某220kV变电站备自投装置设计-应用的问题分析
220kV备自投动作失败原因分析及改进措施探讨
220kV备自投动作失败原因分析及改进措施探讨摘要:备用电源自投简称备自投,其装置是指由于电力系统中的工作电源出现故障或者由于其他原因发生失电事故之后被断开,由备用电源取而代之的装置。
本文讲述了220 kV在线路故障发生时备自投动作的情况,并对其动作失败原因进行分析,进而提出相应改进措施。
关键词:220 kV备自投工作电源防范措施探讨现在电网规模已经日渐扩大,在10～35 kV的较低电压等级电网中或者在110 kV较高电压等级电网中,为节省电力设备投资以及简化电力网接线进行继电保护,均对其非系统主联络线采取放射性供电。
同时采用备用电源的自动投入装置提高可靠性要求,结合继电保护与其系统自动装置,成为经济有效的不间断供电重要技术。
1 备自投概述1.1 220 kV备自投现状国内供电需求日益扩大,同时可靠性要求也越来越高。
而为了满足其电力系统的可靠性要求和保证供电行业的经济运行,如今供电领域采取了备自投装置技术。
备自投装置技术可以避免人为进行某种操作时有可能会发生的错误或者不准确动作,也可以在变电所中进行安全可靠的正常运转。
1.2 备自投原理只有在工作电源失电继而备自投起动并延时的情况下,工作电源断路器先进行跳位,确认之后,即可将之视为备自投满足了逻辑条件。
因此可以避免备用电源发生倒送电或者备自投动作在故障发生时合上的情况。
只是故障的切除不是由备自投来进行,因此备自投动作进行工作电源跳位的时限理应超过重合闸和有关所有保护最长动作时限。
就地或者远控操作工作电源断路器跳位时,不对备自投进行闭锁,而应该退出其跳闸压板或者功能压板。
备用电源不应该在不满足有压条件的时候进行动作。
1.3 备自投动作时限因为备自投延时的目的是避开母线电压的短暂下降,所以其时限应该超过外部切除故障的最长时间。
当母线失压是由于母线进线断路器的跳开,而且其进线没有重合闸的功能时,为了使备用电源加速合上,可以在不延时的情况下直接跳开进线断路器。
备自投装置在220kV变电站的地位及应用
备自投装置在220kV变电站的地位及应用【摘要】本文首先阐述了备自投装置及其在220kV变电站中的地位，并在此基础上对备自投装置在220kV变电站的应用进行论述。
期望通过本文的研究能够对提高220kV变电站的供电可靠性有所帮助。
【关键词】备自投;变电站;供电可靠性一、备自投装置及其在220kV变电站中的地位备自投是备用电源自动投入装置的简称，其最主要的作用是能够确保连续供电，进而达到提高供电可靠性的目的。
在电力系统正常运行的过程中，若是工作电源突然发生故障或由于其它一些原因而断开后，能够自动、迅速地将备用电源或相应设备投入至工作状态当中或将电力用户切换至备用电源上，避免用户停电及负荷损失。
早期的备自投装置多以电磁型为主，其在进行相关电气量采集和逻辑控制时，全部需要依赖于继电器，这使其很难接入到变电站的综自化系统当中。
由此可见，传统的备自投装置已经无法满足变电站的使用要求。
随着技术的不断发展和完善，很多变电站都实现了微机保护，由于微机保护装置本身带有强大的可编程序逻辑功能，从而使其能够直接通过程序编辑构成备自投逻辑，由此一来便可以实现备自投功能，符合不同接线方式与逻辑要求。
换言之，微机型备自投装置的出现有效弥补了传统备自投装置的缺陷和不足，它可以将各种模拟量，如电压量、电流量等通过压频变换器（VFC）或是A/D转换为开关量进行逻辑分析，再依据分析所得的结果作用于相应的断路器上，借此来实现自动切换。
微机型备自投装置使系统的自动装置与继电保护有效地结合到一起，实际应用也充分证明了它能够对用户提供不间断的供电，这使其在供电系统当中获得了更加广泛的应用。
对于220kV变电站而言，备自投装置是其安全、稳定运行的重要防线，它的应用不但能够缓解变电站经济运行与供电可靠性之间的矛盾冲突，而且还能有效降低电网事故的发生几率。
