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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”装置可以大大改进电网的供电能力，减轻重载线路的负荷，对短路电流进行限制，以确保正常地、连续地供电。近些年来，电网供电系统有了进一步的发展，“备自投”装置也从技术和应用方面有了很大的改进。但在实际应用过程中，这种装置的运行模式以及逻辑关系都达不到电网运行规范，因此有的电网系统即便已安装了备自投装置，却无法使其发挥真正的作用。笔者在本文中就进线备自投设计时不得不注意的几个问题进行可深入的分析，同时根据问题产生的根源制定了一系列解决问题的方案，并且对调试方法进行了举例分析。
2 内桥接线方式进线备自投的动作过程分析
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。
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开关量特點应为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。
以上即为进线备投的一个简单准备、启动、动作过程。但是备自投在实际应用中还要与线路（变压器）保护及重合闸配合使用，因此还有许多需要注意的地方。
3 备投在实际应用中需要注意的问题
3.1 备自投装置应保证只动作一次
当工作母线发生永久性故障或引出线上发生永久性故障，且没有被出线断路器切除时，由于工作母线电压降低，备自投装置动作，第一次将备用电源或备用设备投入，因为故障仍然存在，备用电源或备用设备上的继电保护会迅速将备用电源或备用设备断开，此时再投入备用电源或备用设备，不但不会成功，还会使备用电源或备用设备、系统再次遭受故障冲击，并造成扩大事故、损坏设备等严重的后果。实现方法：当系统满足状态一时，控制备用电源或设备断路器的合闸脉冲，使之只动作一次，就是我们通常称之为的充电状态。
3.2 进线备自投跳闸回路的设计问题
一般情况下，我们可以运用手跳和保护跳闸两个办法来实现进线备自投的跳闸，在这一过程应该注意下列几点问题。
①若通过保护跳闸的方式实现现进线备自投的跳闸，首先将闭锁重合闸问题作为关键步骤来对待。这主要由于利用这种方式使工作线路开关跳开以后，不启动KKJ，保护装置会将其视为开关偷跳而启动重合闸，重新将原本跳开的线路开关闭合。这样一来就没办法将发生故障的原工作线路隔离开来，备自投装置也因此无法发挥作用。鉴于此，我们判断要闭锁这条线路保护的重合闸应该通过另一副跳闸输出接点来完成。因此，笔者提出在设计线路时应该通过这种办法接线，但部分厂家在设计备自投装置时仅安排了一副跳闸输出接点，因此设计人员应该仔细查看设计图上有几副跳闸输出接点，如果只有一副应立即责令厂家另外再配一副。
②若是手动跳闸就不必考虑闭锁重合闸的问题。因为这个问题已在手动跳闸、遥控跳闸的操作回路中被解决了。但这种设计方案也有利有弊，简单易操作是其，但由于备自投装置的设计原则的限制，它不具备“手分闭锁备自投”的功能，因为在人为手分工作线路开关时（如变电站需要全停时）备自投装置将备用线路开关闭合是不合理的。保护合后继电器接点与备自投装置想连接以后才具备了此项功能，所以一定要加入“手分闭锁备自投”的回路。加入加入“手分闭锁备自投”的回路这种方式并不适合所有的跳闸途径，例如手动跳闸就不合适，否则，备自投装置将工作线路跳开后，也会导致备自投装置被“手分闭锁备自投”回路闭锁，出现不能合备用线路的矛盾逻辑，所以不能将“手分闭锁备自投”回路加入手动跳闸的操作模式中，也就是取消保护合后继电器接点接入备自投装置，使备自投装置真正发挥其作用。需要注意一点，人为手分工作线路开关时难免出现备自投误投备用线路的情况，为尽量避免此类问题产生，操作时管理人员应监督工人规范操作流程，必须先退出备自投装置再通过人力将工作线路开关断开。
3.3 进线备自投合闸回路的设计问题
