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110kV变电站备自投的应用研究作者：陈红许来源：《华中电力》2013年第04期摘要：本文针对广州地区110kV变电站的典型主接线形式，分析了备自投动作的逻辑方案，并且指出了备自投逻辑特点，对备自投实现方式进行了分析，通过对两种备自投实现方式进行了分析和比较，确定了一种比较好的备自投实现方式。
还提出了备自投设计实施过程中需要注意的问题，并且提出了相应建议。
最后还对备自投实现方式的变化进行了展望。
关键词：备自投；配置；逻辑一、前言随着电力系统的发展，为了确保电力系统安全稳定运行，进一步减少电网故障对用户的影响，提高电力用户、特别是重要用户的供电可靠性和连续性，备自投装置在电网中起着越来越重要的作用。
备自投装置是当工作电源由于故障或其他原因失去时，能够迅速的投入备用电源，避免了用户由于停电造成的损失。
目前110kV变电站的备自投主要有分段备自投和进线备自投方式，而分段备自投和进线备自投方式比较简单，本文主要以广州地区的典型主接线形式，分析和研究广州地区备自投的特点，广州地区的110kV变电站的典型接线为终期规模三台主变，其中110kV侧为线路变压器组接线，10kV侧为单母分四分段接线，其中二号主变为双分支，设两个10kV分段开关[1]。
（详见图1）目前电力系统是按N-1的原则来设计，又称单一故障安全准则。
按照这一准则，电力系统的N个元件中的任一独立元件（输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电；不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故[2]。
因此当一台主变停运或线路故障跳闸后，其它两台主变可以负担起全部负荷，这样正常运行时主变的负荷率大概在2/3。
该接线方案只要任何一条线路或主变发生故障的情况下，都有可能造成一段10kV母线失压，而110kV线路出现故障的几率比较高，因此需要解决10kV母线失压的问题，因此需要在10kV侧配置备自投装置，备自投装置需要完成恢复母线电压，同时还要完成负荷的均匀分配，不致造成主变的过负荷。
浅谈110kV变电站备自投装置的备投方式及应用摘要：随着近年来国家的各个方面不断发展与进步，科学技术水平获得了大幅度的提升。
而我国的电力系统也随之不断完善，变得更加的可靠。
越来越多的终端变电站，现在要求运行的设备需要安装备自投装置。
方式分为单母分段接线，双目接线等。
本文将以110kV单母分段接线方式为例，对其进行分析，浅谈其备投方式和一些应用。
关键词：110kV变电站；备自投；单母分段接线引言我国的电力系统目前虽然比较完善，可是也容易因为机器故障或者其他问题，造成电力系统的瘫痪，这时备用的设备电源显得尤为重要。
在关键时刻备用电源可以让其他设备尽快的恢复系统的运行并使其正常的工作，这就是备用自动投入装置，也是我们说的备自投装置。
备自投设备现今已经成为电力系统不可或缺的设备，他是可以使电力系统快速恢复供电运行的重要手段。
1 备用电源自动投入装置基本使用技巧及要求1.1备自投基本要求备用电源自动投入装置基本要求首先应在主电源不再工作时启动并投入设备。
其次在主电源不论任何情况下断开，除了信号被封闭的情况，都应自动投入工作，需要注意的是，备自投装置只能保证启动一次，并设有面对突发情况的保护加速跳闸。
最后，为了保证工作人员的安全，在主电源被手动断开工作的时候，备用自动投入装备不应该投入工作，应设有分过备用自动投入电源的封锁功能，以免临时备用电源投入到已经故障的设备中或者对工作人员造成伤害。
而且备用电源应不能在不满足有压条件的情况下投入工作。
1.2备自投在110kV单母线路存在的问题和解决措施备用自动投入设备在单母分段接线方式如图1所示，有三种运行的模式。
第一种模式就是两条电路连通，各自运行一台主线，110kV的母连16M断路器，待定使用。
第二种模式就是用作连通线路的163线路也要运行两台主变，164进线断路器待定使用。
最后一种模式是用164线路运行两台主变，同样进线的163断路器待定使用。
