备自投工作原理之欧阳歌谷创作

微机备自投装置的基本原理及应用

欧阳歌谷（2021.02.01）

本文介绍了微机线路备自投保护装置特性和应用中的供电方式，阐述其应用于母联备自投工作和线路备自投的工作原理及备自投保护装置运行条件及动作条件。

备自投保护供电方式技术条件

1.引言

随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，对电能质量的要求也更加严格，供配电在各个领域也不断向自动化、无人值守、远程控制、不间断供电的目标迈进。有些电力用户尤其对不间断供电的要求显得更加突出。我国的电力供应主要还是依靠国家电网供电，电力缺口也在不断增大，尤其在用电高峰期缺电现象严重，为此很多大型企业便自建电厂或配备发电机，因此各种电源的相互切换，保证电源的不间断供电和供电的高可靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。在GB50062 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中的第十一章也明确规定了备用电源和备用设备的自动投入的具体要求。

微机线路备自投保护装置使系统自动装置与继电保护装置相结合，是一种对用户提供不间断供电的经济而又有效的技术措

施，它在现代供电系统中得到了广泛的应用。在此只对微机线路备自投保护装置在电力系统中两种备自投方式和基本原理进行探讨。

微机线路备自投保护装置（以下简称备自投）核心部分采用高性能单片机，包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成，具有抗干扰性强、稳定可靠、使用方便等优点。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立叶法计算，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。

产品在不同的电压等级如110kV、10kV、0.4kV系统的供配电回路中使用时需要设定不同的电气参数，在订货时必须注明。在选择备自投功能时则一定不可以投入低电压保护，以免冲突引起拒动或误动。

变配电站备自投有两种基本的供电方式。第一种如图1所示母联分段供电方式，母联开关断开，两个工作电源分别供电，两个电源互为备用，此方式称为母联备自投方式。第二种如图2所示双进线向单母线供电方式，即由一个工作电源供电，另一个电源为备用，此方式称为线路备自投方式。

2.母联备自投工作原理

对于母联备自投方式，当PT在母线侧时，本装置可实现备

用电源自动投入的功能。当PT在进线侧时，本装置除具有备用电源自动投入的功能外，还具有工作自动恢复的功能。下面以PT

在进线侧来说明备自投的动作过程.

2.1正向运行条件

①U1﹥U1y，U2﹥U2y，即两段母线电压正常；

②1DL和2DL处于合闸位置，即两条进线分别向两段母线供

电；FDL处于分闸位置，即两段母线独立运行；

③无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁；

④备自投投入；

⑤备自投方式选择母联备自投；

⑥正向运行投入；

⑦选择PT在进线侧方式。

当正向运行条件满足时，装置判断10s后进入正向运行方

式，准备备用电源的自动投入。正向动作条件为：装置处于正向运行状态：即U1﹤U1d且I1

﹤I1d（或U2﹤U2d且I2﹤I2d），即一段母线失电；U2﹥U2y （或U1﹥U1y），即另一段母线电压正常；无外部闭锁开关量输

入、PT断线闭锁、远方遥控闭锁；无故障跳闸。

作，跳开1DL（2DL）开关，确认跳开后将延时自投合闸时间

（T1h），再合上FDL开关。

2.2逆向运行条件

①U2﹥U2y（或U1﹥U1y），即2#进线（或1#进线）电压

正常；

②FDL处于合闸位置，1DL（2DL）处于分闸位置，而2DL

（1DL）处于合闸位置；

③无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁；

④备自投投入；

⑤备自投方式选择母联备自投；

⑥逆向运行投入；

⑦选择PT在进线侧方式。

当逆向运行条件满足时，装置判断10s后进入逆向运行方

式，准备工作电源的自动恢复。

逆向动作条件为：系统恢复到原有运行方式的条件，（自投自复运行方式）：装置处于逆向运行状态；U1﹥U1y（或U2﹥U2y），即失电进线电压恢复正常；无外部闭锁开关量输入、远

方遥控闭锁。

动作，跳开FDL开关，确认跳开后将延时自复合闸时间

（T2h），再合上1DL（2DL）开关。

3.线路备自投的工作原理

对于图2的系统图运行可分为两种工作方式：进线一主一备，两进线互为备用。对于进线一主一备的工作方式，把工作电源的保护装置备用自投投入即可实现备用电源的自动投入和工作电源的自动恢复，备用电源的保护装置不需要再投入备自投。下面以1#进线为主进线为例说明动作过程（PT在进线侧）。

3.1正向运行条件

①U1﹥U1y，U2﹥U2y，即两条进线电压均为正常；

②1DL处于合闸位置，2DL处于分闸位置；

③无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁；

④备自投投入；

⑤备自投方式选择线路备自投方式；

⑥正向运行投入；

⑦选择PT在进线侧方式。

当正向运行条件满足时，装置判断10s后进入正向运行方

式，准备备用电源的自动投入。

正向动作条件为：装置处于正向运行状态；U1﹤U1d，I1﹤

I1d，即1#进线失电；U2﹥U2y，2#进线电压正常；无外部闭锁开关量输入、PT断线闭锁、远方遥控闭锁；无故障跳闸。当满足正向动作条件后，装置将延时自投分闸时间（T1f）后

动作，跳开1DL开关，确认跳开后将延时自投合闸时间

（T1h），再合上2DL开关。

3.2逆向运行条件

①U2﹥U2y，即2#进线电压正常；

②1DL处于分闸位置，2DL处于合闸位置；

③备自投投入；

④备自投方式选择线路备自投方式；

⑤逆向运行投入；

⑥选择PT在进线侧方式；

⑦无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁。

当逆向运行条件满足时，装置判断10s后进入逆向运行方

式，准备工作电源的自动恢复。逆向动作条件为：装置处于逆向运行状态；U1﹥U1y，即1#电压恢复正常；无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁。

当满足逆向动作条件后，装置将延时自复分闸时间（T2f）后

动作，跳开2DL，确认跳开后将延时自复合闸时间（T2h），再

合上1DL开关。微机线路备自投保护装置具有自投自复运行方式和自投不自

复运行方式，使用者可根据实际需求在菜单中自己设定运行方

式。

4.结束语

由于在现代电力系统中广泛使用了微机线路备自投保护装置，使得不间断供电的需求有了更加可靠的保证，在电力自动化的进程中发挥了不小的作用。尽管不同厂家不同品牌的微机线路备自投保护装置的型号和外形不同，但其功能及原理大体相同。在此需要强调的是使用者在二次控制原理图的设计过程中务必对照相应的使用说明书，按照说明书中端子的功能接线。

微机线路备自投保护装置使系统自动装置与继电保护装置相结合，是一种对用户提供不间断供电的经济而又有效的技术措施，它在现代供电系统中得到了广泛的应用。在此只对微机线路备自投保护装置在电力系统中两种备自投方式和基本原理进行探讨。

微机线路备自投保护装置（以下简称备自投）核心部分采用高性能单片机，包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成，具有抗干扰性强、稳定可靠、使用方便等优点。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立叶法计算，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。

备自投的条件：

首先应该有备用电源或备用设备。

其次，当工作母线电压下降时，由备自投跳开工作电源的断路器后才能投入备用电源或设备；另外一种情况是工作电源部分系统故障，保护动作跳开工作电源的断路器后才投入备用电源或设备。

第三个条件是备用电源的母线电压满足要求。电压互感器应该安装在母线处。如果是双母线，都应该安装。在有的地方为了实现重合闸，在线路侧也安装电压互感器