（国网山东博兴县供电公司 山东博兴 256500）
摘要：部分重要用户对供电可靠性的要求越来越高。停电时间较长会对用户关键设备造成重大损失，另外部分用电客户停电时间较长会引起严重的社会事件。所以，重要用户对提高供电可靠性具有较高的要求。采用备用电源自动投入装置（简称备自投装置）是解决这一问题的有效措施。在用户备自投装置的设计上，应力求做到简明、可靠，提高装置动作的可靠性。
关键词：备自投装置；重要用户；供电；可靠性；应用
1.用户对供电可靠性的要求
随着经济、社会的不断发展进步，用户对不间断供电的需求越来越高，长时间的停电轻则引起产品合格率下降，重则引起设备损坏，甚至会造成部分昂贵设备的报废，给用户造成严重的经济损失。另外，在医院、剧院、会场等重要场所，高可靠性的供电显得尤为重要，所以，为用户提供不间断、高可靠性的供电是摆在供电企业面前的一项重要工作。目前，越来越多的用户进行了双电源供电的配备，在主供电源出现故障时，可将负荷转到备用电源上运行，避免了因电源故障造成的长时间停电。在用户配备双电源的基础上，设计安装备自投装置，可实现将用户用电负荷在主供电源故障时自动切换到备用电源上运行，极大地缩短停电时间，保证供电的高可靠性。
2.备自投装置工作原理
2.1定义
备自投装置：当主供电源发生故障(电压失去或降低到设定值)时，将备用电源在设定的时间内启动或投入，以保证重要设备(用户)电源的供给的自动化设备。
2.2备投方式
一个备自投装置有多个运行方式，可以由一个切换小开关（或压板）来进行投退。这些备投方式包括：
变压器备自投方式
桥备自投方式
分段备自投方式
进线备自投方式
2.3充电（即投入备自投）
充电条件：投入备自投前应该具备的条件，一般包含如下条件：
相应母线是否有电压
相应开关位置
相应进线是否有电压
装置每种运行方式都对应一组充电条件，充电需要15秒左右的时间，以上所有条件都满足时方可投入备自投。
2.4放电（即退出备自投）
放电条件：备自投退出前应该具备的条件，一般包含如下的条件：
相应开关位置
相应母线是否无电压
备自投投入压板处于退出位置
手跳相应开关
控制回路断线
弹簧未储能，压力异常
PT断线
相应开关TWJ异常（跳位异常）
若以上条件满足一个，就可以退出备自投。
2.5动作
动作条件：导致备自投动作的条件，一般包含如下的条件：
相应开关的位置
相应母线电压
相应进线的电压或电流
若以上条件全部满足，备自投动作，备用电源投入。
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3.应用中对备自投装置的基本要求
3.1不论什么原因(工作变故障、母线故障、工作电源开关故障)使母线失去电压，备自投装置均应启动。
3.2工作电源断开后，备用电源才能投入。这样能防止两个不同期的电源非同期并列以及工作电源未跳开时而备用电源投入引起故障的扩大，造成电气设备的损坏。
3.3 备自投装置只允许动作一次。当工作母线或其引出线发生持续性短路故障时，备用电源第一次投入后，由于故障依然存在，其保护动作，又将备用电源断开。避免了将备用电源重复投入永久性故障。
3.4 备自投装置的动作时间，以使负荷的停电时间尽可能短为原则。这主要考虑电动机的自启动同时兼顾躲过短路点的去游离时间以及使母线残压和备用电源之间的相角差较小三个方面，可用时间继电器来控制，一般取为1～1.5S。
3.5电压互感器二次侧的熔断器熔断时，备自投装置不应动作。
4.用户一、二次设计的基本要求
4.1一次设计基本要求