正因如此，备自投装置的地位越来越重要，对其进行合理应用已经成为必然趋势。
二、备自投装置在220kV变电站的应用为了便于本文研究，下面以某220kV变电站为依托，对其220kV侧备自投装置的设计应用进行论述。
变电站备自投装置存在问题及改进措施
变电站备自投装置存在问题及改进措施变电站备自投装置是变电站系统的重要设备，主要用于电网调度控制，满足电网运行中的自投检修要求。
随着电网发展，变电站备自投装置的使用更加普遍，但是它也存在着一些问题。
本文将分析变电站备自投装置的存在问题及改进措施。
首先，变电站备自投装置的失灵率高，主要是由于它的设计及制造不合理造成的。
备自投装置的内部结构设计不当，使其不能有效利用空间，从而加大了装置的失灵率。
此外，由于变电站备自投装置的电子元件之间的同步问题也会导致装置的失灵率增加。
其次，变电站备自投装置的控制能力较差，这主要是因为它控制过程中的时间延迟问题，以及它控制范围的有限性所导致的。
另外，变电站备自投装置的维护也存在问题，当装置出现故障时，维修步骤比较复杂，耗时较久，由此也会影响变电站备自投装置的使用效果。
要改善变电站备自投装置的存在问题，首先应重视装置的设计及制造，尽可能满足空间要求。
另外，应当开发基于多传感器信息融合技术的新型装置，以提高装置的控制能力。
此外，变电站备自投装置的维护也应该精心设计，使它能够迅速恢复正常运行，从而提高系统的可靠性。
综上所述，变电站备自投装置的存在问题及改进措施应包括：重视装置的设计及制造，改善电子元件之间的同步问题；开发基于多传感器信息融合技术的新型装置以提高控制能力；合理设计装置
的维护等。
有效地实施上述措施，有助于保证变电站备自投装置的正常运行，进而保障变电站系统的安全可靠运行。
变电站备用电源自投装置的应用探讨
变电站备用电源自投装置的应用探讨【摘要】随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，对电力系统可靠性的要求越来越高，变电站作为重要的电力设施承担着供电任务，当发生设备故障时，继电保护快速切除故障，备用电源自投装置保持线路设备的正常供电，两者相辅相成，可见备用电源自投装置是保证电网供电可靠性的重要环节。
本文主要针对对变电站备用电源自投装置的应用进行探讨，对备自投装置的动作情况进行分析。
【关键词】备自投装置;应用;分析随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，对电力系统可靠性的要求越来越高，变电站作为重要的电力设施承担着供电任务。
通过多年的电网改造和建设，110kV变电站基本上已达到一主一备供电要求，在具备两回线及以上的多回供电线路上安装备用电源自投装置（简称备自投装置），以保证对用户的正常供电。
当主供电电源发生故障后，备用电源自动投入运行，提高供电可靠性。
但若不正确使用会备自投于故障点，致使故障扩大。
可见备用电源自投装置是保证电网供电可靠性的重要环节。
1.备自投装置的基本要求备自投装置应符合下列要求：1.1 应保证在工作电源或设备断开后，才投入备用电源或设备。
工作电源失压后，无论其电源开关是否跳开，即使已测定其开关电流为零，但还是要先跳开该开关，并确认是已跳开后，才能投入备用电源。
可避免备用电源合于故障元件上。
例如：工作电源故障保护拒动，但在其他地方被后备保护切除，备用自投装置动作后合于故障的工作电源。
1.2 工作电源或设备上的电压，不论因何原因消失时，自动投入装置均应动作。
但手动跳开工作电源时，备用自投装置不应该动作。
1.3 备自投装置应保证只动作一次。
微机型备用电源自投装置通过逻辑判断来实现只动作一次的要求，备自投装置只有在充电完成后，才可能动作。
其充电条件均满足持续备用自投充电时间后，备用投完成充电，任一放电条件满足，备自投即放电，备自投未启动时，只有再次充电后才可能再启动，已启动后，备自投动作过程立即终止。