这三种模式，都有自己不同的思路、逻辑。
110kV变电站备自投装置的应用研究摘要：随着电网负荷不断提高，国民对供电可靠性的要求也在不断提升，110kV电网的结构也日益复杂，备自投装置是电网自动化系统中的重要组成部分，通过对备自投装置应用的研究，可以进一步提高自动化管理的水平。
本文从三个方面详细的介绍了备自投装置在110kV变电站中的应用情况，包括了：备自投装置的动作条件和工作要求、在主供电源跳闸后变化、应用中需要注意的问题，以此为变电站的工作人员提供参考。
关键词：供电稳定性；备自投装置；动作条件引言：在现代经济发展的过程中，对电量的需求不断扩大，尤其是在用电高峰期，很多地区的电量峰值极高，但是电量的缺口问题始终没有得到根治，很多地区存在缺电现象，因此很多变电站都采用相互切换备用电源的方式保证供电的连续稳定。
备自投装置就是一种常见的措施，通过备自投装置可以有效减少变电站中的配电事故，缩小停电范围，保证供电稳定性，但是在具体使用的过程中，还需要注意几点问题。
一、备自投装置在110kV变电站中的应用概况（一）备自投装置的动作条件和工作要求在110kV变电站中使用备自投装置，首先要明确具体的动作条件和工作要求，第一，备自投装置只能够动作以此，如果线路上的故障属于永久性，那么，在备自投动作后，别用电源线路就会自动切换到故障线路上，从而达到扩大保护范围，加快动作速度，以此避免出现重合闸情况的出现。
其次，在使用备自投设备的过程中，如果变电站出现断路器跳闸的情况，应用备自投装置，就可以实现闭锁，通过延时动作，将自动控制转变为手动控制，也可以保证传输正常运行。
这就意味着在实际应用的过程中，需要为备自投装置设置延时回路和闭锁回路。
在110kV变电站中有两回110kV进线，两回110kV进线分别承担着两路电源的供电，可以划分为主供电源和备供电源，如果主供电源出现故障发生跳闸，但是备用电源没有投入，那么整个变电站都会处于孤网状态，就算满足了备自投装置的供电要求，也无法恢复故障。
110kV单母分段备自投闭锁方式分析与研究摘要：备自投装置应用的目的在于提高电力系统供电可靠性。
在主供电源失电时通过备自投装置自动投入备用电源，来保证母线不失去电压。
备自投装置准确动作可以及时恢复供电，在各电压等级电网中得到了广泛的应用。
为防范备自投的不正确动作，避免将备用电源再次投入到故障元件中，扩大事故范围，闭锁条件显得尤为重要。
关键词：备自投，可靠性，闭锁0前言随着我国人民生活水平的不断提高，人们对电力的需求越来越大，依赖程度越来越强，对电能质量的要求也更加严格，供电可靠性成为供电考核的重要指标，因此利用各种电气设备保证电源的不间断供电和提高供电可靠性成为供电企业的重要工作。
为保证备自投装置能够准确动作，避免将备用电源再次投入到故障元件中，扩大事故范围，应采取一定的闭锁条件，闭锁条件必须要能适应系统一次接线的变化合理的接入，在不该闭锁的情况下应可靠动作，该闭锁的情况下必须可靠闭锁，才能保证供电可靠性和电网的安全运行。
本文将110kV 某变电站110kV备自投装置外部闭锁开入接线进行分析，并提出改进措施。
1 某110kV变电站单母分段主接线示意图图1 110kV某变电站单母分段接线方式示意图站内保护配置情况如下：序号一次设备保护型号主要功能备注1110kV线路A PCS-943N光纤电流差动、距离、零序2110kV线路B CSC163AN光纤电流差动、距离、零序3110kVⅠ、Ⅱ组母线BP-2C-NWC母线差动保护、母联充电及过流保护4110kV1#主变CSC-326FN分相差动、复压过流、零序、间隙5PRS-778S分相差动、复压过流、零序、间隙6110kV2#主变CSC-326FN分相差动、复压过流、零序、间隙7PRS-778S分相差动、复压过流、零序、间隙安自方面110kV部分配置PCS-9651D备自投一套110kV备自投的几种方式如下：（1）备自投方式1为110kV某变电站110kV进线A为主供电源，分段断路器QF3在运行状态，110kV进线B为备用电源。
110kV进线备自投装置的应用研究