进线备自投的合闸回路可接在手合或不经手合（如接在重合闸回路）两种方式实现，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，必须将备自投合闸与手合回路相连接，因为保护装置的合后继电器已连接了手合回路，合后继电器的操作就通过手合来完成，备自投装置只有接收了保护的合后继电器动作信号才可以开始工作。
②早期的微机保护，很多厂家在设计时并未加入合后继电器，当这些保护要通过备自用装置来完成，会制约备自投装置发挥“手分闭锁备自投”的作用，备自投的合闸回路对手合或不经手合没有太多的要求，但一定要通过电源实现备自投装置的后合继电器输入接点短接，否则备自投装置就达不到设计要求而装置闭锁。
3.4 备自投装置开关位置的接入接点
大部分备自投装置仅需要取开关位置的一个常闭接点。设计时我们可以利用开关机构箱的开关常闭接点及保护装置的TWJ接点来获取。为简化施工步骤，力求以最少的投入达到预期的效果，设计者一般会取保护装置的TWJ继电器接点，因为保护装置与备自投装置都是集中在一起放置在继保室的，施工接线时电缆短并且易于施工，相比取安装在开关场的开关机构箱，这一方法就大大降低施工的工作量，这就是取TWJ继电器接点的重要原因。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，这也是误导设计人员取TWJ接点的原因之一。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。 下面介绍一下取TWJ接点备自投动作时将闭锁备自投的一个实例。
110kV望村变电站备自投动作失败分析
当运行线路汾望I回发生永久故障时，汾望I回线路的光纤纵差保护动作不经延时跳开汾望I回线路两侧开关望村侧126和汾阳站侧113，这时126重合成功，113则因重合于故障线路再次跳开，母线I因此而失压，这时备自投满足动作要求（母线失压，运行汾望I线线路无流），将再次发跳开126命令，126即被再次跳开，此时因126保护TWJ继电器动作回路串联开关储能接点（通常TWJ用来监视合闸回路的正常性，而合闸回路是与开关储能接点是串联在一起的），只有当储能机构储能完成时储能接点接通TWJ继电器才动作，所以当运行汾望I回线路保护重合闸动作成功后，126开关机构处于合闸储能过程中（这一过程大约要8—10秒的时间），储能接点没有接通，此时备投装置动作跳汾望I回线路开关126后，没有及时收到开关分位信号，而闭锁投备用线123开关信号，从而造是备自投装置不能正常动作，全站失压的事故。
因此如果本侧开关保护存在重合闸，备自投需要与重合闸配合使用时，备自投装置开关位置的接入应取开关机构箱的接点，这样才能够第一时间且正确地反映开关的合分位状态，而不受其它因素的影响，从而保证备自投的正确动作性。
以上主要列举了备自投在设计安装时需要注意的几点问题，那么怎样才能判断备自投在设计和安装上正确完善呢？以下列举了110kV南武变电站备自投的调试方案。
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
试验项目：进线备投方式一
（以下项目均为充电条件满足时）
①拉开两母电压器空开，备投正确动作，跳开158，合上157（模拟线路故障时，对侧开关跳开，本侧开关尚未跳开的现象）。
②点跳158，后将两母电压空开拉下，此时备投放电，不能动作（不满足充电条件，同时也不符合正常故障时，电压先下降，开关后跳开的动作逻辑）。
③先拉空开，然后点跳158，备投正确动作，合上157（满足正常故障顺序，先是电压降低继而相关保护装置跳开运行线路开关）。
④拉开空开，然后使2#主变差动保护动作跳开158、100，备投正确动作合上157开关(采用与实际运行一致的试验方法，模拟主变故障差动保护跳开高压侧和高分段开关)。
⑤差动保护动作，跳开158、100开关，备投瞬时放电，拉下空开，备投仍动作。
⑥拉开空开，后差动保护动作跳开158、100，备投未放电，又合上空开，备投放电（5、6是为了观察开关变位与电压变化对备自投动作的影响）。
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。
參考文献：
[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》.
