备自投装置外部闭锁回路应用分析

摘要：在中压配电与低压配电中，备自投装置是非常常见的。备自投装置可以保证电力系统实现可靠连续的供电。随着我国电力网络、电力系统的不断发展，备自投装置发挥着越来越重要的作用。但是，备用电源自动投入装置的外部回路很容易受到干扰，这就需要加强对备自投设备逻辑的检查。

关键词：备自投装置；外部闭锁回路；闭锁原理；动作逻辑；电力系统；供电可靠性 文献标识码：A

中图分类号：TM774 文章编号：1009-2374（2015）34-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.026

备用电源自动投入装置可以简称为备自投装置，是供电系统中重要的设备。如果电路系统出现问题，备用电源自动投入装置可以保证供电的连续可靠性，从而减少负荷的损失。随着科学技术的不断发展，我国变电站的技术水平也有了明显的进步，进而使得变电站的二次回路线路变得更加复杂化，在一定程度上使得变电站的现场维修保障工作难度加大。由于备用电源自动投入装置的外部回路与其保护装置联系构成了一个相当复杂的线路装置，因此需要我们加大对备用电源自动投入装置的研究。

1 备自投的闭锁原理和动作逻辑

备自投的外部闭锁回路是由于变电站发生故障后，备用电源自动投入装置在一次动作后就会闭锁备用电源自动投入。备自投的闭锁回路可以避免因电源故障对电网产生更大的冲击，以保护电源装置。从另一个方面来说，如果备用电源自动投入装置在一次动作后，改变了电网的运行方式，那么备用电源自动投入装置就不应该被闭锁。

1.1 备用电源自动投入装置的闭锁原理

备用电源自动投入装置的正确动作一般都发生于备自投装置充满电的状况，同时其还受到其他因素的影响，例如其启动的条件及闭锁的条件。据以往经验及实际调查结果显示，备用电源自动投入装置发生故障一般都是由于外部闭锁回路。即在备用电源自动投入装置应该闭锁的时候，却未闭锁；在备自投装置不应该发生闭锁情况下，其却发生闭锁。当前，备用电源自动投入装置实现闭锁的方式有两种：（1）内部闭锁，这种方式主要是通过监测变电站的电流及电压实现闭锁回路；（2）外部闭锁，其可以理解为借助外部力量实现外部闭锁回路。根据实际的情况及设备的运行情况分析，备自投外部闭锁回路可以分成两种方式：（1）实现闭锁只对应一个总开入量，其他保护装置都接入总闭锁开入回路中；（2）实现闭锁可以对应不同的开入量形式，同时对应不同形式的备用电源自动投入装置，将其所属的保护装置汇接入到其对应的开入量。

1.2 备自投的动作逻辑

简单来说，备用电源自动投入装置的动作逻辑就是判断其工作母线是否失压。据国家标准规定，工作母线失压的标准是其电压小于40%。在对备自投进行设置时，首先需要注意的是要将其启动时间延长半秒钟或者更长，这是为了避免启动时由于出现尖峰电压而导致备自投动作；其次，即使进线开关不确定是否由保护装置断开，备用电源自动投入装置都应该按照规定再次跳开进线的开关，同时要将进线开关的跳位辅助触点当作切换到备用电源开关合闸的必由之路，这是为了防止在备用电源自动投入装置动作发生后，再次将故障所在地带入到备用电源的范围内。

2 110kV备用电源自动投入装置的外部保护闭锁条件

2.1 备自投的外部回路

2.1.1 外部电压、电流回路。备用电源自动投入的外部电流及外部电压是以隔离互感器为变换基点的，经过其进入到备用电源自动投入装置之后，通过低通滤波器及数模变换器，控制单元将变换后的数字信号转变为各种保护信号及测控信号。

2.1.2 断路器的位置回路。断路器的位置回路的分合位置的显示是通过辅助触点实现的。辅助触点的作用是可以判断电路系统的运行状况。其主要是通过备用电源的开关、工作电源的开关及母联开关的分合状况分析判断其信号是否为闭锁备用电源自动投入的信号。

2.2 外部保护闭锁

备用电源自动投入装置的运行方式是多种多样的，根据其具体的原理进行分类可以划分为三种类型，即变压器互投、分段备用电源投入及进线备用电源投入。备用电源自动投入的外部保护闭锁的主要方式包含三种：

2.2.1 如果变电站是110千伏内桥接线的线路，其主变保护装置应该进行闭锁备用电源自动投入，同时要按照差动保护、非电量保护及高后备保护跳主变三侧开关这三种方式进行闭锁备自投。

