摘要：備用電源自動投入（以下簡稱備自投）裝置在電網中的使用，是保證電網安全、穩定、可靠運行的有力技術手段。備自投裝置的邏輯是否完善和接線是否正確，直接影響著備自投裝置動作的可靠性。本文從備自投的基本原則展開來討論備自投裝置的一些注意事項，希望能對裝置的設計和應用起到一定的指引作用。
　　關鍵字：備自投；應用；設計
　　
　　電力系統許多重要場合對供電可靠性要求很高，采用備用電源自動投入裝置是提高供電可靠性的重要方法之一。所謂備用電源自動投入裝置，就是當工作電源因故障被斷開后，能自動將備用電源迅速投入工作的裝置。
　　
　　1.基本備自投方式：
　　1)變壓器備自投
　　2)分段斷路器備自投
　　3)橋斷路器備自投
　　4)進線斷路器備自投
　　對更復雜的備自投方式，都可以看成是上述典型方式的組合。
　　
　　2.備自投的邏輯分析
　　備自投邏輯盡管很復雜，但仍有規律可循。一般說來，備自投的邏輯分為以下4個邏輯進程：
　　1）備自投充電。當工作電源運行在正常供電狀態、備用電源工作在熱備用狀態(明備用)，或兩者均在正常供電狀態(暗備用)時，備自投裝置根據所采集的電壓、電流及開關位置信號來判斷一次設備是否處于這一狀態，經過10s～15s延時后，完成充電過程。
　　2）備自投放電。當備自投退出運行；工作斷路器由人為操作跳開；備用斷路器不在備用狀態；斷路器拒跳、拒合；備用對象故障等不允許備自投動作的情況下，將備自投放電，使其行為終止。
　　3）備自投充電后，滿足其啟動條件，經或不經延時執行其跳閘邏輯(可能斷路器已跳開)，跳閘對象可能有多個。
　　4）備自投執行完跳閘邏輯后，滿足其合閘條件，經或不經延時執行其合閘邏輯，合閘對象也可能有多個。
　　
　　3.備自投的設計和應用的事項
　　1）母線有電壓、無電壓的判斷
　　母線有電壓：指接入的三個相(線)電壓至少有一個大于檢有電壓定值，三個有電壓條件相或可以防止TV一相或兩相斷線時備自投誤動。
　　母線無電壓：指接入的三個相(線)電壓均小于檢無電壓定值，即用邏輯與門來判斷母線無電壓，可以避免工作電源TV一相或兩相斷線時備自投的誤動。
　　
　　2）當工作母線上的電壓低于檢無電壓定值，并且持續時間大于給定時間定值時，備自投裝置方可起動。
　　備自投延時是為了躲母線電壓短暫下降，故備自投延時應大于最長的外部故障切除時間。因母線的進線斷路器跳開而引起的母線失壓，且進線無重合閘功能時，可不經過延時直接跳開斷路器，以加速合備用電源。如主變差動保護或本體保護動作全跳主變時，可加速低壓側分段備自投和變壓器備自投動作。備自投的時間定值應與相關的保護及重合閘的時間定值相配合。
　　
　　3）備用電源的電壓應工作于正常范圍，或備用設備應處于正常的準備狀態，備自投裝置方可動作，否則應予閉鎖。
　　
　　4）必須在斷開工作電源的斷路器之后，備自投裝置方可動作。
　　工作電源消失后，不管其進線斷路器是否已被斷開，備自投裝置在起動延時到了以后總是先跳該斷路器，確認該斷路器在跳位后，方能合備用電源的斷路器。按照上述邏輯動作，可以避免工作電源在別處被斷開，備自投動作后合于故障或備用電源倒送電的情況發生。但故障斷路器不應由備自投裝置切除，故備自投動作跳工作電源的時限應長于有關所有保護和重合閘的最長動作時間。
　　備用電源自投裝置動作，先跳開運行斷路器，再合上備用斷路器，一般不會涉及到同期問題，但如果變電站存在其他電源或是小電源接入系統的接入點，則備用電源自投不僅要考慮先跳開運行斷路器，而且要同時跳開其他電源的聯絡線，否則，在投入備用電源的同時，有可能出現非同期并列。在設計時，裝置應考慮的聯切功能，在跳開運行斷路器的同時，發出聯跳聯絡線的信號，使小電源與電網解列，雖然犧牲了小電源的供電可靠性，但避免了電力系統受到再一次的沖擊，保證了系統在故障情況下能夠及時恢復送電。
　　
　　5）人工切除工作電源時，備自投裝置不應動作。