浅谈备用电源自动投入装置存在的问题及解决办法
浅谈备用电源自动投入装置存在的问题及解决办法本文指出备用电源自动投入装置目前存在的问题，提出相应的解决办法：程序逻辑等方面的标准化、加入小电源支撑逻辑、增加旁路间隔逻辑、新增“上级切负荷闭锁备自投”的功能、实现多回线路的备自投。
标签：备自投可靠性安全性灵活性正确动作率1.研究背景随着社会经济的发展，电网的规模日益扩大，环形电网的大量出现，我国的电力工业已进入“大电网”、“超高压交、直流输电”等新技术发展的新阶段。
由于电磁环网对稳定不利，为了节省设备投资，在较低电压等级的电力网中或较高电压等级的电网中的非主干线中，常采用放射型的供电方式，此时为提高供电可靠性，通常采用备用电源自动投入装置。
备用电源自动投入装置就是当工作电源因故障断开后，能够自动并且迅速地将备用电源投入工作或将用户切换到备用电源上去，从而确保用户供电安全的一种装置，简称备自投装置。
1.1 充电条件，须所有条件均满足：备自投投入工作；Ⅰ、Ⅱ母符合有压条件；1DL处于合位且处于合后，2DL 处于跳位；无闭锁条件、放电条件。
1.2放电条件，满足任一条件备自投即放电：备自投退出工作；Ⅱ母电压不满足有压条件持续时间大于整定时间；1DL 由人为跳开，即合后消失；2DL处于合位；1DL拒跳或2DL拒合；闭锁条件满足。
1.3动作过程（设所有发出命令的延时为5s，且无联切设备）备自投充好电后，通过检母无压定值判断母线失压，工作进线无流，备用电源有压，备自投即起动延时，延时5s后，跳1DL，同时判断其是否跳开，若1DL 仍未跳开，即收回跳闸命令，并终止备自投过程。
若1DL跳开，即收回跳闸命令，起动合2DL延时，延时5s后，备自投发2DL脉冲。
若2DL仍未合上，终止备自投过程；若2DL已合上，即发备自投成功信号。
2. 传统电网设备存在的问题但传统备自投仍然存在一定的问题，主要有5个方面：2.1厂家装置逻辑、功能等各异，难以开展全面的逻辑校验工作，正确动作率低。
某220kV变电站0.4kV备用电源自投装置不正确动作情况分析
某220kV变电站0.4kV备用电源自投装置不正确动作情况分析摘要：本文对某变电站0.4kV备用电源自投装置不正确动作情况进行了简要分析，对不正确动作的原因进行了简要阐述，对存在的问题进行了归纳，为备自投装置运行过程中出现的类似问题提供参考。
关键词：备用电源自投装置；不正确动作；带负荷试验变电站0.4kV备用电源自投装置为站用交流电源不间断供电提供有力保障，可避免站内各重要交流负荷运行中失电，也可进一步避免继电保护设备拒动。
当前本单位新投运变电站多配置ATS装置实现站用交流电源不间断供电，但是在运的绝大部分变电站仍然使用备用电源自投装置实现本功能。
本文就某站一套0.4kV备用电源自投装置的不正确动作情况进行简要分析。
一、装置配置情况：1.备用电源自投装置配置国电南瑞科技NSR646R型装置，设置于主控楼保护间内。
进线及分段电流由电流互感器采集获取，进线电压及母线电压不经过电压互感器，直接在0.4kV母线上采集。
装置投入分段自投及进线自投4种方式。
如图1示：图1 定值控制字2.0.4kV备用电源自投装置涉及的一次设备布置在独立的站用电室内，其接线方式如下图2示：图2 一次接线方式本备自投逻辑由1QF、2QF、3QF实现，0QF为外接备用站用电源，不参与本备自投逻辑。
1QF、2QF、3QF为上海施耐德配电电器有限公司生产的Masterpact MW 06型塑料壳式断路器，同时使用交流220V电源作为操作电源，这与常规直流220V操作电源存在一定差异。
1QF、2QF、3QF操作回路图分别如下图3、4、5示：图3 1QF操作回路由上图可见，1QF使用一路交流220V电源作为其操作电源，本回路现场实际接于站用变系统0.4kVⅠ段母线，同理，2QF操作电源接于0.4kVⅡ母线，3QF使用两路分别接于0.4kVⅠ、Ⅱ段母线的220V电源经切换接触器KA切换后作为其操作电源，保证0.4kV母线任意一段失电时3QF操作电源不会失电。
