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站用变单向备自投的应用分析

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：王化勇钱成赵伟肖婷

[导读] 摘要：备自投是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用电源或备用设备投入工作，使用户不至于停电的一种装置，简称AAT装置。

        云南电网有限责任公司红河供电局云南蒙自 661100
        摘要：备自投是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用电源或备用设备投入工作，使用户不至于停电的一种装置，简称AAT装置。如今，备自投装置已广泛应用于110kV及35kV和10kV变电站，其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致全站停电或者大面积停电。因此，在正常运行、维护过程中，应时刻关注备投的运行状态，确保备自投能正常运行。
        一般备自投为两段工作母线互为备用，即双向备自投，其中一段工作母线失压，备自投投入，由另一段工作母线为失压母线供电。而本文中提到的单向备自投，它增加了一个备用电源，两段工作母线不再互为备用，任一段工作母线失压，备自投投入，由备用电源为失压母线段供电。
        关键词：备自投、工作原理、单向、应用、分析
        引言
        随着经济的发展，电网规模的不断扩大，用户对供电可靠性的要求也越来越高，为保证供电的可靠性，双电源供电线路应使用备用电源自动投入装置。当工作电源因故障被断开后，能迅速自动地将备用电源或备用设备投入工作，使用户不至于停电，简称BZT装置，即备自投装置。备自投作为紧急情况下代替工作电源，将备用电源投入工作，为失压母线恢复供电的重要装置，我们应该对它给予足够的重视和了解。
        一、单向备自投的构成及特点
        1.1 备自投的主要结构
        备自投主要采用高性能单片机，具体包括以下几个模块，分别是CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等，其优点是抗干扰能力强，使用起来很方便，而且使用过程中稳定可靠。
        其液晶数显屏和备自投面板上所带的按键使得操作简单方便，也可通过RS485通讯接口实现远程控制。装置采用交流不间断采样方式采集到信号后实时进行傅里叶法计算，能精确判断电源状态，并实施延时切换电源。备自投具有在线运行状态监视功能，可观察各输入电气量、开关量、定值等信息，其有可靠的软硬件看门狗功能和事件记录功能。
        1.2 备自投的分类
        变电站备自投主要有两种基本的供电方式。第一种为双向备投方式，也叫暗备用方式，它不装设专用的备用变压器或备用线，两段母线互为备用；另一种是单向备投方式，也叫明备用，它装设专用的备用变压器或备用线。
        1.3 单向备自投的工作原理
        某变站用电系统正常运行方式为：35kV#1站用变低压侧401、#2站用变402、备用站用变低压侧403断路器均在合闸位置，380VⅠ、Ⅱ段、备用段母线带电。#1、#2站用变压器分别通过401、402断路器接于380VⅠ、Ⅱ段母线供站用负荷，备用站用变压器通过403断路器接备用段母线空载运行，分段411、412断路器热备用，分段备自投投入，通过定值控制字整定设置为备用段母线向工作母线备用供电的单一性。
        1.3.1 备自投装置基本要求
        （1）当工作电源无压，而备用电源有压，且无其他闭锁条件时，备自投装置应能起动。
        （2）当手动或遥控切除工作电源时，备自投不应动作。
        （3）备自投装置每充电完成一次后，仅允许动作一次，下一次动作需重新充电。
        （4）在备用电源投入前，需要确认工作电源开关确已断开。
        （5）备自投装置投入备用电源断路器必须经过延时，延时时限应大于最长的外部故障切除时间。
        （6）应具备闭锁备自投装置的逻辑功能，以防止备用电源投到故障的元件上，造成事故扩大的严重后果。
        （7）备用电源无压时，BZT不应动作。
        （8）BZT在电压互感器（TV）二次熔断器熔断时不应误动，故应设置TV断线告警。

