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【摘 要】介绍了备用电源自动投入装置的基本要求，对微机型备用电源自动投入装置的逻辑特点和运行的模式进行分析。并针对现场存在的问题加以分析与改进。
【关健词】备自投 逻辑 运行方式 功能模式
一、前言
在现代电力系统中，随着国民经济的迅猛发展，用户对供电的质量和可靠性要求日益提高，于是备用电源自动投入便成为对用户提供连续可靠供电的一种重要技术措施。近年来，随着计算机技术的不断发展，微机型备自投装置正逐步地替代传统型的备自投装置，其性能可靠、功能齐全，运行灵活，在电力系统中得到大量运用。
二、备自投的基本要求
在电力系统中一次系统的运行方式可能会根据需要而变动，为了适应一次系统，备自投装置也有多种的运行方式，但基本都遵循着以下要求：
（一）工作电源上电压不论何原因消失时，备自投装置均应动作。其动作的时间应尽可能短，停电时间短对用户有利，但对电动机可能造成冲击。运行实践证明，在有高压大容量电机的情况下，备自投的时间以1～1.5S为宜，低电压场合可减小到0.5S。
（二）工作电源确实断开后，备用电源才能投入。为了防止备用电源对线路倒送电，备自投装置动作后，都需先跳开工作电源侧的开关。
（三）工作电源失压，还必须检查工作电源无流，才能起动备自投装置。为了防止电压互感器二次回路断线，引起装置误动作，常需检测电源侧电流信号。
（四）备自投装置只允许动作一次。当备自投装置自投于故障母线时，继电保护应加速动作将备用电源断开，这时备自投装置不允许再次动作以免事故扩大。
（五）手动跳开工作电源时，备自投不应动作。
（六）备自投装置为防止自投在故障上，内部故障时应闭锁备自投。
三、微机型备自投装置的逻辑特点
备自投装置与其它继电保护一样经历了电磁型、晶体管型、集成电路型和微机型四个阶段。目前以微机型备自投装置为运用主流。它就是将电流量、电压量等模拟量通过VFC（压频变换口）元件或ADC元件转换的数字量送到装置总线上，通过预设的程序对数字量和开关量进行综合逻辑分析，并根据分析结果作用于相关开关，从而实现自动切换的功能。微机型备自投逻辑虽然复杂，但遵循着备自投的基本要求，一般可分为如下4个逻辑进程：
（一）备自投充电。当工作电源运行在正常供电状态，备用电源工作在热备用状态（明备用）或两者均在正常供电状态（暗备用）时，备自投经10S～15S延时后，完成充电进程。
（二）备自投充电后，若满足其起动条件，经延时执行其跳闸逻辑，先跳开工作电源的进线开关。
（三）备自投执行完跳闸逻辑后，若满足其合闸条件，经延时执行其合闸逻辑，合上备用电源进线开关。
（四）备自投放电。当备自投执行完合闸逻辑后；备自投退出运行；开关拒跳，拒分；闭锁条件输入等情况下，备自投都均放电，使其行为终止。
微机型备自投只有再次满足充电条件充电后才能再起动，这种“充放电”性能保证了备自投只允许动作一次。
四、微机型备自投装置的运行分析
微机型备自投装置可同时投入多种备自投模式，根据所采集的信息量，不同的备自投模式可以分别对应设置在不同的定值组内，运行方式变化时，定值组可以自动地跟踪切换，自动执行与之配合的自投方式，即所谓的自适应能力。
在中、低压配电系统中，以两路电源互为备用的形式最为常见，并有分段备自投，桥开关备自投，进线备自投三种功能模式。以下就这三种功能模式进行分析。
图1所示为常见的变电站主接线图，110kV侧为内桥接线，10kV侧为单母线分段。
图1 变电站常见主接线图
（一）桥开关备自投
