论文部分内容阅读
摘要：随着电网规模不断扩大，电力系统网络结构日益复杂，为保证供电可靠性，备自投在电力系统尤其在110kV地区电网中得到广泛应用。随着电网的发展、新技术的应用以及供电可靠性的需求，备自投的应用也呈现出多元化的发展态势。本文介绍备自投在地区电网中的多种应用情况，通过不同运行方式及逻辑功能等的分析，比较各类备自投的优缺点，为电网建设、方式调整、备自投安装等提供借鉴。
关键词：备自投;地区电网;供电可靠性
1引言
电力系统中，因为故障或其它原因工作电源断开以后，将备用电源、备用设备或其他电源自动地迅速地投入工作，令用户能尽快恢复供电的自动控制装置，简称备自投装置（AAT装置）。采用备自投装置可以提高供电可靠性、简化继电保护配置、限制短路电流并提高母线残压。随着用户对供电可靠性要求的提高，备自投装置得到了广泛应用，是电力部门为保证用户连续可靠供电的重要手段。
2 备自投的使用原则
2.1 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，损毁了设备，加重了事故的破坏力。
实现方法：控制备用电源或设备断路器的合闸脉冲，使之只动作一次。
2.2 工作电源被断开后才能启动备用电源。工作电源失压后，备自投起动延时到后总是先跳进线断路器，确认该断路器在跳位后，备自投逻辑才继续工作。这样能避免备自投动作后合于故障或备用电源倒送电的情况。
实现方法：备用电源和设备的断路器合闸回路应由供电元件受电侧断路器的常闭辅助触点启动。
2.3 人工切除工作电源时，备自投不应动作。
2.4 备用电源不满足有压条件时，备自投不应动作。
实现方法：备自投装置采集备用电源线路电压。
3 备自投在电网中的应用
3.1 进线备自投
目前110kV电网中的变电站大多采用单母不分段、单母分段及内桥接线结构，有两回及以上进线，正常方式为一回运行，另一回或两回备用，为实现进线备自投提供有利条件，也使其成为备自投应用最为广泛的功能之一。
3.1.1 方式说明
某变电站由110kV进线1供电，110kV进线2备供，即1DL开关运行、2DL开关热备用，110kV备自投投入运行。
3.1.2 备自投逻辑
110kV进线1永久性故障，变电站失压，备自投动作，断开1DL开关，合上2DL开关，恢复变电站供电。
进线备自投优点为逻辑简单，判断准确，有多年可靠的运行经验，但其缺点是功能单一，不适合在多个变电站手拉手的电网中运行。
3.2 内桥接线备自投
在内桥接线结构的变电站中应采用内桥接线备自投，正常方式为两个开关运行，另一个开关备用，通过方式调整可实现内桥备自投或进线备自投功能，满足不同运行方式下的电网供电需要。
3.2.1 方式说明
某变电站110kV母联3DL开关热备用，110kV进线1、进线2各供一段母线，即1DL、2DL开关运行，110kV备自投投入运行。
3.2.2 备自投逻辑
110kV进线1永久性故障，变电站110kVⅠ段母线失压，备自投动作，断开1DL开关，合上3DL开关，恢复110kVⅠ段母线供电。同理适用于110kV进线2故障。
另外，若3DL、1DL开关运行，2DL开关热备用，可实现进线备自投功能。
内桥接线备自投优点为功能强大，兼具内桥备自投及进线备自投功能，运行中方便灵活，但其缺点是二次接线复杂，操作时还需注意备自投功能切换等问题。
3.3 10kV母联备自投
在多台主变供电的变电站中往往采用10kV备自投保证供电的可靠性，10kV备自投整定的动作时间应大于110kV备自投的动作时间，如上一级110kV备自投动作并恢复供电后，则10kV备自投应不动作。
3.3.1 方式说明
某变电站双主变运行，#1、#2主变各供10kV一段母线，即10kV母联6DL开关热备用，10kV备自投投入运行。
3.3.2 备自投逻辑
110kV进线1永久性故障，变电站110kVⅠ段母线失压，若110kV备自投动作不成功，则造成10kVⅠ段母线失压，10kV备自投动作，断开4DL开关，合上6DL开关，恢复10kVⅠ段母线供电。同理适用于110kV进线2及单台主变故障。
10kV母线备自投优点为大幅提高10kV配网的供电可靠性，但其缺点是负载较重的变电站不能投入10 kV备自投，因当备自投动作后负荷将全部切换给另一台主变供电，有可能造成主变过载。
3.4 远方备自投
常规的备自投往往只能满足一个变电站的供电可靠性，对于110kV网络闭环上串接两个及以上的变电站，需引入远方备自投，通过装置的远方通信功能，实现多个变电站之间的电压、电流、开关位置等信息的交互，实现多个变电站的互备，即满足了方式调整的灵活性，也保证了各站的供电可靠性。
3.4.1 方式一说明
110kV线路1供电变电站1，110kV线路3供电变电站2，110kV线路2由变电站1充电至变电站2，即1DL、2DL、4DL开关运行，3DL开关热备用。 3.4.2 备自投逻辑