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        1.3.2 备自投装置定值整定
        （1）检无压定值：应低于低压保护电压定值，一般整定为0.15~0.3倍的额定电压，CSC-246装置额定电压取线路PT或二次电压值。某变35kV站用变TV变比为380/100，额定电压取TV二次侧电压值为100V，检无电压定值取0.3倍额定电压，即为30V。
        （2）有压检测：电压定值一般整定为0.6~0.7倍的额定电压，同理，某变35kV站用变检有压定值为70V。
        （3）无流检查定值：防止工作母线PT三相断线时备自投误动，一般取装置最小电流值。
        （4）跳闸延时1秒
        （5）合闸延时0.3秒
        1.3.3 备自投启动条件
        以Ⅰ段母线失压为例。
        （1）Ⅰ段母线无压
        （2）#1进线无流
        （3）备用进线有压
        以#1站用变母线失压为例。当无压检测元件检测到#1站用变母线电压低于30V（TV变比为380/100，额定电压取TV二次侧电压值100V，检无电压定值取0.3倍额定电压），延时1秒后，#1站用变低压侧断路器401断开，断开后延时0.3秒备自投动作，合上站用变低压侧分段断路器411，由于此时整定控制字只允许备自投Ⅰ投入，而不允许备自投Ⅱ投入，412断路器不动作，故由备用站用变供Ⅰ段母线用电。至此就实现了单向备自投的动作过程。当母线电压恢复时，401断路器合上，411断开，备自投退出运行，Ⅰ段母线恢复供电。
        同理，如果#2站用变失压，检测元件检测到母线电压低于整定值，则#2站用变低压侧断路器402断开，确认工作电源侧断路器断开后，备自投动作，合上站用变低压侧分段断路器412，由于此时整定控制字只允许备自投Ⅱ投入，而不允许备自投Ⅰ投入，411断路器不动作仍处于断开位置，由备用站用变供Ⅱ段母线用电。当母线电压恢复时，402断路器合上，412断开，备自投退出运行，此时，Ⅱ段母线恢复供电。
        二、单向备自投运行问题的解决
        单向备自投在母线失压后动作，只由备用站用变单方向地向失压母线供电，虽然保证了供电的可靠性，任意工作母线段失压都不至于导致全站停电。但同时，因为相比于互为备用的工作方式多了一台备用站用变，一方面增加了成本的投入；另一方面，也增加了对备用站用变的依赖。此外，避免三台站用变配置两套备自投装置同时因备用进线失压动作而造成电磁环流过大烧损站用变事故的发生。
        三、站用变的常见故障
        根据故障发生位置的不同主要可以分为以下几类：
        （1）显性故障：如跌落式熔断器跌落、箱体渗漏油、套管闪络、引线破股等。
        （2）隐形故障：如内部引线断，造成缺相；二次电缆内部故障，造成电压不稳定；变压器线圈部分匝间短路，造成电压降低等。
        一般显性故障不会造成直接危害，值班员日常巡视发现后，请示调度处理即可。而隐形故障则由于日常巡视不能发现，只有在备用站用变投入运行时才能发现问题，往往影响正常运行、检修。夜间，值班员休息时，如果没有音响信号难以发现问题。
        四、基于问题的解决方案
        在某变电站内，当35kV备用站用变失压后，在后台机上没有任何的告警提示，只可以看到此时线电压为0，所以，此时运行人员无法及时地发现问题，可能导致站用变失压，却无法及时地解决。采用以下方式解决：1、保护定值中备用进线失压告警控制字设置为“1”；2、备用进线TV端子箱处加装低压继电器用于失压告警；3、与调控员保持信息畅通，线路失压第一时间收到通告以便应急处置。
        参考文献：
        [1]李琼康灵芳，微机备自投装置试验探讨，《甘肃科技纵横》2009 年第03期
        [2]苏胜锋，浅谈备用电源备自投的原理和应用原则，《科技资讯》2009年第22期
        [3]武魏鹏，关于备自投的设计与调试方法举例，《中小企业管理与科技（上旬刊）》2012年第11期