正常运行下，QF1.QF2在合位，分别向110kV I段、II段母线供电，QF3处于断开位置，两段母线互为暗备用，备自投充电完成。设此时当非人为操作QF1之原因而出现110kV I段母线失压，且II段母线有压，I1无流时，桥开关备自投起动，先跳开QF1，再合上QF3。
设110kV II段母线失压，I段母线备用投入，运行逻辑同上。
当主变相关继电保护动作跳闸时，应同时闭锁桥开关备自投，防止自投到故障上。
（二）分段备自投
正常运行下，QF4.QF5处于合位，分别向10kV I段母线、II段母线供电，QF6处于断开位置，两段母线互为暗备用，备自投充电完成。设此时当非人为操作QF4之原因而出现10kV I段母线失压，且II段母线有压，I4无流时，分段备自投起动，先跳开QF4，再合上QF6。
设10kV II段母线失压，I段母线备用投入，运行逻辑同上。
当主变相关继电保护动作跳闸时，应同时闭锁分段备自投，防止自投到故障上。
在35kV及以下系统中，分段备自投功能常常是由分段开关的微机保护装置在完成保护作用的同时一并实现，这样不仅节省成本，减少并简化电缆接线，而且在此基础上附加备自投的后加速过流保护功能也会十分的方便。
分段备自投还具有过负荷联切功能，如果负荷部分线路有并网的小电源，则应考虑解列小电源线路，防止备自投在备用线路上造成非同期并列对小电源侧造成冲击。
（三）进线备自投
正常运行下，XL1.XL2互为明备用，设XL1为工作电源、XL2为备用电源，QF1，QF3在合位，QF2处于断开位置。当XL1失压，I 、II段母线均无压，TV2有压且I1无流，进线备自投起动，先跳开QF1后，再合上QF2。
设XL2为工作电源失压，XL1备用电源投入，运行逻辑同上。
主变相关继电保护动作跳闸，断开了内桥开关及相应的110kV进线开关，故主变保护动作不必闭锁进线备自投。
五、现场存在的问题及改进方法
在南曹110kV变电站中、系统为扩大内桥接线、前期工程接线如图3实线所示。
图2 南曹110kV变电站110kV侧主接线图
当前运行方式为渔南线、中高南支线互为暗备用，因3号主变未上，桥II开关QF4兼做中高南支线进线开关，即QF1，QF4L在合位，QF3处于断开位置。内桥II备自投暂不投入使用，内桥I备自投执行桥开关备自投逻辑，其运行正常。为了检验运行中桥I备自投在不同运行方式下的自适应能力，电业局对南曹变进行110kV进线电源互投带负荷试验。设110kV渔南线为主电源侧，中高南支线为备用电源，QF1，QF3在合位，QF4断开，内桥I备自投选择执行进线备自投逻辑。当主电源失电后，桥I备自投不动作，QF4未合上，备自投自投入失败。经现场和事后分析，发现问题出在备用电源的母线电压取样上。如图2所示，备用电源的取样电压取自III段母线的TV4，桥II开关QF4虽处在断开位置，但中高南支线作为明备用，使TV4始终有压，备自投虽满足其充电逻辑要求，但当主电源失电后，并不满足I段、II段母线同时无压的起动条件，故备自投不动作。为了满足进线电源互投的要求，就需在中高南支线上增加进线开关QF2，如图2 虚线部分，桥II开关QF4平时处于合位状态，起到联络作用，并增加其开关量作为备自投动作的条件。改进后的方案实现了备自投的自适应能力，满足了系统不同运行方式下供电的可靠性。
六、结束语
备自投是保障电网安全，供电可靠的重要手段，随着微机型备自投在电力系统中的广泛应用，其在实际运行过程中出现的问题在所难免，这就要求工程技术人员对装置的逻辑特点与运行模式熟悉掌握，对现场发生的问题深入研究，不断地总结经验，完善其功能，确保电网的安全运行。
参考文献：
[1]高亮，电力系统微机继电保护，中国电力出版社，2007年
