关于备自投的设计与调试方法举例

摘要：结合实际情况，针对现场应用中遇到的问题，从较为简单的内桥接线方式时的进线备自投入手，对备自投的设计及调试方法进行了分析及探讨。

关键词：备自投　跳闸　闭锁　可靠性

1　概述

“备自投”是备用电源自动投入装置和备用设备自动投入装置的简称。“备自投”可以使电网正常运行时的供电能力变强，使重载线路的负荷变小，限制短路电流，提高供电的可靠性和连续性。近些年，电力系统在不断地进步，备用电源自动投入装置开始占据更高的地位。但是，因为生产实际中应用的备自投装置的运行方式和逻辑关系总是违规的，所以尽管安装了不少的备自投装置，但是不能正式投入运行。本文主要讨论进线备自投设计时需要注意的一些问题，以及改进措施或思路，并且对调试方法进行了举例分析。

2　内桥接线方式备自投的动作过程分析

2.1　内桥接线方式的进线备投方式

首先对较常见的内桥接线方式的进线备投进行详细的阐述。如图1：

当1DL分位，2DL、3DL合位，2#进线处于运行状态时，1#进线为2#进线备用，称为进线备投方式。

对于进线备投，当正常运行时，1#进线处于热备用，2#进线处于运行状态，3DL合位，此时系统的特点：

①开关量的特点为1DL为分位，2DL、3DL为合位。

②电气特点为1、2#母线电压为正常电压，1、2#进线线路电压正常，我们把以上电气量与开关量的状态称为允许备投启动状态，就是我们常说的充电状态，称为状态一。

取一种最简单常见的故障，当2#进线对侧发生故障，对侧开关跳闸（两侧都不投重合闸），本侧开关尚未跳开时，称为状态二，此时系统的特点：

①开关量特点应为1DL为分位，2DL、3DL为合位。

②电气量特点应为1、2母线失压，同时进线2无压。

那么此时备自投就应该立即启动，去跳开本侧2#进线开关，同时合上1#进线开关恢复正常供电。由于出现状态2以后备自投即启动动作，所以把状态2称作备投启动状态。

2.2　分段备投方式

当3DL分位，1DL、2DL合位，1#、2#进线处于运行状态时，称为分段备投方式。

对于分段备投，当正常运行时，1#、2#进线处于运行状态，3DL分位，此时系统的特点：

①开关量的特点为3DL为分位，1DL、2DL为合位。

②电气特点为1、2#母线电压为正常电压，1、2#进线线路电压正常，我们把以上电气量与开关量的状态称为允许备投启动状态，就是我们常说的充电状态，称为状态一。

取一种最简单常见的故障，当2#进线对侧发生故障，对侧开关跳闸（两侧都不投重合闸），本侧开关尚未跳开时，称为状态二，此时系统的特点：

①开关量特点应为3DL为分位，1DL、2DL为合位。

②电气量特点应为1母电压正常、2母电压消失，同时进线1有压、进线2无压。

此时备自投就应该立即启动，去跳开2#进线开关，同时合上3#分段开关恢复正常供电。由于出现状态二以后备自投即启动动作，所以把状态二称作备投启动状态。

以上即为内桥接线方式下分段备投的一个简单准备、启动、动作过程。

3　备自投在实际应用中需要注意的问题

3.1　进线备自投跳闸回路的设计问题

进线备自投的跳闸回路的实现方式主要有两种：一是保护跳闸，一是手跳，在使用这两种方式时要注意各自的注意事项。

①保护跳闸：要注意闭锁重合闸问题，因为采用保护跳开工作线路开关后，不启动KKJ，保护装置可能会以为是开关偷跳，然后会启动重合闸，这样已分开的线路开关又连接上了，最终不能达到隔离有问题的工作线路的目的，备自投也会出现异常，所以只能是选择用另一副跳闸输出接点去闭锁该线路保护的重合闸。建议设计按此方法接线，因为有的厂家的备自投只有一副跳闸输出接点，因此设计人员在审图时，需要让厂家多配一付跳闸出口接点。

②手跳：如果选择这种方式，我们就无需考虑闭锁重合闸的问题，因为手动跳闸、遥控跳闸的操作回路已经考虑闭锁重合闸了，而且这种方式不是很复杂，但它的缺点是无法加入“手分闭锁备自投”的功能。根据备自投的设计原则，在人为手分工作线路开关时，备自投不应该合备用线路开关，这需要通过保护合后继电器接点接入备自投装置来实现。所以在进行设计时通常会加入“手分闭锁备自投”的回路。但如果备自投采用手跳方式时也加入“手分闭锁备自投”的回路，将会造成备自投通过手跳回路跳开工作线路后，“手分闭锁备自投”回路又闭锁备自投，导致无法合备用线路的矛盾逻辑，因此手跳方式的设计不能加入“手分闭锁备自投”回路，这样才能保证备自投装置的正确动作。但是，要想避免人为手分工作线路开关时备自投误投备用线路，应在备自投的现场运行规程里要求在人工断开工作线路开关前将备自投退出。