　　備自投裝置應引入斷路器的合后接點，就地或遠控跳斷路器時，其合后接點斷開，備自投退出。有的廠家在備自投起動條件中加入檢進線斷路器合閘位置。檢查進線斷路器的合閘位置實際上是引入的閉鎖條件（進線斷路器不在合閘位置則閉鎖備自投）。如果母線或變壓器發生故障，保護動作跳開進線斷路器，進線斷路器將處于跳閘位置，此時備自投被閉鎖，手跳進線斷路器情況類似。
　　
　　6）避免備用電源合于永久性故障
　　在考慮運行方式和保護配置時，應避免備自投裝置動作使備用電源合于永久性故障的情況發生，一般通過引入閉鎖量或檢斷路器位置使備自投放電。以下通過兩運行情況進行說明。
　　情況1：
　　                                
　　                                                           圖1
　　圖1：為內橋接線的主接線形式，一般有三種運行方式。
　　方式一：兩回進線各帶一臺變壓器運行，1QF、2QF合閘位置，3QF跳閘位置。
　　方式二：I回線主供，II回線備用，1QF、3QF合閘位置，2QF跳閘位置。
　　方式三：II回線主供，I回線備用，2QF、3QF合閘位置，1QF跳閘位置。
　　對于方式一，如果#1變壓器差動保護動作，跳開1QF（3QF已處于分閘位置），I母失電，若無閉鎖引入，系統滿足橋斷路器備自投充電和啟動條件，合上3QF，則會將故障變壓器重新投入系統，對電力系統進行又一次沖擊。#2變壓器保護動作情況與#1變類似。
　　對于方式二，如果#1變壓器差動保護動作，跳開1QF、3QF，兩條母線同時失電，備用電源自投裝置應啟動，合上2QF，繼續用#2變壓器供電。如果#2變壓器差動保護動作，跳開3QF（2QF已處于分閘位置），如果此時I回線失壓，備用電源自投動作，合上2QF，則會將2#故障變壓器重新投入系統。方式三與方式情況類似。
　　所以，主接線形式為橋接線的，且運行方式為一主一備的，主供電源所對應的主變壓器的保護動作不應閉鎖進線自投，備用電源所對應的主變壓器的保護動作必須閉鎖進線自投，以避免備自投投于故障變壓器。如果備用自投方式為橋斷路器備用自投，顯而易見，為了避免將故障變壓器再次投入系統，應將兩臺變壓器的差動保護動作信號引入閉鎖備用電源自投。
　　
　　情況2：
　　受運行方式的限制，兩臺變壓器需要將低壓側分列運行，考慮到低壓系統供電可靠性的要求，如果一臺主變壓器跳閘，需要將故障變壓器，所帶的負荷通過備用電源自投的正確動作，轉移到另外一臺變壓器供電。見圖2，如果#1變壓器故障跳閘，低壓1母線失壓，低壓2母線有電壓，跳開1QF，合上3QF，繼續對低壓1母線供電。#2變壓器故障的動作邏輯同理。
　　                                       
　　                                                                          圖2
　　就主變低壓側分段斷路器備自投而言，變壓器差動保護動作跳主變各側時，一般表明主變本體發生故障，此時無需閉鎖主變低壓側分段開關備自投；而變壓器后備保護動作時，可能是低壓側母線或其出線上發生了故障，此時一般應閉鎖低壓側分段斷路器備自投。
　　
　　備用電源自裝置的應用,在電網的實際應用中，不可否認已取得很多成功的經驗，但是隨著電力系統的不斷完善和日益復雜，及電網自動化程度的提高，使得原來不太明顯的問題逐步顯現出來，需要在設計、施工、驗收、使用的各個環節，更進一步全面化和精細化，特別是在設計和調試階段，充分地考慮電網運行的實際要求，認真做好各種可能出現情況的試驗，才能保證裝置的可靠動作和電網的安全穩定運行。
　　
　　參考文獻：
　　1《繼電保護和安全自動裝置技術規程》GB/T14285-2006
　　2《靜態備用電源自動投入裝置技術條件》QF/T526-2002
　　3《備用電源自投裝置設計、應用的若干問題》昆明供電局鄭曲直、程穎