220kV备自投未动作原因分析及整改措施
220kV备自投未动作原因分析及整改措施备自投设备是支持电力系统运行必不可少的电源装置，当系统出现故障问题时，备自投能够自动切断系统的工作电源，对应的备用电源发挥供电作用。
然而，实际的电力系统运行中容易出现问题，导致备自投未动作。
本文分析了220kV 备自投未动作的原因以及对应的整改对策。
标签：220kV备自投未动作；原因分析；整改对策随着电力系统的不断建设，备自投技术被逐渐引用到电力系统，发挥着对电力系统的电源供应作用，不仅有效控制了电力系统运行成本，也发挥了对电网的有效保护作用，实际运行中存在未动作问题，需要深入分析未动作原因，并提出整改对策。
1 220kV备自投原理分析当运行中的电源失电，对应的备自投开启却延时的状态下，电源断路器将先发生跳位，该动作得以确认，就能够认定备自投具备了一定的逻辑关系。
从而防范备用的电源出现倒送电问题，也能防止故障问题出现时，备自投不动作的问题。
由于故障的隔离并非源自备自投自身。
所以，它在工作电源跳位的时间应该延长，大于重合闸以及一切保护动作的最长时间。
如果是就地控制电源电源断路器，不应该关闭备自投，正确的做法为让功能压板或跳闸压板退出。
备自投有一定的时限要求，为了回避母线电压出现瞬间骤降现象，应确保备自投延时，具体的时间要长于外在故障隔离的时间，如果因为母线进线断路器断开而导致其失压时，同时，无法发挥重合闸作用，要想让备用电源立即闭合，就应该在不延期的前提下，切断进线断路器。
2 220kV备自投未动作原因分析（1）备自投未动作实际案例。
某地区变电站220kV电压，1M，2M分开运转。
其中线1-线4运行在220kV1M母线，其中的1M中选用旁路2030开关热备，具体如下图所示：某日线路5，BC相间出现接地故障，距离1段出现保护动作，三跳不重合。
该变电站备自投未发出任何动作，同时发现2M母线处于失压状态，进而造成此变电站彻底失去电压。
专业人员亲临现场进行检查、分析并进行调试检验。
220 kV电网多种功能备用电源自动投入装置的研究设计和应用详细版
文件编号：GD/FS-6133In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________（安全管理范本系列）220 kV 电网多种功能备用电源自动投入装置的研究设计和应用详细版220 kV电网多种功能备用电源自动投入装置的研究设计和应用详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。
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1 必要性随着国民经济的迅速发展，近两年，广东电网的供电负荷快速增长。
20xx年，广东电网负荷增长率为16.1%；20xx年，广东电网负荷增长率已上升到26%。
但电网基建滞后，跟不上供电负荷增长的速度。
合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的物质基础。
由于电网和电源结构不合理，电网、电源建设跟不上供电的需要，电网运行中出现了一些不稳定的因素；一些输电线路经常处于满载，甚至过载状态，部分电网的短路电流超标等。
为了解决上述问题，提高电网正常运行情况下的供电能力，减少重载线路的负荷，限制短路电流,经分析研究，这两年，广东电网采取了特殊的解网分区供电运行方式。
一些220 kV变电站的220 kV母线分列运行，一些220 kV线路环网解环运行。
采取这些措施后，短路电流得到了控制，解决了局部电网正常情况下线路重载问题和N-1故障情况下相应输电线路严重过载问题，提高了供电能力。
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某220kV变电站备自投装置设计\应用的问题分析摘要本文针对近几年来在变电站综合自动化改造中，遇到有关备自投装置的一些问题进行总结，提出备自投装置设计和应用方案。