3.2　进线备自投合闸回路的设计问题

进线备自投的合闸回路实现方式也有两种：一是手合，一是不经手合，备自投合闸的接法是根据保护装置实际进行选取的。

①在取保护装置的合后继电器来实现“手分闭锁备自投”的功能时，必须将备自投合闸接入手合回路，因为保护装置的合后继电器是接在手合回路中的，备自投在收到保护的合后继电器动作信号才能动作。

②之前的微机保护，厂家设计时忽略了合后继电器，当在这些保护中应用备自用装置时，备自投就不能做到“手分闭锁备自投”。此时，备自投的合闸回路可接在手合，也可以接在不经手，但要注意用电源将备自投装置的后合继电器输入接点短接，不然，备自投装置就会由于不能满足条作而闭锁装置。

3.3　备自投装置的闭锁问题

常规备自投装置都有实现手动跳闸闭锁及保护闭锁功能，其中保护闭锁功能，分别有母差动作闭锁，主变后备保护动作闭锁桥自投，一般来说主变后备保护动作时相应母线及出线的后备，此时如果是出线据动或母线发生故障，备自投不应动作。考虑母线故障的几率很低，出线可能出现瞬时性故障而据动的情况，为了最大限度地保证负荷的正常供应，主变后备保护不闭锁备自投。只是在桥接线方式时采用主变差动闭锁备自投。

如上图中，在内桥接线方式时，A点发生故障，此时故障在2#主变的差动保护范围内，差动保护动作跳开2#变高低压侧断路器，同时备自投不应合3DL，因此内桥接线方式下的分段备投应采用主变差动闭锁备自投。

3.4　备自投装置开关位置的接入接点

不少的备自投装置只要取开关位置的一个常闭接点就可以了。在设计图纸时，可通过开关机构箱的开关常闭接点和保护装置的TWJ接点来取得。设计人员为了更方便进行施工，通常会取保护装置的TWJ继电器接点，由于我们通常会将保护装置与备自投装置放在一起，都放到继保室里，施工接线时电缆不会太长，而且方便施工，相比取安装在开关场的开关机构箱，这样做能够使施工工作量减少很多，所以我们选择的是TWJ继电器接点。还有，多数备自投装置厂家图纸在开关量输入端都标取进线TWJ接点，这也会误导设计人员取TWJ接点。但是在实际应用中我们发现备自投在取用开关位置接点时，必须要结合重合闸来选取采用的接点位置。

4　试验方法举例分析

110kV南武变电站备自投

主接线方式：内桥接线

保护型号：DSA2361

157为进线一，158为进线二

进线备投：

充电条件（逻辑“与”）：

①进线一备自投投入。②1DL分位。③2DL合位。④3DL合位。⑤I母有压。⑥II母有压。⑦进线一有压。

放电条件（逻辑“或”）：

①进线一备自投退出。②1DL合位。③2DL分位。④3DL分位。⑤进线一无压。

备自投启动条件（逻辑“与”）：

①I母有压。②II母无压。③进线二无流。④进线一有压。⑤2DL合位。

注：在做试验时，为了判断开关变位与电压升降对备自投的影响，将备投动作延时增加到最长的10秒，发现备投启动后，开关变位不会放电，但是电压恢复正常却会瞬时放电。

以上试验项目通过模拟内桥接线方式时，主变或线路发生的故障，分析了电气量以及开关量的不同变化对备自投动作情况的影响，检验了备自投设计以及二次接线的正确性。

5　结束语

近年来，吕梁电网110kV变电站备自投装置针对以上问题在设计及安装上进行了大量改进，结合投入运行后的实际动作结果来看，备自投均能正确动作，切实提高了供电可靠性，并减轻了运行人员的劳动强度，大大提高了生产效率。

参考文献：

[1]贺家李，宋从矩.《电力系统继电保护原理》.

[2]《RCS-9000备用电源自投保护测控装置技术使用说明书》.

[3]《DSA2361备用电源自投保护测控装置技术使用说明书》.

[4]《变电站备用电源自投装置的技术原则》.

[5]《国家电网公司继电保护培训教材》.