10kV母线采用单母线接线或单母线分段接线（当出线回路较多时采用），具有两个电源进线间隔、母线电压互感器间隔及出线间隔。进出线间隔均配置真空断路器实现对进出线回路的控制、保护，真空断路器额定电流一般不小于630A,额定短路开断电流不小于25kA。两个电源进线间隔线路侧装设线路电压互感器，用于进线计量及提供线路电压信号。配电装置型式推荐采用金属铠装移开式开关柜，开关柜户内布置。
4.2二次设计基本要求
10kV进、出线采用保护测控一体的微机型保护装置，具有三段式过流保护、自动重合闸、小电流接地选线、低频低压减载、录波等功能。保护测控装置放在相应的开关柜中。计量采用专用电压互感器、电流互感器绕组，电流互感器准确级为0.2S，电压互感器准确级为0.2。备自投装置可放置在主供电源进线柜内。为保证两路电源可靠闭锁，应在两台进线断路器合闸回路中分别串入对侧断路器的开关常闭辅助接点，以保证两台断路器不会同时合闸运行。
5.在实际应用中需注意的问题
5.1备自投逻辑方案设计
备自投装置从原理上讲基本属于简单逻辑运算。一套完善的备自投逻辑方案，除了应满足一般性要求外，还应考虑装置实际运行环境的问题。备自投的设计应避免求全思想，不切实际地追求适应一切故障情况甚至臆想的稀有故障情况会导致自投逻辑过分复杂而大大降低可靠性。设计良好的备自投应该是在满足常见运行方式下，充分考虑相关环节，在系统可靠性与装置可靠性间取得合理的优化。
5.2备自投的启动条件
工作母线失压是备自投启动的条件，但只有当工作母线电源确实无压，备自投才允许启动，故应设置启动延时躲开电压波动。为防止备自投对线路倒送电，不论进线断路器是否断开，备自投延时启动后都应再跳一次该断路器，并将检查该断路器跳位辅助触点作为启动合闸的必要条件。主供电源对侧设重合闸的系统中备自投可等待对侧重合一次失败后启动自投，也可直接自投。重合失败后自投对恢复供电较有利，但自投延时将延长一个重合闸动作周期。原则上对供电容量大、装置可靠性较高、供电线路较长、重合成功率低或对连续性供电有特殊要求的重要负荷可采用直接自投方式；对装置可靠性相对较低的负荷可采用先重合后自投方式。
5.3备自投闭锁条件
一般应考虑：1)手动断开工作电源，备自投不应动作。设计应考虑手分继电器或控制开关触点闭锁备自投。2)为防止自投在故障上，内部故障时应闭锁备自投，设计应考虑备用电源进线开关的相邻元件保护出口触点闭锁备自投。为保证备自投只自投一次，备自投均应设置充电条件，在传统备自投上采用电容器充放电过程和瞬时动作延时返回的中间继电器实现一次合闸；在微机备自投中，一般采用逻辑判断和软件延时代替充电过程，即在所有闭锁条件均无效时，延时10 s允许备自投工作，“闭锁”或“退出”条件为“真”则立即放电。这里充电时间取10 s主要考虑下面几个原则，避免合闸在故障上造成开关跳跃和扩大事故：1)等待故障造成的系统扰动充分平息，认为系统已经恢复到故障前的稳定状态。2)躲过对侧相邻保护最后一段的延时和重合闸最长动作周期。3)考虑一定裕度。
6.结束语
备自投是保障电网安全、供电可靠的重要装置，微机技术的发展运用，为我们实现更高可靠性、更灵活的智能型备自投成为可能。备自投的逻辑简单，但应用中涉及的元件和系统因素较多，如何不断提高备自投的动作成功率和可靠性，仍然需要不断总结经验，对各种问题深入研究，提高可靠性，保证电网安全运行。
参考文献：
[1]崔家佩，孟庆炎，陈永芳，等．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算［M］．北京：中国电力出版社，1999
论文作者:韦冲
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：电源论文; 装置论文; 母线论文; 条件论文; 可靠性论文; 故障论文; 动作论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;