[2]ISA变电站综合自动化系统说明书，深圳南瑞科技有限公司，2001年
[3]邓红军，备用电源自动投入的逻辑及其实现，《电气时代》7期，2004年
【关健词】备自投 逻辑 运行方式 功能模式
一、前言
在现代电力系统中，随着国民经济的迅猛发展，用户对供电的质量和可靠性要求日益提高，于是备用电源自动投入便成为对用户提供连续可靠供电的一种重要技术措施。近年来，随着计算机技术的不断发展，微机型备自投装置正逐步地替代传统型的备自投装置，其性能可靠、功能齐全，运行灵活，在电力系统中得到大量运用。
二、备自投的基本要求
在电力系统中一次系统的运行方式可能会根据需要而变动，为了适应一次系统，备自投装置也有多种的运行方式，但基本都遵循着以下要求：
（一）工作电源上电压不论何原因消失时，备自投装置均应动作。其动作的时间应尽可能短，停电时间短对用户有利，但对电动机可能造成冲击。运行实践证明，在有高压大容量电机的情况下，备自投的时间以1～1.5S为宜，低电压场合可减小到0.5S。
（二）工作电源确实断开后，备用电源才能投入。为了防止备用电源对线路倒送电，备自投装置动作后，都需先跳开工作电源侧的开关。
（三）工作电源失压，还必须检查工作电源无流，才能起动备自投装置。为了防止电压互感器二次回路断线，引起装置误动作，常需检测电源侧电流信号。
（四）备自投装置只允许动作一次。当备自投装置自投于故障母线时，继电保护应加速动作将备用电源断开，这时备自投装置不允许再次动作以免事故扩大。
（五）手动跳开工作电源时，备自投不应动作。
（六）备自投装置为防止自投在故障上，内部故障时应闭锁备自投。
三、微机型备自投装置的逻辑特点
备自投装置与其它继电保护一样经历了电磁型、晶体管型、集成电路型和微机型四个阶段。目前以微机型备自投装置为运用主流。它就是将电流量、电压量等模拟量通过VFC（压频变换口）元件或ADC元件转换的数字量送到装置总线上，通过预设的程序对数字量和开关量进行综合逻辑分析，并根据分析结果作用于相关开关，从而实现自动切换的功能。微机型备自投逻辑虽然复杂，但遵循着备自投的基本要求，一般可分为如下4个逻辑进程：
（一）备自投充电。当工作电源运行在正常供电状态，备用电源工作在热备用状态（明备用）或两者均在正常供电状态（暗备用）时，备自投经10S～15S延时后，完成充电进程。
（二）备自投充电后，若满足其起动条件，经延时执行其跳闸逻辑，先跳开工作电源的进线开关。
（三）备自投执行完跳闸逻辑后，若满足其合闸条件，经延时执行其合闸逻辑，合上备用电源进线开关。
（四）备自投放电。当备自投执行完合闸逻辑后；备自投退出运行；开关拒跳，拒分；闭锁条件输入等情况下，备自投都均放电，使其行为终止。
微机型备自投只有再次满足充电条件充电后才能再起动，这种“充放电”性能保证了备自投只允许动作一次。
四、微机型备自投装置的运行分析
微机型备自投装置可同时投入多种备自投模式，根据所采集的信息量，不同的备自投模式可以分别对应设置在不同的定值组内，运行方式变化时，定值组可以自动地跟踪切换，自动执行与之配合的自投方式，即所谓的自适应能力。
在中、低压配电系统中，以两路电源互为备用的形式最为常见，并有分段备自投，桥开关备自投，进线备自投三种功能模式。以下就这三种功能模式进行分析。
图1所示为常见的变电站主接线图，110kV侧为内桥接线，10kV侧为单母线分段。
图1 变电站常见主接线图
（一）桥开关备自投
正常运行下，QF1.QF2在合位，分别向110kV I段、II段母线供电，QF3处于断开位置，两段母线互为暗备用，备自投充电完成。设此时当非人为操作QF1之原因而出现110kV I段母线失压，且II段母线有压，I1无流时，桥开关备自投起动，先跳开QF1，再合上QF3。
