韶关市擎能设计有限公司 512027
摘要：备用电源自动投入装置（简称备自投）是提高供电可靠性的重要自动化装置，随着电力工业的飞速发展，电力系统越来越复杂，备自投装置因其突出的优点得到日益广泛的应用。本文主要针对电力系统中110kV无人值班变电站主变备自投装置在设计、应用中的若干问题进行总结，提出备自投方案设计和备自投的启动条件设计、充放电条件、控制输出、电流和电压的取用、备自投闭锁逻辑的设计等。
关键词：主变备自投；输入输出量；闭锁
一、主要功能概述
备用电源自投装置(备自投)是电力系统中为了提高供电可靠性而装设的自动装置，对提高多电源供电负荷的供电可靠性，保证连续供电有重要作用。备自投装置是当工作电源因故障或其他原因消失后，迅速地将备用电源或其他正常工作电源投入工作，并断开工作电源的自动装置。现实应用中对备自投装置的装设、动作逻辑等都提出了明确的要求。随着现代计算机技术的发展，以单片机或可编程逻辑元件构成的微机型备自投得到大量应用，其设计和运行上的灵活性为备自投装置的应用提供了新的思路。新一代的智能备自投装置在供电可靠性方面得到了广泛应用。
为了提高供电可靠性，在变电站内配置主变备自投装置，以实现两台主变互为备投：110kV无人值班变电站两台主变（三卷变），一台运行另一台热备用。当检测到一台主变变高或变中三跳，自投另一台主变三侧开关。主接线图如下：
二、主变备自投装置的输入输出量
1、模拟量输入
1.1 110kV两段母线电压： A630I、B630I、C630I、A640I、B640I、C640I。
1.2 35kV两段母线电压： A630II、B630II、C630II、A640II、B640II、C640II。
1.3 第一台主变中压侧的三相电流1Ia、1Ib、1Ic。
1.4 第二台主变中压侧的三相电流2Ia、2Ib、2Ic。
2、开关量输入
两台主变的高压侧、中压侧开关位置合位信号，信号复归，手跳等。
3、外部闭锁信号（作为开入量接入装置）
3.1 备自投功能投入压板：投入，代表备投功能投入；退出：代表备投功能闭锁
3.2手跳闭锁；接入两台主变的手跳或合后位置信号，闭锁的自投功能。
4、装置判断出异常时闭锁
4.1 装置判断出PT三相断线闭锁装置
为了避免在运行电源线路发生单相或相间短路过程中误判PT断线闭锁，造成备自投拒动，单相或两相电压降低时，装置告警，但不闭锁；
当PT三相同时电压降低时，需要加入电流量作为辅助判据，即有流无压，延时发判PT断线，闭锁装置，在电压恢复正常值后，PT断线闭锁立即（5毫秒）解除。
4.2 CT回路异常时（3I0大于异常定值）装置闭锁
4.3 装置内部异常时闭锁装置
5、 控制输出
两台主变三侧开关的开关跳闸、合闸控制出口（每回2副跳闸接点），跳小电源控制输出（5个出口）
6、 遥信信号输出
遥信信号输出（可提供2组）：装置动作、未充电告警、装置异常、备自投成功等。
7、通信口
提供1个485口，2个以太网口
三、＃1主变主供，＃2主变备用
1、满足以下条件时装置充电：
35kV 1母有压 1MU>=U1s(母线有压定值)，2母有压 2MU>=U1s(母线有压定值)，＃1主变运行，＃2主变处于备用，＃1主变高中二侧开关处于合位，＃2主变高中侧开关处于分位，延时5――8秒，装置处于充电状态。
2、 主变备自投装置启动、动作条件
2.1 满足以下条件时装置启动：
（1）检测到110kV＃2母线有压110MU>=Us(220母线有压定值)（2）检测到35kV #1母线失压1MU<U2s(母线无压定值)（3）35kV #2母线失压2MU<U2s(母线无压定值)（4）或者35kV #1、＃2母线低压1MU<U20s，两个母线的频率f<fs（考虑电压出现弱支撑）（5）同时＃1主变 中压侧无流，I1<Is11（无流定值）（6）满足（a）（b）延时 t>=Ts11 ，备自投装置启动。