2.2.2 如果变电站属于单母分段接线、单母接线或者是双母接线，其母线都应该设置有母差保护装置，同时其母差保护动作应该闭锁备自投。

2.2.3 如果变电站属于110千伏的单母分段式接线，其主变保护及外部回路都不应该闭锁备用电源自动投入。

3 备自投方式

（1）备用电源自动投入适用的变电站都是110～220千伏，一次主接线为单母线分段式接线、单母线接线且采用一个主供电源一个备用电源的终端变电站；（2）常用的110千伏的备用电源自动投入应为自适应式的备自投，即其可以适用于多种运行方式。如果主供电源与备用电源进线处于同一段母线上，这时只能利用进线备用电源投入的方式；（3）当前主变保护已经增加了快速保护，因此中压与低压侧都应该按照分段母线进行运行，如果备自投是35千伏或者是10千伏的则只用考虑分段备自投的方式。

4 闭锁备自投方案

4.1 流闭锁功能

备自投装置是具备有流闭锁功能的，其可以有效地避免PT断线时发生误动。如果设备或者是工作电源的电压消失，除非是由于具有闭锁信号，否则备自投装置都应该动作。

4.2 外部保护闭锁

4.2.1 在双母线接线或单母线、单母线分段接线方式下，若受端变电站母线配置了母线保护，则母线保护动作应闭锁备自投，正常运行时母差保护闭锁备自投连接片（硬压板）投入。

4.2.2 如果备用电源自动投入装置是110千伏且是分段式的单母线接线，其主变保护不应该进行闭锁进线备用电源自动投入，同时外部回路闭锁备自投可以不用进行相关设置。

4.2.3 如果备用电源自动投入装置属于35千伏或者是10千伏的分段线路，其主变保护不应该闭锁分段备用电源自动投入，应各侧主变后备保护动作进行闭锁相应侧分段的备自投，简单来说，35千伏或者是10千伏的分段式的备用电源自动投入可以不设置主变保护的闭锁备自投，但是其相应侧的备自投应设置后备保护动作闭锁备自投装置开入回路。

4.2.4 内桥形式接线电源备自投方式。对于110kV备自投，内桥接线方式下，主变保护动作闭锁备自投，按不同的运行方式分种情况进行闭锁，按差动保护、非电量保护、高后备保护动作及跳主变三侧保护闭锁备自投设置，并用连接片控制。主接线为内桥接线的变电站，运行方式有三种：（1）进线1带两台主变运行方式。1#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护不应该闭锁备自，2#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护应该闭锁备自，即在此运行方式下应将1#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护闭锁110kV备自投连接片切除，将2#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护闭锁110kV备自投连接片投入；（2）进线2带两台主变运行方式。2#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护不应该闭锁备自，1#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护应该闭锁备自，即在此运行方式下应将2#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护闭锁110kV备自投连接片切除，将1#主变的差动保护、非电量保护、高后备保护、跳三侧保护闭锁110kV备自投连接片投入；（3）两台主变分列运行方式.采用桥断路器备自投方式时，1#、2#主变所有跳三侧的保护均要闭锁备自投。包括主变的差动保护、非电量保护、高后备保护和快速保护的中、低后备保护，即将1#、2#主变的所有跳三侧的保护闭锁备自投连接片投入。这样可以在一台主变故障时，保证另一台无故障主变的正常运行，提高供电可靠性。同时也可防止向故障的主变送电，也可保障正常失电时备自投装置的正确动作。

5 备自投联切小电源及小电源闭锁的相关要求

（1）110千伏的备用电源自动投入动作必须要连接变电站中所有的小电源；（2）10千伏或者是35千伏的分段式的备自投动作必须要连接失压母线下所有的小电源；（3）小电源联络线的断路器跳闸接点严格来说应该是接入备用电源自动投入装置的。备自投装置动作只有收到小电源断路器的跳闸信息之后才能发生。

6 结语

备用电源自动投入装置可以保证电力系统连续可靠地运行，在一定程度上降低了操作人员的劳动强度，提高了操作效率，同时也减少了故障发生的可能性。其作为一种先进装置，具有运行简单、维护方便、安全可靠的特点，正逐渐应用到我国的电力事业中。本文主要分析了备用电源自动投入装置的闭锁原理和动作逻辑、110千伏及以下备用电源自动投入装置的外部保护闭锁条件和相关备自投知识，望对同行有借鉴意义。

参考文献

[1] 倪冬智.典型接线方式下备自投闭锁方法的分析研究[J].科技创新导报，2014，（32）.

[2] 赵庆岭.备自投保护在电厂中存在的问题分析[J].科技与企业，2014，（4）.

[3] 吴伟钟.220kV备自投装置不能正确动作案例分析

[J].科技与创新，2014，（23）.

[4] 龚幸玲.浅析110kV变电站10kV备自投装置[J].科技创新与应用，2014，（32）.

[5] 王韶辉，姜新新，张云龙.备自投装置在巩义电网中的应用[J].低碳世界，2014，（19）.

[6] 彭军，易亚文，王锋.向家坝水电站10kV厂用电系统备自投设计优化[J].水力发电，2014，（10）.

作者简介：王晓梅（1979-），女，国网宁夏电力公司石嘴山供电公司工程师，研究方向：电力系统继电保护整定计算。

（责任编辑：陈 洁）