（1）110kV线路1永久性故障，变电站1失压，远方备自投动作断开1DL开关，并向变电站2发送远方合3DL开关命令;变电站2接收到远方合闸命令后，远方备自投动作，合上3DL开关，恢复变电站1的供电。
（2）110kV线路3永久性故障，变电站2失压，远方备自投动作断开4DL开关，合上3DL开关，恢复变电站2的供电。
3.5 方式二说明
110kV线路1供电变电站1，并经110kV线路2供电变电站2，110kV线路3空载运行，即1DL、2DL、3DL开关运行，4DL开关热备用。
3.6 备自投逻辑
（1）110kV线路1永久性故障，变电站1、变电站2失压，远方备自投动作断开1DL开关，并向变电站2发送远方合4DL开关命令;变电站2接收到远方合闸命令后，远方备自投动作，合上4DL开关，恢复变电站1、变电站2的供电。
（2）110kV线路2永久性故障，变电站2失压，远方备自投动作断开3DL开关，合上4DL开关，恢复变电站2的供电。
远方备自投广泛应用于各种电压等级的手拉手式电网接线方式，只需对传统备自投逻辑进行修改或重新设计，并增加一些开关量输入即可实现，从而提高电网的灵活性和可靠性。其缺点是备自投、重合闸及保护装置之间的配合需经大量模拟试验以验证其可靠性和正确性，同时当参与远方备自投的任意一条线路检修或停电时，备自投均需退出，从而降低了供电可靠性。
4 结论
随着社会经济的发展，城乡电网规模不断扩大，电网结构日趋复杂，居民对供电可靠性的要求逐渐提高，而地区电网大多采用环网供电，开环运行的方式，因此，备自投已成为电力系统保证电网稳定性和供电可靠性的重要手段。目前，广东电网为了保证供电的可靠性，备自投装置被大量使用，其在电网稳定运行中的地位也不言而喻。
电网的发展、新技术的应用加速备自投多元化的发展，以满足电网不同运行方式下的供电需求。实际应用中，应根据电网规划、方式安排的需要，选择合适的备自投装置，发挥其最大功效，为地区电网的安全、稳定、可靠、经济运行提供有力保障。
参考文献：
[1]唐海军，杨承卫，姚翔，等.电网备用电源自动投入的实践与思考[J].电力自动化设备，2005，36（8）：99―10.
[2]马小珍.两种备自投装置的逻辑分析与改进[J].现代电力，2010，27（1）：53―55.
[3]杜景远，崔艳.微机备自投在济南电网中的应用[J].继电器，2001，29（9）：40―42.
[4]任祖怡，窦乘国，许华乔.新型智能备用电源自投装置[J].电力系统自动化，2003，27（9）：86-87.
[5]何雄，宋会平.备用电源自动化投入装置在荆州电网的运用[J].湖北电力，2005，29（2）：10-12.
关键词：备自投;地区电网;供电可靠性
1引言
电力系统中，因为故障或其它原因工作电源断开以后，将备用电源、备用设备或其他电源自动地迅速地投入工作，令用户能尽快恢复供电的自动控制装置，简称备自投装置（AAT装置）。采用备自投装置可以提高供电可靠性、简化继电保护配置、限制短路电流并提高母线残压。随着用户对供电可靠性要求的提高，备自投装置得到了广泛应用，是电力部门为保证用户连续可靠供电的重要手段。
2 备自投的使用原则
2.1 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，损毁了设备，加重了事故的破坏力。
实现方法：控制备用电源或设备断路器的合闸脉冲，使之只动作一次。
2.2 工作电源被断开后才能启动备用电源。工作电源失压后，备自投起动延时到后总是先跳进线断路器，确认该断路器在跳位后，备自投逻辑才继续工作。这样能避免备自投动作后合于故障或备用电源倒送电的情况。
实现方法：备用电源和设备的断路器合闸回路应由供电元件受电侧断路器的常闭辅助触点启动。
2.3 人工切除工作电源时，备自投不应动作。
2.4 备用电源不满足有压条件时，备自投不应动作。
实现方法：备自投装置采集备用电源线路电压。
3 备自投在电网中的应用
3.1 进线备自投
目前110kV电网中的变电站大多采用单母不分段、单母分段及内桥接线结构，有两回及以上进线，正常方式为一回运行，另一回或两回备用，为实现进线备自投提供有利条件，也使其成为备自投应用最为广泛的功能之一。
3.1.1 方式说明
某变电站由110kV进线1供电，110kV进线2备供，即1DL开关运行、2DL开关热备用，110kV备自投投入运行。
3.1.2 备自投逻辑
110kV进线1永久性故障，变电站失压，备自投动作，断开1DL开关，合上2DL开关，恢复变电站供电。
进线备自投优点为逻辑简单，判断准确，有多年可靠的运行经验，但其缺点是功能单一，不适合在多个变电站手拉手的电网中运行。
3.2 内桥接线备自投
在内桥接线结构的变电站中应采用内桥接线备自投，正常方式为两个开关运行，另一个开关备用，通过方式调整可实现内桥备自投或进线备自投功能，满足不同运行方式下的电网供电需要。
