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【摘 要】在110kv变电站之中使用电源备自投装置可以不断提升其供电的可靠性，通过分析备自投装置的基本情况，简要论述了110kv变电站电源备自投装置的相关缺陷以及防治措施。
【关键词】110kv；变电站；备自投装置
1、备自投装置概况
备用电源自动投入装置通常定义是指110KV电力供电系统中，在工作电源因故障断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入到工作或将用户切换到备用电源上去，以保证重要用户供电不中断和避免生产装置因失电而引起停车的严重后果。近些年来，电力部门为了提高供电系统的可靠性与稳定性，普遍在110KV及以下电压等级的变电站设置BZT。BZT装置在电力系统的大量实际应用和动作结果进行分析发现，BZT在电网规划、设计生产、定值整定、与其保护及自动装置的配合等方面出现了新的问题。
2、110kV备自投装置原理
目前，某供電局110kV变电站（尤其是新投产变电站）接线方式以单母分段为主，每条母线上接2条110kV线路，一次接线图如图1。
对于110kV备自投装置来讲，供电线路称为主供线路，处于运行状态；备投线路称为备用线路，处于热备用状态。
线路备投。正常运行方式为：主供线路处于运行状态，备用线路处于热备用状态，分段在合位，110kV1M、2M有压。当备自投动作后，逻辑为：跳开所有主供线路开关，延时合上所有备用线路开关，则完成一次保护动作逻辑。如图1中110kV一次接线，假设甲线处于运行状态，乙、丙线为热备用状态，丁线处检修状态，分段开关在合位，1M、2M有压。动作过程为：跳开甲线开关，1M、2M同时失压后，延时合上乙、丙2条线路开关，恢复正常。
分段备投。正常运行方式为：每条母线各至少有一条主供线路运行，分段在分位，110kV1M、2M有压。当备自投动作后，逻辑为：跳开1M或2M上主供线路开关，延时合上分段开关。如图1所示接线，假设甲、丙线处于运行状态，乙、丁线处检修状态，分段开关在分位，1M、2M有压。动作过程为：跳开甲线开关且1M失压后，延时合上分段开关，或跳开丙线开关，2M失压后，延时合上分段开关。熟悉备自投装置的动作逻辑，可以帮助分析电网动作方式，明晰哪些站存在失压风险，提前做好预控；还可以帮助分析保护动作情况，协助开展事故抢修。
3、备自投作用及动作条件
3.1、作用
备自投（主要指进线）的作用为：在工作电源突然失去的情况下，自动投人备用电源，迅速恢复失压设备的用电，保证供电的连续性。从近2年运行情况看，备自投具有设备简单、运行稳定等明显优点，在提高供电可靠性方面起到了关键性作用。
3.2、动作条件
下面仅以 单母线分段（一主一备）接线的运行方式为例说明。B站接线方式如图1：单母分段，一主一备，互为备投（自动识别主、备线路工作状态），自投方式为甲线供电，乙线备用，分段开关在合位。
3.2.1、充电条件：1）B站1M，2M均三相有压，乙线线路有压；2）DL3在合位，DL4在合位，DLS在分位；3）备自投功能压板投人。以上条件同时满足经延时后充电完成。
3.2.2、放电条件：1）B站1M}2M均三相无压，甲线有电流经延时放电；2）乙线线路无压；3）DLS在合位；4）手跳DL3；5）DLS检修；6）母差保护动作等闭锁信号开入。
3.2.3、动作过程：在图2中d点故障，DL1与DL3跳闸后，装置检测到1M，2M母线失压，甲线无电流，延时再跳开甲线DL3开关，确认DL3开关跳开后，延时自投乙线DLS开关。
4、备自投装置的主要使用原则
