110 kV备自投装置外部闭锁回路分析及应用

骆伟强

摘  要：对110 kV备自投装置外部闭锁回路进行了分析，对备自投的闭锁原理和动作逻辑进行了详细的阐述，系统探讨了110 kV备自投的外部保护闭锁条件，并通过具体实例，研究了110 kV进线备自投带负荷试验应用，以期能为有关方面提供参考借鉴。

关键词：备自投装置;外部闭锁回路;闭锁原理;断路器

中图分类号：TM762              文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.154

备自投装置是备用电源自动投入装置的简称。随着变电站自动化水平的提高，二次回路更加复杂，加大了现场运行维护和现场安全技术保障的困难。备自投程序外部回路与保护装置的互相配合成了一个比较隐蔽和复杂的环节，有必要深入了解备自投装置的设计。基于此，本文就110 kV备自投装置外部闭锁回路进行了分析，并结合具体的应用实例，对相关方面作了系统探讨。

1  备自投的闭锁原理和动作逻辑

当故障发生时，备自投装置动作一次之后会闭锁备自投。这是为了防止备自投动作后，备用电源发生故障引起再动作而对电网造成重复性冲击。如果备自投动作后，电网的运行方式发生了变化，且满足备自投装置的动作条件，则备自投装置不应被闭锁。

1.1  备自投的闭锁原理

备自投装置在充满电的情况下能否正确动作，不仅取决于外部触发因素（启动条件），还取决于闭锁条件。但由对以往试验和事故的分析可知，主要原因还是外部闭锁回路的问题。往往是该闭锁的情况下没有闭锁，不该闭锁的情况下发生闭锁。

实现备自投闭锁主要有两种方法：①外部闭锁，即从外部引入开入量实现闭锁;②内部闭锁，即通过检测电压、电流等模拟量来实现闭锁。

从设备的运行情况来看，可以将外部回路闭锁划分为两种形式：①对应不同形式的开入量实现闭锁，对应不同形式的备自投装置，将各自保护闭锁回路接入不同形式的开入量;②对应一个总的开入量实现闭锁，将需要闭锁该备自投装置的所有保护汇接于总的闭锁开入回路。

1.2  备自投的动作逻辑

备自投的动作逻辑十分简单，就是判断工作母线是否失压（依据相关规程，工作母线电压低于40%，就可以认为母线失压）。为了防止短暂的尖峰电压引起备自投动作，应该按规定设置0.5 s或者更长时间的启动延时。为了避免备自投动作之后仍将故障点带入备用电源工作范围内，无论进线开关是否由保护断开，备自投都应再跳一次该进线的开关，并将该开关的跳位辅助触点作为切换到备用电源开关合闸的必要条件。

上面已经介绍过备自投装置的动作逻辑条件有启动条件和闭锁条件两种。当满足启动条件，而不满足闭锁条件时，备自投动作。而且为了防止备自投重复动作，需要在每个动作逻辑中安置一个充电延时装置，只有充满电后，才开放动作逻辑。在桥备投接线中，当工作母线发生非PT断线引起的线路失压时，备自投装置应先跳开原工作电源线路侧的开关，再合上备用电源线路侧的开关。

2  110 kV备自投的外部保护闭锁条件

2.1  外部保护闭锁

备自投有多种运行方式，根据工作原理可归纳为进线备投、分段备投和变压器互投三类，其外部闭锁方式如下：①在单母接线、单母分段或双母接线的变电站，母线均配置有母差保护，因此，母线保护闭锁备自投的压板应投入，且母差保护动作应闭锁备自投。②在110 kV单母分段接线的终端变电站，主变保护不应闭锁备自投，外部回路不用闭锁备自投。当d1处发生短路，主变的高后备保护没有短路电流时，保护不会动作，而是对侧的线路保护跳开本侧开关来切除故障气。③对于110 kV内桥接线的变电站，主变保护应闭锁备自投，并分别按非电量保护、差动保护、高后备保护跳主变三侧开关三种方式闭锁备自投。

2.2  备自投的外部回路

2.2.1  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。

2.2.2  断路器的位置回路

断路器的位置回路如图1所示，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。

2.3  备自投重启动

备自投装置充满电后只能动作一次，动作之后，需要手动控制面板上的信号复归键，或者经过一定的充电延时，备自投才能重新投入使用。手动可直接进行下一次故障判断。备自投自动恢复是判断下一次启动的必要条件。

3  某变电站备自投带负荷试验的应用

该站110 kV备自投装置为进线备自投方式，110kV线路I与110 kV线路Ⅱ互为备用。本次带负荷试验主要对这2种备自投动作逻辑方式进行试验，其一次主接线如图2所示。

图1  断路器的位置回路        图2  某110 kV变电站的一次主接线

试验结论为：①当110 kV线路I为运行线路，110 kV线路Ⅱ为备用线路时，110 kV线路I失压和该110 kV母线失压，110 kV备自投先跳开110 kV线路I的1DL开关后合上110 kV线路Ⅱ的2DL开关;②当110 kV线路Ⅱ为运行线路，110 kV线路I为备用线路时，110 kV线路Ⅱ失压和该站110 kV母线失压，110 kV备自投先跳开线路的开关后合上线路的开关。

4  结束语

综上所述，备自投装置在110 kV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越来越重要。因此，为了确保备自投装置的稳定运行，就要严格按照备自投逻辑进行检验，防止备自投外部回路受到其他回路的干扰。

参考文献

[1]黄剑.220 kV备自投装置外部闭锁回路设计问题[J].广东输电与变电技术，2010（02）.

[2]钱敏，王世祥.220 kV备自投装置闭锁放电回路隐患分析与改进[J].浙江电力，2013（07）.

〔编辑：王霞〕

110 kV Equipment From the External Investment Unit Lock Loop Analysis and Application

Luo Weiqiang

Abstract： The 110 kV device considering external latch circuit analyzes， prepared from the cast latching logic principles and actions carried out in detail， to explore the 110 kV system prepared from the cast of external protection blocking condition， and through specific examples studied 110 kV line standby automatic load test application in order to be able to provide a reference for interested parties.

Key words： device considering; external latch circuit; atresia principle; breaker