【摘要】结合电网的实际情况，对110kV进线备自投装置在运用中的电压电流回路、开关量回路以及跳合闸回路的接入问题和备自投动作逻辑的问题进行分析，针对存在的问题，提出了具体的、可行的解决方案，进一步提高了110kV 备自投装置在电网中的动作成功率和可靠性，进而提高电力系统的供电可靠性。
【关键词】110kV进线备自投；电压电流回路；跳合闸回路；开关量回路；动作逻辑；
1 前言
电力系统提高供电可靠性的方法大致有几种：一是采用环网供电，这种方式大大提高了供电可靠性，但多级环网对系统的稳定不利，在中低压电网中较少采用；二是多电源供电，这种方式在提高供电可靠性的同时会带来继电保护配合等方面的困难。
因此，在中低压电网中较为广泛选择的供电方式为单路电源供电，当出现故障时自动切换至备用电源供电的方式，简称进线备自投。
为确保进线备自投装置能正确动作，其二次电压、电流回路、开关量回路、跳合闸回路必须接法正确，并且，备自投的动作逻辑必须满足系统的运行方式。
只有这样才能提高110kV备自投装置在电网中的动作准确性，进而提高电力系统的供电可靠性。
2 电压、电流回路
为了能正确反映一次设备的运行状况，应根据一次设备的接线方式引入母线电压。
在实际运行中，参与备投的两条线路都接在同一段母线上，所以，引入该母线电压即可。
但也存在单母带分段开关的接线方式，在这种情况下就需要分别引入两段母线的电压。
另外，为了判断线路的运行状态，还需要引入线路电压。
与此同时，为了防止因为PT断线引起的备自投误动，需要引入线路电流作为闭锁条件，就是说，当装置光是检测到母线无压，线路有压的情况下是不允许动作的，还需要判断线路没有电流后才能动作出口。
3 跳、合闸回路
3.1 跳闸回路
进线备自投的跳闸回路一般可通过保护跳闸、手跳和永跳三种方式实现。
（1）保护跳闸方式。
采用这种方式必须要考虑闭锁重合闸问题，因为采用保护跳开工作线路开关后，保护装置会误认为开关偷跳而启动重合闸，从而将原已被分开的线路开关又重新合上，导致无法隔离有故障的原工作线路。
由于备自投装置不能采集到运行开关跳位的开入，会终止下一个逻辑，会使得备自投装置无法正常工作。
因此，应选用另一副跳闸输出接点去闭锁该线路保护的重合闸。
在按照此方法接线时应注意：由于一些备自投装置在设计时跳闸输出接点只有一副，这就要求工程技术人员在审图时就要求厂家多配一付跳闸出口接点来实现此功能。
（2）
手跳方式。
由于手动跳闸、遥控跳闸的操作回路已经考虑闭锁重合闸了，因而不需要再考虑闭锁重合闸的问题。
但是，在这种方式下，就不能使用操作箱内的手跳接点来实现“手分闭锁备自投”的功能。
针对这个问题，有两个解决方案：a、即取消保护合后继电器接点接入备自投装置，这样备自投装置就能正确动作。
b、在实际应用中，为了防止人为手分工作线路开关时各自投误投备用线路，要在各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）永跳方式。
采用永跳方式就不存在使用保护跳和手跳方式的重合闸以及手跳闭锁备自投装置的问题。
3.2 合闸回路
进线备自投的合闸回路可以采用手合或不经手合（如接在重合闸回路）两种方式来实现，因此备自投合闸回路的设计应该根据保护装置的具体情况进行选择。
具体的做法是：（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，备自投合闸一定要接入手合回路。
因为保护装置的合后继电器是接在手合回路中的，是通过手合来启动合后继电器的，各自投在收到保护的合后继电器动作信号后才具备动作条件。
（2）在早期的微机保护装置中，厂家设计时并没考虑合后继电器的采用。
因此，当备自投装置应用于这些保护时，备自投将无法实现“手分闭锁各自投”的功能。
此时，备自投的合闸回路接在手合或不经手合回路（如接在重合闸回路）均可，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，否则，备自投装置将因为无法满足条件而闭锁装置。
3.3 开关量回路
TWJ受到弹簧未储能接点的影响，使得备自投装置可能在固定时间内监测不到工作电源的跳位信号。
从而中断备自投过程。
为防止这种情况的发生，使备自投装置能有效地实现其功能，可将110kV线路备自投所取断路器位置由TWJ 接点改为由断路器辅助接点反映，这样才能在第一时间正确反映断路器的分合位置，从而保证备自投正确动作。