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”装置可以大大改进电网的供电能力，减轻重载线路的负荷，对短路电流进行限制，以确保正常地、连续地供电。近些年来，电网供电系统有了进一步的发展，“备自投”装置也从技术和应用方面有了很大的改进。但在实际应用过程中，这种装置的运行模式以及逻辑关系都达不到电网运行规范，因此有的电网系统即便已安装了备自投装置，却无法使其发挥真正的作用。笔者在本文中就进线备自投设计时不得不注意的几个问题进行可深入的分析，同时根据问题产生的根源制定了一系列解决问题的方案，并且对调试方法进行了举例分析。
2 内桥接线方式进线备自投的动作过程分析
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。
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开关量特點应为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。
以上即为进线备投的一个简单准备、启动、动作过程。但是备自投在实际应用中还要与线路（变压器）保护及重合闸配合使用，因此还有许多需要注意的地方。
3 备投在实际应用中需要注意的问题
3.1 备自投装置应保证只动作一次
当工作母线发生永久性故障或引出线上发生永久性故障，且没有被出线断路器切除时，由于工作母线电压降低，备自投装置动作，第一次将备用电源或备用设备投入，因为故障仍然存在，备用电源或备用设备上的继电保护会迅速将备用电源或备用设备断开，此时再投入备用电源或备用设备，不但不会成功，还会使备用电源或备用设备、系统再次遭受故障冲击，并造成扩大事故、损坏设备等严重的后果。实现方法：当系统满足状态一时，控制备用电源或设备断路器的合闸脉冲，使之只动作一次，就是我们通常称之为的充电状态。
3.2 进线备自投跳闸回路的设计问题
一般情况下，我们可以运用手跳和保护跳闸两个办法来实现进线备自投的跳闸，在这一过程应该注意下列几点问题。
①若通过保护跳闸的方式实现现进线备自投的跳闸，首先将闭锁重合闸问题作为关键步骤来对待。这主要由于利用这种方式使工作线路开关跳开以后，不启动KKJ，保护装置会将其视为开关偷跳而启动重合闸，重新将原本跳开的线路开关闭合。这样一来就没办法将发生故障的原工作线路隔离开来，备自投装置也因此无法发挥作用。鉴于此，我们判断要闭锁这条线路保护的重合闸应该通过另一副跳闸输出接点来完成。因此，笔者提出在设计线路时应该通过这种办法接线，但部分厂家在设计备自投装置时仅安排了一副跳闸输出接点，因此设计人员应该仔细查看设计图上有几副跳闸输出接点，如果只有一副应立即责令厂家另外再配一副。
②若是手动跳闸就不必考虑闭锁重合闸的问题。因为这个问题已在手动跳闸、遥控跳闸的操作回路中被解决了。但这种设计方案也有利有弊，简单易操作是其，但由于备自投装置的设计原则的限制，它不具备“手分闭锁备自投”的功能，因为在人为手分工作线路开关时（如变电站需要全停时）备自投装置将备用线路开关闭合是不合理的。保护合后继电器接点与备自投装置想连接以后才具备了此项功能，所以一定要加入“手分闭锁备自投”的回路。加入加入“手分闭锁备自投”的回路这种方式并不适合所有的跳闸途径，例如手动跳闸就不合适，否则，备自投装置将工作线路跳开后，也会导致备自投装置被“手分闭锁备自投”回路闭锁，出现不能合备用线路的矛盾逻辑，所以不能将“手分闭锁备自投”回路加入手动跳闸的操作模式中，也就是取消保护合后继电器接点接入备自投装置，使备自投装置真正发挥其作用。需要注意一点，人为手分工作线路开关时难免出现备自投误投备用线路的情况，为尽量避免此类问题产生，操作时管理人员应监督工人规范操作流程，必须先退出备自投装置再通过人力将工作线路开关断开。
3.3 进线备自投合闸回路的设计问题
进线备自投的合闸回路可接在手合或不经手合（如接在重合闸回路）两种方式实现，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，必须将备自投合闸与手合回路相连接，因为保护装置的合后继电器已连接了手合回路，合后继电器的操作就通过手合来完成，备自投装置只有接收了保护的合后继电器动作信号才可以开始工作。