2.2满足以下条件时装置动作：
（1）分别跳开＃1主变三侧开关（2）延时确认（最长等0.5秒）＃1主变高中侧开关的位置在分位HWJ＝0（否则备自投失败，闭锁备投，备投放电）（3）跳开小电源（最大考虑5个出口），等0.5秒；（4）合＃2主变 高压侧开关；延时t>=ts12,检测到高压侧开关位置信号在合位，进行下一步，否则备投失败（5）合＃2主变 中压侧开关；延时t>=ts13,检测到中压侧开关位置信号在合位，进行下一步，否则备投失败（6）如中压侧合于故障（短时开放），只要有一相电流 I1>=Is12,t>=ts14,跳开中压侧开关，备自投失败，闭锁备投。（7）合＃2主变 低压侧开关；（8）35kV母线是否有压 U>=U1s(母线有压定值)，否则备自投失败，闭锁备投，备投放电。
四、＃2主变主供，＃1主变备用
1、满足以下条件时装置充电：
35kV 1母有压 1MU>=U1s(母线有压定值)，2母有压 2MU>=U1s(母线有压定值)，＃2主变运行，＃1主变处于备用，＃2主变高中二侧开关处于合位，＃1主变高中侧开关处于分位，延时5――8秒，装置处于充电状态。
2、 启动、动作条件和逻辑
2.1 满足以下条件时装置启动：
（1）检测到110kV＃1母线有压110MU>=Us(110母线有压定值)（2）检测到35kV #1母线失压1MU<U2s(母线无压定值)（3）35kV #2母线失压2MU<U2s(母线无压定值)（4）或者35kV #1、＃2母线低压1MU<U20s，两个母线的频率f<fs（考虑电压出现弱支撑）（5）同时＃2主变 中压侧无流，I2<Is21（无流定值）（6）满足（a）（b）延时 t>=Ts21 ，备自投装置启动。
2.2 满足以下条件时装置动作：
（1）分别跳开＃2主变三侧开关（2）延时确认（最长等0.5秒）＃2主变高中侧开关的位置在分位HWJ＝0（否则备自投失败，闭锁备投，备投放电）（3）跳开小电源（最大考虑5个出口），等0.5秒（4）合＃1主变 高压侧开关；延时t>=ts22,检测到高压侧开关位置信号在合位，进行下一步，否则备投失败（5）合＃1主变 中压侧开关；延时t>=ts23,检测到中压侧开关位置信号在合位，进行下一步，否则备投失败（6）如中压侧合于故障（短时开放），只要有一相电流 I2>=Is22,t>=ts24,跳开中压侧开关，备自投失败，闭锁备投（7）合＃1主变 低压侧开关（8）35kV母线是否有压 U>=U1s(母线有压定值)，否则备自投失败，闭锁备投，备投放电。
结语
本文简单地阐述了自适应方式的微机智能型备用电源自投装置的动作逻辑。对于微机装置来说，有了硬件基础，再增加软件功能是比较简单的。本文由于篇幅限制，只选取了电力系统中主变备自投逻辑来分析。在此基础上，遵循本文中所提到的总则，则可以开发出各种更加灵活多变的备自投装置，以适用于两圈变压器备自投、三圈变压器备自投、进线备自投、分段备自投等等。
参考文献
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[5] 苏胜锋，浅谈备用电源备自投的原理和应用原则，《科技资讯》2009年 第22期
论文作者:李健健
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/5
标签：母线论文; 装置论文; 定值论文; 电源论文; 中压论文; 信号论文; 检测到论文; 《电力设备》2017年第14期论文;