设110kV II段母线失压，I段母线备用投入，运行逻辑同上。
当主变相关继电保护动作跳闸时，应同时闭锁桥开关备自投，防止自投到故障上。
（二）分段备自投
正常运行下，QF4.QF5处于合位，分别向10kV I段母线、II段母线供电，QF6处于断开位置，两段母线互为暗备用，备自投充电完成。设此时当非人为操作QF4之原因而出现10kV I段母线失压，且II段母线有压，I4无流时，分段备自投起动，先跳开QF4，再合上QF6。
设10kV II段母线失压，I段母线备用投入，运行逻辑同上。
当主变相关继电保护动作跳闸时，应同时闭锁分段备自投，防止自投到故障上。
在35kV及以下系统中，分段备自投功能常常是由分段开关的微机保护装置在完成保护作用的同时一并实现，这样不仅节省成本，减少并简化电缆接线，而且在此基础上附加备自投的后加速过流保护功能也会十分的方便。
分段备自投还具有过负荷联切功能，如果负荷部分线路有并网的小电源，则应考虑解列小电源线路，防止备自投在备用线路上造成非同期并列对小电源侧造成冲击。
（三）进线备自投
正常运行下，XL1.XL2互为明备用，设XL1为工作电源、XL2为备用电源，QF1，QF3在合位，QF2处于断开位置。当XL1失压，I 、II段母线均无压，TV2有压且I1无流，进线备自投起动，先跳开QF1后，再合上QF2。
设XL2为工作电源失压，XL1备用电源投入，运行逻辑同上。
主变相关继电保护动作跳闸，断开了内桥开关及相应的110kV进线开关，故主变保护动作不必闭锁进线备自投。
五、现场存在的问题及改进方法
在南曹110kV变电站中、系统为扩大内桥接线、前期工程接线如图3实线所示。
图2 南曹110kV变电站110kV侧主接线图
当前运行方式为渔南线、中高南支线互为暗备用，因3号主变未上，桥II开关QF4兼做中高南支线进线开关，即QF1，QF4L在合位，QF3处于断开位置。内桥II备自投暂不投入使用，内桥I备自投执行桥开关备自投逻辑，其运行正常。为了检验运行中桥I备自投在不同运行方式下的自适应能力，电业局对南曹变进行110kV进线电源互投带负荷试验。设110kV渔南线为主电源侧，中高南支线为备用电源，QF1，QF3在合位，QF4断开，内桥I备自投选择执行进线备自投逻辑。当主电源失电后，桥I备自投不动作，QF4未合上，备自投自投入失败。经现场和事后分析，发现问题出在备用电源的母线电压取样上。如图2所示，备用电源的取样电压取自III段母线的TV4，桥II开关QF4虽处在断开位置，但中高南支线作为明备用，使TV4始终有压，备自投虽满足其充电逻辑要求，但当主电源失电后，并不满足I段、II段母线同时无压的起动条件，故备自投不动作。为了满足进线电源互投的要求，就需在中高南支线上增加进线开关QF2，如图2 虚线部分，桥II开关QF4平时处于合位状态，起到联络作用，并增加其开关量作为备自投动作的条件。改进后的方案实现了备自投的自适应能力，满足了系统不同运行方式下供电的可靠性。
六、结束语
备自投是保障电网安全，供电可靠的重要手段，随着微机型备自投在电力系统中的广泛应用，其在实际运行过程中出现的问题在所难免，这就要求工程技术人员对装置的逻辑特点与运行模式熟悉掌握，对现场发生的问题深入研究，不断地总结经验，完善其功能，确保电网的安全运行。
参考文献：
[1]高亮，电力系统微机继电保护，中国电力出版社，2007年
[2]ISA变电站综合自动化系统说明书，深圳南瑞科技有限公司，2001年
[3]邓红军，备用电源自动投入的逻辑及其实现，《电气时代》7期，2004年