②早期的微机保护，很多厂家在设计时并未加入合后继电器，当这些保护要通过备自用装置来完成，会制约备自投装置发挥“手分闭锁备自投”的作用，备自投的合闸回路对手合或不经手合没有太多的要求，但一定要通过电源实现备自投装置的后合继电器输入接点短接，否则备自投装置就达不到设计要求而装置闭锁。
3.4 备自投装置开关位置的接入接点
大部分备自投装置仅需要取开关位置的一个常闭接点。设计时我们可以利用开关机构箱的开关常闭接点及保护装置的TWJ接点来获取。为简化施工步骤，力求以最少的投入达到预期的效果，设计者一般会取保护装置的TWJ继电器接点，因为保护装置与备自投装置都是集中在一起放置在继保室的，施工接线时电缆短并且易于施工，相比取安装在开关场的开关机构箱，这一方法就大大降低施工的工作量，这就是取TWJ继电器接点的重要原因。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，这也是误导设计人员取TWJ接点的原因之一。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。 下面介绍一下取TWJ接点备自投动作时将闭锁备自投的一个实例。
110kV望村变电站备自投动作失败分析
当运行线路汾望I回发生永久故障时，汾望I回线路的光纤纵差保护动作不经延时跳开汾望I回线路两侧开关望村侧126和汾阳站侧113，这时126重合成功，113则因重合于故障线路再次跳开，母线I因此而失压，这时备自投满足动作要求（母线失压，运行汾望I线线路无流），将再次发跳开126命令，126即被再次跳开，此时因126保护TWJ继电器动作回路串联开关储能接点（通常TWJ用来监视合闸回路的正常性，而合闸回路是与开关储能接点是串联在一起的），只有当储能机构储能完成时储能接点接通TWJ继电器才动作，所以当运行汾望I回线路保护重合闸动作成功后，126开关机构处于合闸储能过程中（这一过程大约要8—10秒的时间），储能接点没有接通，此时备投装置动作跳汾望I回线路开关126后，没有及时收到开关分位信号，而闭锁投备用线123开关信号，从而造是备自投装置不能正常动作，全站失压的事故。
因此如果本侧开关保护存在重合闸，备自投需要与重合闸配合使用时，备自投装置开关位置的接入应取开关机构箱的接点，这样才能够第一时间且正确地反映开关的合分位状态，而不受其它因素的影响，从而保证备自投的正确动作性。
以上主要列举了备自投在设计安装时需要注意的几点问题，那么怎样才能判断备自投在设计和安装上正确完善呢？以下列举了110kV南武变电站备自投的调试方案。
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
试验项目：进线备投方式一
（以下项目均为充电条件满足时）
①拉开两母电压器空开，备投正确动作，跳开158，合上157（模拟线路故障时，对侧开关跳开，本侧开关尚未跳开的现象）。
②点跳158，后将两母电压空开拉下，此时备投放电，不能动作（不满足充电条件，同时也不符合正常故障时，电压先下降，开关后跳开的动作逻辑）。
③先拉空开，然后点跳158，备投正确动作，合上157（满足正常故障顺序，先是电压降低继而相关保护装置跳开运行线路开关）。
④拉开空开，然后使2#主变差动保护动作跳开158、100，备投正确动作合上157开关(采用与实际运行一致的试验方法，模拟主变故障差动保护跳开高压侧和高分段开关)。
⑤差动保护动作，跳开158、100开关，备投瞬时放电，拉下空开，备投仍动作。
⑥拉开空开，后差动保护动作跳开158、100，备投未放电，又合上空开，备投放电（5、6是为了观察开关变位与电压变化对备自投动作的影响）。
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。
參考文献：
[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》.