关键词备自投装置；综合自动化改造；设计
中图分类号tm63 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）45-0047-02
1 概述
在电力系统中，为了提高供电的可靠性，我们增设了备用电源自投装置，通过增设设备，可以保证连续供电，对提高多电源供电负荷的供电可靠性很有帮助。
备用自投装置的工作原理是，当工作电源因故障消失后，备用电源迅速启动，迅速切换到工作状态，同时切断工作电源，减少因停电造成的损失。
备自投装置在变电站被广泛应用，甚至是多级备自投。
例如：一个220kv变电站中，有220kv进线、10kv分段或主变、380v母线备自投共三级备自投。
本文就220kv金砂变电站备自投有关问题进行分析。
2 问题提出
220kv金砂变电站现有主变3台，220kv电气接线形式现为双母线带旁路接线，设专用旁路、母联断路器，现有220kv出线5回。
110kv电气接线形式现为双母线带旁路接线，设专用旁路、母联断
路器，现有110kv出线8回。
10kv电气接线形式为单母线分6段接线，每台主变10kv侧均双臂进线。
具体见220kv金砂变电站主接线图，红色为10kv部分。
10kv有 6段母线，配了四个备自投装置。
一台主变失电，一般情况下就有两个备自投装置要动作，但2#主变失电情况下，四个备自投装置都要动作，为避免备自投同时动作，可以从时间上整定，让其中两台延时动作。
如果两台主变失电或者本来就两台主变运行，其中一台主变失电情况下，一台主变根本不可能带10kv的 6段母线，这样问题就来了，四个备自投装置是相对独立的，满足备自投的启动条件它们必然会动作，最后将造成一台主变带10kv的 6段母线，主变变低过流动作，变电站10kv全部失电。
当然也许你想用切负荷应该能解决，四个备自投装置来自不同的厂家，总不能因为一种情况，让备自投每次动作都去切负荷，发现不对再去人工恢复吧，哪就不用做综合自动化改造了。
3 备自投原理
备自投装置典型配置三种常见的bzt方式。
在广东地区还有一种负荷均分分段备投，它只适宜只有一台主变10kv侧为双臂进线的主接线形式。
3.1 备自投的启动条件
工作母线失压是备自投启动的条件，但只有当工作母线电源确实无压，备自投才允许启动，故应设置启动延时躲开电压波动。
为防止备自投对线路倒送电现象的发生，我们不论进线断路器是否断开，都应当在备自投延时启动后再跳一次该断路器，并及时检查该断路器跳位辅助触点，这是启动合闸的必要条件。
对侧设重合闸的系统中备自投可等待对侧重合一次失败后启动自投，也可直接自投。
重合失败后自投对恢复供电较有利，但自投延时将延长一个重合闸动作周期。
在日常工作中，选取直接自投方式还是先重合后自投方式要根据具体的情况而定，对与供电容量大、供电线路较长、重合成功率低可采用直接自投方式；对装置可靠性相对较低的常规继电器备自投的负荷可采用先重合后自投方式。
3.2 备自投闭锁条件
一般应考虑：1）手动断开工作电源，备自投不应动作。
设计应考虑手分继电器或控制开关触点闭锁备自投；2）为防止自投在故障上，内部故障时应闭锁备自投，设计应考虑备用电源进线开关的相邻元件保护出口触点闭锁备自投；3）备自投停运。
为了保证备自投只实施一次自投，我们应设置充足的充电装备，在传统备自投上采用电容器充放电过程中，以及瞬时动作延时都要对返回的中间继电器实现一次合闸。
在微机备自投中，一般采用逻辑判断和软件延时代替充电过程，即在所有闭锁条件均无效时，延时10s允许备自投工作，“闭锁”或“退出”条件为“真”则立即放电。
我们选定10s作为我们的充电时间，主要是基于以下几点考虑：
一是考虑一定裕度；二是等待故障造成的系统扰动充分平息，认为系统已经恢复到故障前的稳定状态；三是躲过对侧相邻保护最后一段的延时和重合闸最长动作周期。
