备自投的设计及应用
摘要：根据备自投的使用原则，介绍了备投在实际使用中需注意的问题，提出了备投设计中采用kkj作为判据和不采用kkj作为判据的两种设计方案。
关键词：手跳闭锁闭锁重合闸 kkj 接入接点
1 概述
当工作电源因故障被断开以后，能自动而迅速的将备用电源投入工作，保证用户连续供电的装置即称为备用电源自动投入装置，简称备自投装置。
备自投装置在110kv以下的中、低压配电系统中比较常见，是确保电力系统连续可靠供电的一个重要设备。
随着电力系统的发展，备用电源自动投入装置的作用日趋重要。
但由于生产实际中应用的备自投装置的运行方式和逻辑关系往往不符合要求，因此有许多备白投装置虽已安装，但无法正式投入运行。
本文首先简述了备自投的使用原则，然后通过阐述备自投的动作过程，引出备自投动作逻辑中所需的开入量和模拟量，并对其作用及在工程实际中需要注意的地方进行相应的解释。
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 备投在实际应用中需要注意的问题
3.1 进线备自投跳闸回路的设计问题
进线备自投的跳闸回路主要包括两种形式，即手跳和保护跳闸，但必须注意几个细节性的问题。
①采用保护跳闸方式不可忽视闭锁重合闸设计的问题，因为采用保护跳开工作线路开关后，不启动kkj，保护装置便判断为开关偷跳而启动重合闸，这样本来是分开的线路开关又被重新闭合，就不能将存在故障的原工作线路隔离开来，进而影响备自投顺利工作，这就需要通过另一副跳闸输出接点去将这条线路的重合闸闭
合。
笔者认为应该根据上述设计原理安排接线，部分厂家的备自投设备只设计了一副跳闸输出接点，所以业内设计者最好在审图环节就要求厂家再加一副跳闸出口接点，从而使跳闸设计更加完善。
②若采用手跳方式，在手动跳闸和遥控跳闸的操作回路中就可以解决闭锁重合闸的问题，这样就省去了很多繁琐的设计步骤，唯一不足之处是这种设计不具有“手分闭锁备自投”功能。
照备自投的设计原则而论，在人为手分工作线路开关时备自投不应该合备用线路开关，使保护合后继电器接点与备自投装置相接才可以起到上述作用。
所以，将“手分闭锁备自投”回路设计加入备自投设备中。
当备自投选用手跳方式时也加入zh“手分闭锁备自投”回路，会造成备自投通过手跳回路跳开工作线路后，备自投又被“手分闭锁备自投”回路闭锁，造成无法合备用线路的矛盾逻辑，所以不允许在“手分闭锁备自投”回路中加入手跳方式，即取消保护合后继电器接点接入备自投装置，以确保备自投装置正常工作。
但是，为避免备自投设备在人为手分工作线路开关的过程中误投备用线路，应在备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。
此外，有些时候备自投需要采用合后节点作为手跳闭锁判据，但保护没有合后的备用接点接入备自投，这时候可以采用两种方式：①在保护上增加一个kkj的中间继电器，从而引出备用接点到备自投。
②在备自投装置上将kkj的开入短接，但需要运行人员在手分工作线路开关时将备自投退出，防止人为手分工作线路开关时
备自投误投备用线路，此时跳闸回路可以接入保护装置的手跳回路。
还有一种情况就是备自投不需要kkj开入，但是仍然要实现“手跳闭锁备自投”这个功能，这时我们采用的办法是将测控装置的手跳33并接入备自投装置的“闭锁备自投开入”，同样可以实现这个功能。
3.2 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，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，是通过手合来起动合后继电器的，备自投在收到保护的合后继电器动作信号才具备其动作条件。
以深南瑞isa-358g的进线自投为例
如下图：
假设：2#进线a点故障，备自投跳闸回路采用手跳回路，如果备自投正确动作后，2dl的为跳位，合后位复归，如果备自投合闸回路未采用手合回路，那么3dl合位且处于合后，1dl合位，但有可能不在合后，这时lbzt2就有可能不满足充电条件，导致保护不能正确动作，此时如果1#进线b处发生故障，备自投会因未充电而不动作，换另一种假设如果1dl在合后发生b处故障后备自投正确