备用电源自动投入装置遵循的基本原则如下：如果工作过程中，通过检查发现母线上电压值比额定无压定值，并且持续的时间要远大于额定时间，那么备自投装备便会自动启用。备自投的时间定值以及相应的保护工作需要和重合闸之间的定值相互配合。设备所使用的备用电源自身电压必须要小于设备隐匿性时的工作额定范围，或者是备用设备时刻处在正常的准备状态之下，备自投便可以正常启用，否则需要闭锁。必须在断开工作电源的断路器之后，备自投装置方可动作。人工切除工作电源时，备自投装置不应动作。装置引入进线断路器的手跳信号作为闭锁量，一旦采到手跳信号，立即使备自投放电，实现闭锁。
5、110kV变电站备自投装置缺陷分析以及措施分析
5.1、谐波的干扰
因为变压器内部铁芯具有一定的非线性特征，所以如果出现高次的谐波，会导致电源电压产生波形模式的畸形形变。电源本身高次谐波电压会通过电容耦合，如果出现上述情况，那么二次设备上就会出现较高的电压以及相对应的感应电流，如果这一电压持续升高或是一次性达到额定电压值，那么二次设备极容易出现误动或者损坏。
5.2、雷击干扰
在发生雷击时，如果雷击个体击中了变电站，那么大量的电流将会通过接地点传输到地面，这一情况会导致接地点的电位大幅度提升。如果当地二次回路的接地点靠近雷击点，那么二次回路的接地点电位也会出现较为明显的提升，形成共模干扰模式，产生过电压。在情况较为严重的时候，甚至会将二次设备的绝缘击穿。
5.3、滤波措施
常规情况下所说的滤波措施就是将电容器和相关电阻元件共同并联成浪涌吸收器，以此来控制共模与插模之间的干扰。不同非线性元件自身具有一定的特性，所以在设计过程中可以根据实际情况来选择相应的元件，对变电站内部通信线路来说，可以使用滤波的方式来控制电磁骚扰。一般的滤波器可以按照自身信号处理模式分为信号选择型与电磁骚扰型。电磁骚扰可以有效的控制滤波器，可以控制滤波器内部所通过的所有信号，对超过或者是低于这些信号的信号进行控制。只有保证接地方式的正确性，才能控制外部电磁干扰给系统带来的影响，同时也可以减少电磁波发射情况。通过总结近年来的实际情况可以发现，错误的接地方式经常会使其出现较为严重的干扰现象，使电子设备不能按照常规程序来工作。 5.4、备自投的外部回路
外部电压、电流回路备自投的外部电压、电流通过隔离互感器变换后进入备自投装置，然后经过低通滤波器到数模变换器，控制单元将变换后的数字信号转换为各种测控信号和保护信号。Ua、Ub、Uc为母线三相电压，经过交流空开ZZK后输入备自投装置，转换为Uab、Ubc、Uca进行有无电压判断。Ux1、Ux2为进线1和进线2的线路电压，是备自投动作的必要条件。
其分合位置均由相应的辅助触点来显示。这种辅助触点的另外一种功能是作为二次回路的开入量来判断系统当前的运行状态。通过引入工作电源开关、备用电源开关和母联开关的分合状态来判断系统的运行状态，判断是否为闭锁备自投的信号。在图1中，如果1DL和3DL跳闸位置继电器（TWJ）的输出信号为0，而2DL的输出信号为1，则表示进线1是工作电源，母联开关在合闸位置，进线2开关在分闸位置，系统为运行方式一；同理，如果2DL和3DL输出为0，1DL输出为1，则表示系统为运行方式二。在运行方式一的情况下，如果进线1开关的合后位置输出信号为1，进线2开关的合后位置输出信号为0，则由合后位置信号可判断出运行方式为运行方式一。
6、結语
通过以上方案改造后经过现场多次试验，无论是线路还是变电站内部任何一点故障，改造后的备自投装置都可以迅速判断出故障点，然后通过断开故障点各侧断路器，将故障点隔离在有限范围内，并迅速恢复无故障设备供电，保证了正常设备运行及对用户供电的连续性，解决了备自投装置无法判断故障点的问题，同时消除了盲目合闸的缺陷，避免了备用电源对系统的冲击，扩大故障。
参考文献：
[1]李德胜.330kV变电站备用电源自动投入控制策略研究[D].南京航空航天大学，2014.
[2]张剑飞.备自投自适应管理方式在唐山110kV变电站的应用研究[D].华北电力大学，2013.
[3]王颖，王世祥.备自投装置缺陷的分析及对策[J].电工技术，2012，09：63-64.
[4]李曼岭，黄芳.备用电源自动投入装置在电网中的多元化应用[J].电力系统保护与控制，2009，18：147-150.
