备自投保护在特殊主接线中的应用

李鸥 温淼

摘 要：本文对备自投保护的工作流程、动作条件、工作原理等进行了阐述，对“只有进线PT，没有母线PT”的具体应用进行了分析，并对其进行了标准逻辑优化，具有一定的介绍意义。

关键词：备自投；进线PT；电压切换逻辑

1 引言

随着人们生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，供配电在各个领域向自动化、无人控制、不间断供电迈进，因此双电源相互切换，保证电源不间断成了现在供配电工程中保护和控制的重要组成部分。备用电源自动投入装置是一种提供不间断供电既经济又有效的技术措施，在现今供电系统中得到了广泛的应用。

2 何为备自投

回线和两回线路以上的多回供电线路改造，通过增加备用线路提高可靠性，而其可以自动投入使用，这样的装置便是备自投。

2.1 备自投设备进行工作的基本原理阐述

备自投设备，通俗的讲，就是备用电源在主电源被断电之后，立即取代主电源的功用，自动的投入使用的一个电力能源装置，一般包括分段备自投、主变备自投及线路备自投。一般情况下，可以采用蓄电池的方法，有些大型的医院、工厂等，也可用发电机进行备自投的使用，第三种情况便是蓄电池和柴油发电机共同投入使用的情况。备自投设备具备的电源为自动转换开关，数量为两个，其中一个为备分使用，另一个为正常使用，当其中一个出现问题的时候，另一个可以通过判别，补充进来继续工作，中间并无间断。目前最大的电流可以达到约650A。值得注意的是，如果备用对象出现问题的情况下，应该关闭整个备自投的开关。

2.2 大连地区10kV用户站的主接线形式综述

大连地区多个10kV用户站的主接线形式为只有进线PT，没有母线PT，即PT在受电的前方，当线路侧有电，但受电开关没合上时，母线不带电，而用户站不设分段开关柜，正常运行时，甲受电或乙受电带整段母线，备自投一般采用进线备自投，主接线示意图如下图所示：

（1）动作逻辑。如图一所示的一次接线图，甲受电为工作电源，乙受电为备用电源，下面就以乙受电备用甲受电为例说明此进线备自投的动作逻辑。

充电条件：进线备自投投入工作。即切换把手在“投入”位置；Ⅰ，Ⅱ母均符合有压条件；乙受电跳位，甲受电和分段均合位且处于合后；无闭锁进线备自投输入；无放电条件。

（2）动作过程。Ⅰ、Ⅱ母无压且甲受电IL1无流，延时跳甲受电开关。

确认甲受电开关跳开后，收回甲受电开关跳闸命令；再经延时发乙受电合闸脉冲确认乙受电合上后，进线备自投逻辑完成。

甲受电跳闸、乙受电合闸命令发生5S后断路器仍未动作，则终止进线备自投逻辑，线路备自投放电，装置发出“备自投失败”信号。

（3）两个造成备自投启动的原因。上级开关故障跳闸后，如果瞬时故障，重合闸会动作，所以备自投启动应考虑延时的动作时间大于上级线路保护动作时间加上重合闸的时间之和，防止环网运行，对一次设备带来冲击。

开关偷跳，即断路器在没有操作、没有继电保护及安全自动装置动作的情况下的跳闸，如果工作电源开关偷跳会导致母线失压，无流，需要启动备自投合备用电源开关。

如果受电本身保护动作，输出接点闭锁备自投装置，使其放电。

2.3 备自投工作的前提条件

（1）具备备用电源（蓄电池等）或者备用设备（柴油发电机）。（2）工作电压瞬间下降。（3）备自投开关立即打开并且投入使用。（4）母线电源工作故障，不能满足用电需求。（5）备用电源应该满足母线的电压要求。（6）应该采用电压监控器对母线和备用线进行动态监测，必要时，可以采用重合闸，在线路需要的地方，也应该安装电压互感器。

2.4 备自投工作的工作流程

（1）母线电压瞬时下降时候，装置采用动态监测器通过对电压监控，迅速判断电源状态，并且立即切换电源并对设备的运行状态进行时刻记录。应注意，通常来说，为了防止和避免扰动和拒动，一定不可以投入低电压保护。

（2）确保保证所有的母線供电设备处于断开状态，拉开闸门至备自投电源或备自投设备。启动备用电源（柴油发电机或者蓄电池等），当工作正常之后，时刻监控运行数据，检查发电机开关、控制柜内各断路器的工作状态。

（3）正在运转，并保证向各负载送电。

（4）当具备恢复供电条件后，应及时做好电源转换工作，尽早恢复到主供电设备投入使用。

2.5 整组复归时间

（1）母线电源无压而备用电源有电压的情况下，应该对工作电源判断，当判断为无流后，才可以进入工作状态，避免错误。

（2）当备用电源检测有电压，但母线电源没有电压时，备自投的放电是需要经过一个时间段的调整之后，才可以放电，而这个延迟时间，至少为10s，部分为50s，这个目的是为了更准确的判断避免工作电源与失压判断失误的发生。

3 逻辑中改动部分说明

（1）特殊逻辑说明。备自投装置Ⅰ、Ⅱ母线TV直接引入进线1PT电压、进线2PT电压，由于备自投逻辑需要母线电压，这里采用软件切换的方式来将进线电压切换为母线电压，母线电压切换逻辑图如下，切换后按正常备自投逻辑执行。

（2）修改逻辑的好处。进线开关不合时，进线侧有压，而母线侧无压，所以当开关偷跳时备自投也可以正确动作。另外，对于外部接线，此装置完全和有母线PT的装置相同，仅仅是电压的判据有小的改动。

（3）电压切换逻辑解释。进线备自投充电条件为Ⅰ，Ⅱ母均符合有压条件，以乙受电备用甲受电为例，甲受电为合位，进线1PT有压均满足，通过上图可知，I母有压满足，乙受电分位，甲受电合位，分段固定合位，进线1PT有压满足，故II母有压满足，所以符合充电条件。

4 结语

上述逻辑，具备结构可靠、经济合理等优点，并且优化判据过程较为方便，目前，已广泛应用，均可正常工作。

作者简介：李鸥（1979-），女，辽宁营口人，本科，工程师。