母线的失电状态，这样才能保证备用电源自投装置连续不间断工作，保证供电的连续性；②备用电源无电压时，备用电源自投装置不应动作；③备用电源自投装置的动作时间应缩短至最小，以尽量缩短负荷的停电时间；④备用电源自投装置应设有延时，该时限应大于最长的故障修复时间；⑤备用电源自投装置也应设加速动作接点开入回路，这样才能使备用电源快速投入工作；⑥工作电源关闭时，备用电源自投装置应立即停止工作。

备用电源自投装置必须满足上述要求，才能保证其正常工作，防止在工作中出现故障，而不能发挥其应有的作用。

3 备用电源自投的设计类型

备用电源自投装置可根据设备不同的运行方式采用不同的电气量和开关量，并按照不同的逻辑形式进行组合，这样才能不断拓展备用电源自投装置的功能和使用范围。

3.1 进线备用电源自投装置

进线备用电源自投装置如图1所示。

在这种设计模式下的工作状态是：I、II、III主变分列运行供四段母线，1DL～4DL均在使用状态，5DL和6DL在分离状态。I主变失去电流和电压，1DL无电流，开启备投动作。当1DL和5DL使用时，3DL断开，6DL闭合；II主变失去电流和电压，准备开启备投动作，使2DL和3DL断开，5DL和6DL闭合。II、III主变过程同上。

4 备用电源自投装置的闭锁设计

4.1 电压闭锁

备用电源自投起动的条件是主电源母线无电压和备用电源线路有电压。当主电源开关跳闸时，母线电压会变成备用电源的电压，如果母线无压的定值偏小，就会导致备用电源自投装置无法启动，此时应适当提高检母线无压定值，保证备用电源自投装置能够正常工作。

4.2 电流闭锁

当主电源母线处于无电压状态时，如果遇上回路空气开关误分或短路跳开的情况，就容易造成备用电源自投装置误动。本装置最好选择三相电流，这样能保证备用电源自投装置的安全性，负荷电流不应过大，防止在轻负荷情况下电流闭锁无法实现。

4.3 保护闭锁

当低压侧母线出现故障时，应使备用电源自投装置自动闭锁，防止再往发生故障的位置送电，进一步加剧设备损坏，这样不仅会给电力企业带来损失，还会影响人们正常的生产和生活。当在高压侧采用内桥方式进行接线时，其内部故障时应闭锁内桥备用电源自投装置。对于进线备用电源自投装置，均要设置电流保护装置，这样才能保证备用电源自投装置在发生供电事故时，能够及时对供电装置进行保护，避免造成严重的经济损失。

4.4 开关量闭锁

备用电源自投装置可以根据不同的开关量设置不同的闭锁程序。线路备投时，主电源开关在合位，各电源开关在分位；桥、母联自投时，主、备电源开关在合位，桥、母联开关在分位；主变备投时，主电源主、变各侧开关在合位、备电源主、变各侧开关在分位。在这种情况下，当所有条件满足时就能启动闭锁程序，保护供电装置。

5 备用电源自投装置的功能扩展

随着技术的不断发展，备用电源自投装置已不仅仅局限于关闭主电源开关、开启备用电源这一简单过程，在实际工作中它还具备以下功能。

5.1 充电保护

当备用电源自投装置设有母线充电保护功能时，可以实现简单的过流、速断保护，当母线充电时可以实现开关保护。

5.2 过流闭锁

当流进主电源开关的电流超过规定限度时，备用电源自投装置会启动过流闭锁程序，以此来实现对主电源的保护，避免造成系统设备再次受到短路电流的冲击。

5.3 偷跳备投

当进行过流保护动作跳主电源开关这一工作时，启动备用电源自投装置的闭锁功能，对主电源加以保护，防止主电源在这一过程中出现故障。

5.4 旁路代线路时的备自投

数字式备用电源自投装置带有可编程的输入接口和输出接点，用户可以根据自身的要求灵活制订相应的编程逻辑，使备用电源自投装置的各种动作能够满足电力企业的实际供电需要。而在这一过程中要充分考虑备用继电器和接点输入、输出的实际工作状态，实现旁路代线路备自投功能。