[5]王庆磊.景湖变电站220kV备自投系统的研究与应用[D].华南理工大学，2010.
【关键词】110kv；变电站；备自投装置
1、备自投装置概况
备用电源自动投入装置通常定义是指110KV电力供电系统中，在工作电源因故障断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入到工作或将用户切换到备用电源上去，以保证重要用户供电不中断和避免生产装置因失电而引起停车的严重后果。近些年来，电力部门为了提高供电系统的可靠性与稳定性，普遍在110KV及以下电压等级的变电站设置BZT。BZT装置在电力系统的大量实际应用和动作结果进行分析发现，BZT在电网规划、设计生产、定值整定、与其保护及自动装置的配合等方面出现了新的问题。
2、110kV备自投装置原理
目前，某供電局110kV变电站（尤其是新投产变电站）接线方式以单母分段为主，每条母线上接2条110kV线路，一次接线图如图1。
对于110kV备自投装置来讲，供电线路称为主供线路，处于运行状态；备投线路称为备用线路，处于热备用状态。
线路备投。正常运行方式为：主供线路处于运行状态，备用线路处于热备用状态，分段在合位，110kV1M、2M有压。当备自投动作后，逻辑为：跳开所有主供线路开关，延时合上所有备用线路开关，则完成一次保护动作逻辑。如图1中110kV一次接线，假设甲线处于运行状态，乙、丙线为热备用状态，丁线处检修状态，分段开关在合位，1M、2M有压。动作过程为：跳开甲线开关，1M、2M同时失压后，延时合上乙、丙2条线路开关，恢复正常。
分段备投。正常运行方式为：每条母线各至少有一条主供线路运行，分段在分位，110kV1M、2M有压。当备自投动作后，逻辑为：跳开1M或2M上主供线路开关，延时合上分段开关。如图1所示接线，假设甲、丙线处于运行状态，乙、丁线处检修状态，分段开关在分位，1M、2M有压。动作过程为：跳开甲线开关且1M失压后，延时合上分段开关，或跳开丙线开关，2M失压后，延时合上分段开关。熟悉备自投装置的动作逻辑，可以帮助分析电网动作方式，明晰哪些站存在失压风险，提前做好预控；还可以帮助分析保护动作情况，协助开展事故抢修。
3、备自投作用及动作条件
3.1、作用
备自投（主要指进线）的作用为：在工作电源突然失去的情况下，自动投人备用电源，迅速恢复失压设备的用电，保证供电的连续性。从近2年运行情况看，备自投具有设备简单、运行稳定等明显优点，在提高供电可靠性方面起到了关键性作用。
3.2、动作条件
下面仅以 单母线分段（一主一备）接线的运行方式为例说明。B站接线方式如图1：单母分段，一主一备，互为备投（自动识别主、备线路工作状态），自投方式为甲线供电，乙线备用，分段开关在合位。
3.2.1、充电条件：1）B站1M，2M均三相有压，乙线线路有压；2）DL3在合位，DL4在合位，DLS在分位；3）备自投功能压板投人。以上条件同时满足经延时后充电完成。
3.2.2、放电条件：1）B站1M}2M均三相无压，甲线有电流经延时放电；2）乙线线路无压；3）DLS在合位；4）手跳DL3；5）DLS检修；6）母差保护动作等闭锁信号开入。
3.2.3、动作过程：在图2中d点故障，DL1与DL3跳闸后，装置检测到1M，2M母线失压，甲线无电流，延时再跳开甲线DL3开关，确认DL3开关跳开后，延时自投乙线DLS开关。
4、备自投装置的主要使用原则
备用电源自动投入装置遵循的基本原则如下：如果工作过程中，通过检查发现母线上电压值比额定无压定值，并且持续的时间要远大于额定时间，那么备自投装备便会自动启用。备自投的时间定值以及相应的保护工作需要和重合闸之间的定值相互配合。设备所使用的备用电源自身电压必须要小于设备隐匿性时的工作额定范围，或者是备用设备时刻处在正常的准备状态之下，备自投便可以正常启用，否则需要闭锁。必须在断开工作电源的断路器之后，备自投装置方可动作。人工切除工作电源时，备自投装置不应动作。装置引入进线断路器的手跳信号作为闭锁量，一旦采到手跳信号，立即使备自投放电，实现闭锁。