动作跳开1dl，合上了2dl，但是此时1dl跳位，2dl虽然是合位但必然不在合后，那么备自投是肯定不会充电的，所以如果跳闸回路用了手跳回路，那么合闸回路就一定要用手合回路。
②比较早期的微机保护，在厂家设计时并没考虑合后继电器的采用，当备自用装置应用于这些保护时，备自投将无法实现“手分闭锁备自投”的功能。
此时，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）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作而闭锁装置。
3.3 备自投装置的闭锁问题
常规备自投装置都有实现手动跳闸闭锁及保护闭锁功能，其中保护闭锁功能，分别有母差动作闭锁，主变保护动作闭锁分段自投，一般来说主变后备保护动作是相应母线及出线的后备，此时如果是出线拒动或母线发生故障，备自投不应动作。
考虑母线故障的几率很低，出线可能出现瞬时性故障而拒动的情况也很少，为了最大限度地保证负荷的正常供应，主变后备保护不闭锁备自投。
只是在桥接线方式时采用主变差动闭锁分段备自投。
举一个例子解释为什么差动动作要闭锁分段备自投：
如上图中，在内桥接线方式时，a点发生故障，此时故障在2#主变的差动保护范围内，差动保护动作跳开2#变高低压侧断路器，为了隔离故障备自投不应合3dl，因此内桥接线方式下的分段备投应采用主变差动闭锁备自投。
主变后备保护动作一般是在进线有故
障时动作，此时进线开关跳开即可隔离故障因此也可不必考虑闭锁备自投。
对于单母分段接线形式，差动保护动作跳开各侧开关可以将故障隔离，后备保护动作一般是在母线上或进线上有故障，母线上的故障几率很小，进线上的故障跳开进线开关就可以隔离，不引响分段备投，因此单母分段可以不考虑主变动作闭锁备投的问题。
3.4 备自投装置开关位置的接入接点
大部分备自投装置只要取开关位置的一个常闭接点即可。
在设计图纸上，我们可以易用机构箱的开关常闭接点及保护装置的twj 接点来取得。
设计者一般都取保护装置的twj继电器接点，主要原因在于备自投和保护装置都被放在继保室，施工接线时电缆较短，不会妨碍施工。
以往都在开关场的开关机构箱处安装这两个装置，大大节省了工程量。
此外，有的备自投装置厂家大都将进线twj接点标示在图纸开关量输入端，这极易给设计人员一个假象，错误地引导其取了twj接点。
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。
4 分段备投的几种安装方案
下一步备自投要由现在的进线备投改为分段备投根据备投的特点有以下几种改造方案：
备自投主要分为采用kkj作为判据和不采用kkj作为判据两大类：
4.1 备投采用kkj
①备投如果需要kkj并且保护可以提供kkj时，直接将kkj接入备投kkj开入。
②备投如果需要采用kkj但保护无法开出就采用第四部分所讲的：a在保护上增加一个kkj的中间继电器，从而引出备用接点到备自投。
b在备自投装置上将kkj的开入短接，但需要运行人员在手分工作线路开关时将备自投退出，防止人为手分工作线路开关时备自投误投备用线路，此时跳闸回路可以接入保护装置的手跳回路。
4.2 备投不采用kkj
不采用kkj的：要实现“手跳闭锁备自投”这个功能，这时我们采用的办法是将测控装置的手跳33并接入备自投装置的“闭锁备自投”开入，跳闸回路可采用手跳，此时合闸回路也必须采用手合（对于单母分段投重合闸的线路，因为重合闸要判kkj）。
也可采用保护跳，但必须增加一对闭锁重合闸接点。
4.3 内桥接线应接入主变差动动作闭锁分段备投。
5 结束语
以上只是本人在现场工作的一些心得体会，存在很多主观意见，对于很多备自投的内容都没有涉及，如主变备投方式、联切小电源、备投整定方面的问题，希望能起到一个抛砖引玉的作用，有兴趣的同志能对备自投进行更深入的研究。
参考文献：
[1]对备自投的整定控制字进行设置.在rcs9652 [1]发电厂与变
电站自动化技术及其应用.中国电力出版社.
[2]《变电站备用电源自投装置的技术原则》.
[3]《国家电网公司继电保护培训教材》.。