4 动作逻辑
备自投装置的原理简单，但在实际应用中由于涉及的元件和系统因素较多，各自投装置动作的成功率和可靠性都会受影响。
因此，完善备自投的动作逻辑有助于提高成功率和可靠性。
现将一些情况讨论如下：
（1）主供电源和备用电源取自同一母线时，主供线路故障引起备供线路电压降低，当低于备用线路无压闭锁整定值时，备自投被瞬时放电，造成备自投拒动。
可以采用2种办法解决：a.整定备用线路无压闭锁定值时充分考虑系统情况；
b.修改逻辑，备用线路无压闭锁不采取放电方式，采取备用线路无压时闭锁，电压恢复后立即解除的闭锁方式。
（2）近年来，为了提高电力系统安全稳定性、防范电网稳定事故、防止发生大面积停电事故，广东省电网中安装了安全稳定装置。
在该安全稳定系统中，
220kV切负荷执行站的其中一个功能是接收上级控制子站发来的切负荷命令，按照一定的策略，切除110kV负荷。
安全稳定装置切除110kV线路导致由其送电的变电站工作电源失电，此对备自投装置是不允许动作投上备用电源的，而因其他故障使工作电源失电，则要投上备用电源。
为了满足上述条件，一种方法可以考虑对备自投装置配置远方控制的闭锁功能，安全稳定装置将动作的闭锁信号远传至工作电源的对端，闭锁备自投，但这种方法需要加装通信通道。
但是，目前110kV变电站没有和安全稳定装置建立通信通道，而且110 kV变电站数量大、分布广，建立和维护通信通道需要投入大量的入力、财力和时间。
因此，可以采用另一种方法，即对安全稳定系统可切线路对侧的110 kV备自投装置进行升级，使其能智能的区别工作电源是因故障失电还是因安全稳定系统远切失电。
若是前者，备自投不应动作，若是后者，备自投应动作。
备自投装置应增加了经不平衡电压启动或经重合闸过程启动进线自投，以及备用电源低频低压闭锁进线自投的动作逻辑，备自投装置应满足以下逻辑中的一个才能启动：a、装置检测到主供单元的开关位置与KKJ合后位置信号不对应；b、任一非检修母线电压满足重合闸波形。
波形判别条件如下：母线电压应满足“有压→无压→有压”的过程，即母线三相电压均低于无压值超过20ms后，在装置启动延时Tq内，满足任一母线的任一相电压高于0.5Un超过40ms；c、至少40ms内满足任一非检修母线的负序电压大于“故障下母线负序电压门槛值U2（TV断线的母线不得参与判别）；d、至少40ms内满足任一非检修母线的零序电压大于“故障下母线零序电压门槛值3U0（TV断线的母线不得参与判别）。
（3）110kV母线一般不配置母差保护，当110kV母线发生故障时，为避免备投线路自投于故障点，造成事故扩大，110kV侧备自投须配备“自投于故障后加速切”功能。
该功能要求如下：当发出合备投元件命令后，若在判备投成功等待延时时间内同时满足以下条件，则装置应启动自投于故障后加速切功能，一直满足条件达到自投于故障后加速切延时时间后发出备投元件的跳闸开出信号，并报备自投失败：a、“自投于故障后加速切”功能投入；b、任一备投元件任一相电流≥加速电流；注：对于母联备自投方式，取备投侧线路（主变）的电流进行判别。
③满足以下任一母线复合电压开放条件：a. 非发生TV断线异常的任一非检修母线任一相电压低于元件判有压定值；b. 非发生TV断线异常的任一非检修母线零序电压大于固化定值3U0；c. 非发生TV断线异常的任一非检修母线负序电压大于固化定值U2。
5 总结
由以上分析我们可以看出，备自投装置的电压电流回路、开关量回路以及跳合闸回路的正确接入以及备自投动作逻辑的不断完善，是提高110kV备自投装置在电网中的动作成功率和可靠性的基石，希望通过此文能让更多继电保护从业者对备自投装置有更深入的认识，对今后的备自投装置的设计、安装、调试和运行提供一些参考。
参考文献：
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[2]陈茂英. 110kV备自投装置应用中的相关问题探讨[J].广东输电与变电技术，2008（02）.
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