5.5 主电源常供方式的备自投

通常情况下，用户选择备用电源自投装置的常规设计方案多为一主一备的方式，这样当主工作电源消失时，备用电源就会自动投入使用，保证供电的正常进行。而对于传统的备用电源自投装置来说，当工作电源恢复正常后，不能实现工作电源的自动投入。但是在现阶段，大部分用户由于主电源与备用电源之间存在的电价差，而需要主电源恢复正常后，自动断开备用电源的功能。

6 结束语

随着时代的发展，数字式备用电源自投装置的技术水平还将进一步提升，它的应用范围也会越来越广。与传统电磁型备用电源自投装置相比，数字式备用电源自投装置具有无法被超越的优越性。为了满足更多用户要求，保证数字式备用电源自投装置可靠、稳定运行，还要对其软、硬件系统进行整体设计、升级，不断提升其性能。

参考文献

[1]顾曹新.备用电源自投装置可靠性设计[J].中国科技信息，2005（15）.

[2]刘华毅，何霖.浅析备用电源自投装置应用中应注意的特殊问题[J].科技风，2009（19）.

[3]吴继兵.变电站新型备自投装置的研制[D].保定：华北电力大学，2013.

[4]汪湲，齐大勇，沈倩.备用电源自投装置在变电站的应用[J].山东电力技术，2005（01）.

[5]纪静.备用电源自动投入时电网动态过程分析与控制策略研究[D].重庆：重庆大学，2007.

〔编辑：张思楠〕

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

通常情况下，用户选择备用电源自投装置的常规设计方案多为一主一备的方式，这样当主工作电源消失时，备用电源就会自动投入使用，保证供电的正常进行。而对于传统的备用电源自投装置来说，当工作电源恢复正常后，不能实现工作电源的自动投入。但是在现阶段，大部分用户由于主电源与备用电源之间存在的电价差，而需要主电源恢复正常后，自动断开备用电源的功能。

6 结束语

随着时代的发展，数字式备用电源自投装置的技术水平还将进一步提升，它的应用范围也会越来越广。与传统电磁型备用电源自投装置相比，数字式备用电源自投装置具有无法被超越的优越性。为了满足更多用户要求，保证数字式备用电源自投装置可靠、稳定运行，还要对其软、硬件系统进行整体设计、升级，不断提升其性能。

参考文献

[1]顾曹新.备用电源自投装置可靠性设计[J].中国科技信息，2005（15）.

[2]刘华毅，何霖.浅析备用电源自投装置应用中应注意的特殊问题[J].科技风，2009（19）.

[3]吴继兵.变电站新型备自投装置的研制[D].保定：华北电力大学，2013.

[4]汪湲，齐大勇，沈倩.备用电源自投装置在变电站的应用[J].山东电力技术，2005（01）.

[5]纪静.备用电源自动投入时电网动态过程分析与控制策略研究[D].重庆：重庆大学，2007.

〔编辑：张思楠〕

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

通常情况下，用户选择备用电源自投装置的常规设计方案多为一主一备的方式，这样当主工作电源消失时，备用电源就会自动投入使用，保证供电的正常进行。而对于传统的备用电源自投装置来说，当工作电源恢复正常后，不能实现工作电源的自动投入。但是在现阶段，大部分用户由于主电源与备用电源之间存在的电价差，而需要主电源恢复正常后，自动断开备用电源的功能。

6 结束语

随着时代的发展，数字式备用电源自投装置的技术水平还将进一步提升，它的应用范围也会越来越广。与传统电磁型备用电源自投装置相比，数字式备用电源自投装置具有无法被超越的优越性。为了满足更多用户要求，保证数字式备用电源自投装置可靠、稳定运行，还要对其软、硬件系统进行整体设计、升级，不断提升其性能。

参考文献

[1]顾曹新.备用电源自投装置可靠性设计[J].中国科技信息，2005（15）.

[2]刘华毅，何霖.浅析备用电源自投装置应用中应注意的特殊问题[J].科技风，2009（19）.

[3]吴继兵.变电站新型备自投装置的研制[D].保定：华北电力大学，2013.

[4]汪湲，齐大勇，沈倩.备用电源自投装置在变电站的应用[J].山东电力技术，2005（01）.

[5]纪静.备用电源自动投入时电网动态过程分析与控制策略研究[D].重庆：重庆大学，2007.

〔编辑：张思楠〕

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