以避免合闸在故障上造成开关跳跃和扩大事故的发生。
为防止主供电源pt断线引起误动，应设pt断线闭锁。
对单相或两相pt断线，检无压判据如果采用三相电压ua、ub、uc均小于门槛，单相断线不会误动，对三相pt断线，则必须通过检测进线ct无流条件闭锁。
无流检查可以采用固定门槛常规算法，也可以采用自适应门槛的算法提高灵敏度。
具备条件的变电站应尽可能接入电流闭锁条件。
3.3 备自投的一些特殊问题处理
1）过负荷联切问题
很多地方的出现停电现象时，备用电源并不能满足所有的供电要求，这时候应有选择地切除这些线路的部分负荷，并迅速关闭重合闸。
2）站内无功补偿电容器的处理问题
如果电容器设有低电压保护，当主供电源停止供电后，低电压保护应先切除电容器，再合备用电源，应配合号电容器和备用电源的使用；如果电容器未设低电压保护，则备自投应先切除电容器，再合备用电源。
3）母线上的接地变压器和带消弧线圈自投的问题
在备自投跳进线开关同时，如果母线上有接地变压器带消弧线圈，应核算备自投动作后消弧线圈的脱谐度；如果存在谐振过电压可能则应切除接地变压器。
110 kv及以上中性点有效接地的系统中，要防止备自投动作中对失去中性点接地的变压器充电和电源切换
后上一电压等级的系统失去有效的中性点接地。
4 处理方案
根据220kv金砂变电站电网运行方式，不存在热冷备用情况。
因为热备用肯定不是经济运行的方式，冷备用又存在中性点投入等技术问题。
所以本站10kv的四个备自投装置只有前面介绍第一种bzt方式。
4.1 方案一
知道四个备自投装置只有一种运行方式，就好办多了。
好在10kv 的 6段母线只有分段没有母联，如果有母联就更麻烦了。
我们只要保证10kv ia段、iia段、iiia段和10kv ib段、iib段、iiib段的分段开关不同时处于合位，就不会出现一台主变带10kv的 6段母线情况，那就需要在备自投闭锁条件中，加入相邻分段开关的辅助触点闭锁备自投。
虽然不是完美的解决方案，但能解决问题。
4.2 方案二
建议将四个备自投装置整合成一个备自投装置，这就需要保护厂家专门针对220kv金砂变电站情况，研发一个备自投装置。
把10kv 的 6段母线作为一个整体来考虑，并能做到只有一台主变时实施过
负荷联切。
4.3 方案三
现在变电站的建设，已经从综合自动化发展到数字化、智能化。
智能化变电站是变电站自动化技术发展的方向和必然趋势。
目前总有人觉得没有一个装置就不塌实，其实没有必要。
我们只要在目前220kv金砂变电站综合自动化系统中加一个备自投程序，用主变变低跳闸和保护动作（不包括变低后备保护）去启动它，就可以完全解决220kv金砂变电站10kv备自投问题。
因为综合自动化已经采集备自投所需的所有信息，不加以利用本身就不是一个完善的综合自动化系统，更不用谈智能化。
5 结论
备用电源自投装置的使用，保障了电网安全，为安全用电提供了保障，尤其是微机技术的不断发展，使得我们实现灵活、智能的操作智能型备自投变成了现实，备自投的原理很简单，但是在应用当中涉及的稳定因素很多，如何不断的提高备自投操作的成功率，仍然是我们要研究的课题，只有在工作中成立专业的研发小组，不断总结，深入研究，才能不断的提高可靠性，保障电网安全。
参考文献
[1]nsr640r备自投保护测控装置说明书.国电南瑞，2009．
[2]nsp40b/c备用电源自动投入装置技术说明书.南京中德，2009．
[3]gb50062-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范.能源部，1992．
[4]dl 428-91 电力系统自动低频减负荷技术规定.能源部，1992．
[5]广东电网110～220kv变电站自动化系统技术规范.广东电网公司，2008.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以pdf格式阅读原文。