备用电源自投装置在变电站中的应用

王磊

摘 要：随着我国经济的快速发展，对于电力的需求也在逐年增加，我国通过将西部电力富余省份的电力输送到东部发达省份来解决东部省份的电力缺口。电力从电厂生产出来后，被送入到电网中，而后经过电网到所需电力的变电站中，最后经过变电站输送到最终用户。在这一过程中，为了保障电气供电质量的稳定，需要在变电站中添加备用电源自投入装置来应对电源突然中断而导致的供电问题，提高电网供电的可靠性。此种方法现今广泛使用在供电系统和配电网网络中。本文将对实际电站中的备用电源自投入装置进行一定的介绍，并对如何正确使用自投入装置进行一定的阐述。

关键词：变电站；备用电源自投入装置；电网；可靠性

中图分类号：TM76 文献标识码：A

我国是一个人口大国，同时也是一个电能的消耗大国，电力在我国的经济发展与人民生活中发挥着重要的作用。当在电网运行过程中，由于突发故障或者是其他一些影响变电站正常工作的状况发生后，导致工作电源发生断开，在这一情况发生后，应当确保备用电源、备用设备或者是其他一些电源应当迅速的切换到工作状态，确保用户能够尽快的恢复电力供应的装置，被称为自投装置。变电站备用电源自投装置现今在配电网络或者是供电网络中广为使用。通过使用自投装置不但可以在突发状况发生时及时确保电力能够及时恢复供应而且还能够简化继电保护装置、限制短路电流并提高母线残压等，对于保护电网的正常运行有着非常重要的保障。同时，也对备用电源自投装置的可靠性提出了更高的要求，使其能够在工作中避免因错误信号而发生动作，从而造成电网的更大损失。

1 变电站备用电源自投装置简介

变电站备用电源自投装置具有多种形式，根据其作为备用方式可以分为明、暗两种电源备用接线方式。这两种接线方式的区别是：明备用接线方式具有较为明显的断开备用电源接线，而暗备用电源线则主要是通过将几个工作电源互相作为其备用电源，并不外接其他的电源，相较于明备用，暗备用投入少但是要求较高。

1.1 变电站备用电源自投装置安装原则与要求

由于变电站备用电源自投装置主要是为了应对突发状况对变电站所造成的影响，用以及时恢复供电来减少因断电所带来的损失。所以，在进行变电站备用电源自投装置合照之前，首先需要保证原工作电源断路器已经断开，用以避免当工作线路出现故障而导致的保护线路断开，但是当变电站备用电源自投装置启动后会导致更大的损伤，从而使得设备的损坏程度加剧。在实际的工作中，当变电站备用电源自投装置进入工作状态后，首先需要确保原工作电源的断路器处于断开状态，同时，通过采用向断路器发送断开指令来断开电源断路器，同时需要对原通过线路的断路器的工作状态进行检测，当检测到断路器“分位”信号后方可继续工作。而变电站备用电源自投装置通入工作的条件是检测到工作线路无电压且无电流，这是由于当母线电压互感器出现二次回路故障时可以能会出现由于检测设备问题而认为工作电源线无电压的情况，而这时变电站备用电源自投装置并入到主工作电源中将会给正常的电网运行造成极大的影响，而当工作电源的母线闪压后，应当及时将变电站备用电源自投装置的充电时间予以清零，而后再重新进行充电计时。而当主工作电源线路出现问题变电站备用电源自投装置工作后，如果主继电保护继续完成了对于下路的工作，则意味着主工作电源线路可能存在着硬件故障，需要及时进行处理，避免当变电站备用电源自投装置工作后再次将电带入到系统中，从而对系统造成严重的冲击而影响电网的正常运行。

1.2 变电站备用电源自投装置的基本要求

对于变电站备用电源自投装置的工作要求是响应迅速、反应可靠，即当无论工作母线的电压出于何种原因消失后，变电站备用电源自投装置应当响应并起动，直到工作电源断开后才能将备用电源并入电网中，而变电站备用电源自投装置的工作应当遵照顺序并在尽可能短的时间内完成。而如果发生电压互感器故障所检测到的电压消失问题时，则变电站备用电源自投装置不应响应并动作。而当检测到备用电源无电压时，变电站备用电源自投装置不得进行工作，由于变电站备用电源自投装置一般是几个工作电源公用的，当进行备用电源的检测及检修时，变电站备用电源自投装置应当可以相应的退出。这就对变电站备用电源自投装置运行方式的灵活性提出了更好的要求。