5、110kV变电站备自投装置缺陷分析以及措施分析
5.1、谐波的干扰
因为变压器内部铁芯具有一定的非线性特征，所以如果出现高次的谐波，会导致电源电压产生波形模式的畸形形变。电源本身高次谐波电压会通过电容耦合，如果出现上述情况，那么二次设备上就会出现较高的电压以及相对应的感应电流，如果这一电压持续升高或是一次性达到额定电压值，那么二次设备极容易出现误动或者损坏。
5.2、雷击干扰
在发生雷击时，如果雷击个体击中了变电站，那么大量的电流将会通过接地点传输到地面，这一情况会导致接地点的电位大幅度提升。如果当地二次回路的接地点靠近雷击点，那么二次回路的接地点电位也会出现较为明显的提升，形成共模干扰模式，产生过电压。在情况较为严重的时候，甚至会将二次设备的绝缘击穿。
5.3、滤波措施
常规情况下所说的滤波措施就是将电容器和相关电阻元件共同并联成浪涌吸收器，以此来控制共模与插模之间的干扰。不同非线性元件自身具有一定的特性，所以在设计过程中可以根据实际情况来选择相应的元件，对变电站内部通信线路来说，可以使用滤波的方式来控制电磁骚扰。一般的滤波器可以按照自身信号处理模式分为信号选择型与电磁骚扰型。电磁骚扰可以有效的控制滤波器，可以控制滤波器内部所通过的所有信号，对超过或者是低于这些信号的信号进行控制。只有保证接地方式的正确性，才能控制外部电磁干扰给系统带来的影响，同时也可以减少电磁波发射情况。通过总结近年来的实际情况可以发现，错误的接地方式经常会使其出现较为严重的干扰现象，使电子设备不能按照常规程序来工作。 5.4、备自投的外部回路
外部电压、电流回路备自投的外部电压、电流通过隔离互感器变换后进入备自投装置，然后经过低通滤波器到数模变换器，控制单元将变换后的数字信号转换为各种测控信号和保护信号。Ua、Ub、Uc为母线三相电压，经过交流空开ZZK后输入备自投装置，转换为Uab、Ubc、Uca进行有无电压判断。Ux1、Ux2为进线1和进线2的线路电压，是备自投动作的必要条件。
其分合位置均由相应的辅助触点来显示。这种辅助触点的另外一种功能是作为二次回路的开入量来判断系统当前的运行状态。通过引入工作电源开关、备用电源开关和母联开关的分合状态来判断系统的运行状态，判断是否为闭锁备自投的信号。在图1中，如果1DL和3DL跳闸位置继电器（TWJ）的输出信号为0，而2DL的输出信号为1，则表示进线1是工作电源，母联开关在合闸位置，进线2开关在分闸位置，系统为运行方式一；同理，如果2DL和3DL输出为0，1DL输出为1，则表示系统为运行方式二。在运行方式一的情况下，如果进线1开关的合后位置输出信号为1，进线2开关的合后位置输出信号为0，则由合后位置信号可判断出运行方式为运行方式一。
6、結语
通过以上方案改造后经过现场多次试验，无论是线路还是变电站内部任何一点故障，改造后的备自投装置都可以迅速判断出故障点，然后通过断开故障点各侧断路器，将故障点隔离在有限范围内，并迅速恢复无故障设备供电，保证了正常设备运行及对用户供电的连续性，解决了备自投装置无法判断故障点的问题，同时消除了盲目合闸的缺陷，避免了备用电源对系统的冲击，扩大故障。
参考文献：
[1]李德胜.330kV变电站备用电源自动投入控制策略研究[D].南京航空航天大学，2014.
[2]张剑飞.备自投自适应管理方式在唐山110kV变电站的应用研究[D].华北电力大学，2013.
[3]王颖，王世祥.备自投装置缺陷的分析及对策[J].电工技术，2012，09：63-64.
[4]李曼岭，黄芳.备用电源自动投入装置在电网中的多元化应用[J].电力系统保护与控制，2009，18：147-150.
[5]王庆磊.景湖变电站220kV备自投系统的研究与应用[D].华南理工大学，2010.