3.2.1 方式说明
某变电站110kV母联3DL开关热备用，110kV进线1、进线2各供一段母线，即1DL、2DL开关运行，110kV备自投投入运行。
3.2.2 备自投逻辑
110kV进线1永久性故障，变电站110kVⅠ段母线失压，备自投动作，断开1DL开关，合上3DL开关，恢复110kVⅠ段母线供电。同理适用于110kV进线2故障。
另外，若3DL、1DL开关运行，2DL开关热备用，可实现进线备自投功能。
内桥接线备自投优点为功能强大，兼具内桥备自投及进线备自投功能，运行中方便灵活，但其缺点是二次接线复杂，操作时还需注意备自投功能切换等问题。
3.3 10kV母联备自投
在多台主变供电的变电站中往往采用10kV备自投保证供电的可靠性，10kV备自投整定的动作时间应大于110kV备自投的动作时间，如上一级110kV备自投动作并恢复供电后，则10kV备自投应不动作。
3.3.1 方式说明
某变电站双主变运行，#1、#2主变各供10kV一段母线，即10kV母联6DL开关热备用，10kV备自投投入运行。
3.3.2 备自投逻辑
110kV进线1永久性故障，变电站110kVⅠ段母线失压，若110kV备自投动作不成功，则造成10kVⅠ段母线失压，10kV备自投动作，断开4DL开关，合上6DL开关，恢复10kVⅠ段母线供电。同理适用于110kV进线2及单台主变故障。
10kV母线备自投优点为大幅提高10kV配网的供电可靠性，但其缺点是负载较重的变电站不能投入10 kV备自投，因当备自投动作后负荷将全部切换给另一台主变供电，有可能造成主变过载。
3.4 远方备自投
常规的备自投往往只能满足一个变电站的供电可靠性，对于110kV网络闭环上串接两个及以上的变电站，需引入远方备自投，通过装置的远方通信功能，实现多个变电站之间的电压、电流、开关位置等信息的交互，实现多个变电站的互备，即满足了方式调整的灵活性，也保证了各站的供电可靠性。
3.4.1 方式一说明
110kV线路1供电变电站1，110kV线路3供电变电站2，110kV线路2由变电站1充电至变电站2，即1DL、2DL、4DL开关运行，3DL开关热备用。 3.4.2 备自投逻辑
（1）110kV线路1永久性故障，变电站1失压，远方备自投动作断开1DL开关，并向变电站2发送远方合3DL开关命令;变电站2接收到远方合闸命令后，远方备自投动作，合上3DL开关，恢复变电站1的供电。
（2）110kV线路3永久性故障，变电站2失压，远方备自投动作断开4DL开关，合上3DL开关，恢复变电站2的供电。
3.5 方式二说明
110kV线路1供电变电站1，并经110kV线路2供电变电站2，110kV线路3空载运行，即1DL、2DL、3DL开关运行，4DL开关热备用。
3.6 备自投逻辑
（1）110kV线路1永久性故障，变电站1、变电站2失压，远方备自投动作断开1DL开关，并向变电站2发送远方合4DL开关命令;变电站2接收到远方合闸命令后，远方备自投动作，合上4DL开关，恢复变电站1、变电站2的供电。
（2）110kV线路2永久性故障，变电站2失压，远方备自投动作断开3DL开关，合上4DL开关，恢复变电站2的供电。
远方备自投广泛应用于各种电压等级的手拉手式电网接线方式，只需对传统备自投逻辑进行修改或重新设计，并增加一些开关量输入即可实现，从而提高电网的灵活性和可靠性。其缺点是备自投、重合闸及保护装置之间的配合需经大量模拟试验以验证其可靠性和正确性，同时当参与远方备自投的任意一条线路检修或停电时，备自投均需退出，从而降低了供电可靠性。
4 结论
随着社会经济的发展，城乡电网规模不断扩大，电网结构日趋复杂，居民对供电可靠性的要求逐渐提高，而地区电网大多采用环网供电，开环运行的方式，因此，备自投已成为电力系统保证电网稳定性和供电可靠性的重要手段。目前，广东电网为了保证供电的可靠性，备自投装置被大量使用，其在电网稳定运行中的地位也不言而喻。
电网的发展、新技术的应用加速备自投多元化的发展，以满足电网不同运行方式下的供电需求。实际应用中，应根据电网规划、方式安排的需要，选择合适的备自投装置，发挥其最大功效，为地区电网的安全、稳定、可靠、经济运行提供有力保障。
参考文献：
[1]唐海军，杨承卫，姚翔，等.电网备用电源自动投入的实践与思考[J].电力自动化设备，2005，36（8）：99―10.
[2]马小珍.两种备自投装置的逻辑分析与改进[J].现代电力，2010，27（1）：53―55.
[3]杜景远，崔艳.微机备自投在济南电网中的应用[J].继电器，2001，29（9）：40―42.
[4]任祖怡，窦乘国，许华乔.新型智能备用电源自投装置[J].电力系统自动化，2003，27（9）：86-87.
[5]何雄，宋会平.备用电源自动化投入装置在荆州电网的运用[J].湖北电力，2005，29（2）：10-12.