2 变电站备用电源自投装置在变电站中的应用举例

某供电公司的变电站的110kV侧采用的是单母带分段的接线方式，在变电站中采用备用电源自投装置用以实现对备用电源的管理，用以完成进线及分段开关的自投和互投。在变电站的110kV单母带分段运行方式在保护逻辑上体现为进线一固定接I母，而进线二固定接II母，通过图上可以看出，在变电站正常工作时，一条进线带两端母线是并列运行的，而将另一条进线作为明备用，使用的是进线备用电源自投装置的方式，如果能够正常运行，则每条进线需要各带一段母线，并将3DL予以断开，从而将两条进线互为暗备用线，则采用的是分段开关备自投的方式。

进线二备用电源自投接线方式采用的是进线一运行，进线二备用的接线方式，即1DL、3DL在合位，而2DL则是在分位，而当不论由于何种原因导致的进线一发生断开时，或者是分段断开后，则应当立即将进线二备用电源立即投入运行，而且这种投入运行的动作只可以动作一次，无论由于何种原因导致备用电源投入使用失败应立即停止备用电源自投装置继续工作。为了达到以上目标，需要设计进线二自投的充电过程，只有当备用电源充电结束后才可以允许其自投。备用电源的充放电条件：

（1）只有当主工作母线无电压且无电流的情况下才能允许其进行充电，而当充电条件满足后通过10～15秒钟的充电后，才能允许其备自投上电，才可能有动作，其充电条件在图中表现为：I母与II母均具有三项电压，1DL与3DL在合位，而2DL在分位，进线二软压板投入。

（2）而当可以满足下列任一条件即可进行放电：当2#下路的电压检查控制字投入并且2# 线路无压时延时10s 放电，同时2DL在合位，线路具有位置异常报警，母线TV断线报警，工作断路器是通过人工操作进行断开的，其他的外部闭锁信号以及进线二自投失败等都可以作为备用电源放电的条件。

3 变电站备用电源自投的闭锁问题

以上所说的是通常情况下的备用电源自投的方式以及接线等，其原因是由于在主工作母线上一级的供电电源出现问题或者是由于电源进线的断路器出现偷跳的情况造成的主工作母线的失电，备用电源自投装置应当立即进行响应并备用供电电源及时的切换到工作母线中，从而确保了变电站的对外供电，这是变电站备用电源自投的一般工作原因及工作过程。但是，当本侧运行的母线上出现问题或者是上一级的电源设备不正常时，则反馈到备用电源自投装置内的检测数据与备用电源自投装置正确的动作要求数据相同，从而使得备用电源自投装置发生误动作，一旦误动作的发生不但会影响电力故障的正常排除，还可能会造成更大的事故，严重的话会导致其他设备损坏。所以，为了使得备用电源自投装置能够进行正确的动作，则必须要保障采集到的信息正确。而在备用电源自投装置的使用中，为保证备用电源自投装置动作正确需要或者采取的措施有：所有的备用电源自投装置在工作母线出现故障时只允许自投一次，逻辑回路应当具有PT断线闭锁功能，而在备用电源自投装置的使用中需要采用动作后先追跳工作电源断路器，而后再自投备用电源断路器的方式，从而在不但确保追跳和自投具有足够时间差的基础上，工作可靠，还需要确保失压的时间较短，防止备用电源自投后导致设备出现过负载，而且备用电源自投装置需要确保能够手电跳闸闭锁和保护闭锁，确保设备安全。

结语

在我国的供电网络中，变电站是电网供电的重要一环，一旦变电站出现问题将会导致大面积的断电。变电站的备用电源自投是确保变电站能够在遭遇突发状况时能立即切换供电线路来保障正常供电，减少因供电停顿而导致的损失。本文通过对备用电源自投装置的工作原理进行了介绍并引出了备用电源自投在某110kV进线的变电站的应用实例。随着备用电源自投装置的投入使用，能够极大的降低变电站运行人员的工作强度，确保了变电站的正常运行，保障了变电站的正常供电。

参考文献

[1]陈松林，吴银福，等.利用微机实现的自动判别自投方式的备用电源自投方案[J].电力自动化设备，1997（17）.

[2]王西平.一种设置灵活可靠的微机备自投装置.电力自动化设备，2000（20）.

[3]郭伟伟，马云龙.某110kV变电站备用电源自投方式的探讨.中国电力教育，2010（27）.