基于數(shù)字式備用電源自投構(gòu)架下的設(shè)計實踐

過羽豐

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，備用電源自投裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，它是保證供電電源安全、可靠和不間斷供電的重要手段之一，有著極其重要的作用。目前，數(shù)字式備用電源自投裝置的應(yīng)用面不斷拓展，必須保障裝置的可靠性、優(yōu)越性，同時方便管理維護(hù)，才能更好地發(fā)揮其特點，促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字式；備用電源自投；整體設(shè)計；自動化

中圖分類號：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0008-02

隨著電力事業(yè)的發(fā)展和用電需求的不斷增加，用戶對電力企業(yè)供電可靠性的要求也越來越高，電力企業(yè)為了保證持續(xù)供電，增加供電的可靠性，減少用戶的經(jīng)濟(jì)損失，便采取了備用電源自投裝置對供電進(jìn)行管理和控制。

1 數(shù)字式備用電源自投產(chǎn)生的背景

傳統(tǒng)的備用電源自投裝置是電磁型的，主要由若干繼電器組成，且根據(jù)不同設(shè)備的運(yùn)行方式設(shè)計不同的備用自投回路。在這種情況下，不易改變設(shè)備的運(yùn)行方式，而且回路設(shè)計比較困難，繼電器容易損壞，無法完全保障供電的可靠性。因此，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，由微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的備用電源自投裝置應(yīng)運(yùn)而生，它可以根據(jù)輸入裝置的電壓、電流來自動判斷系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行模式，并根據(jù)供電情況對設(shè)備的運(yùn)行模式作出適當(dāng)調(diào)整。因為其性能優(yōu)良、可靠性高、靈活性強(qiáng)、管理維護(hù)方便等優(yōu)勢，所以得到了眾多用戶的青睞，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。

2 備用電源自投的技術(shù)設(shè)計要求

備用電源自投的技術(shù)設(shè)計要求具體分以下幾個方面：①備用電源自投裝置應(yīng)反映工作母線的失電狀態(tài)，這樣才能保證備用電源自投裝置連續(xù)不間斷工作，保證供電的連續(xù)性；②備用電源無電壓時，備用電源自投裝置不應(yīng)動作；③備用電源自投裝置的動作時間應(yīng)縮短至最小，以盡量縮短負(fù)荷的停電時間；④備用電源自投裝置應(yīng)設(shè)有延時，該時限應(yīng)大于最長的故障修復(fù)時間；⑤備用電源自投裝置也應(yīng)設(shè)加速動作接點開入回路，這樣才能使備用電源快速投入工作；⑥工作電源關(guān)閉時，備用電源自投裝置應(yīng)立即停止工作。

備用電源自投裝置必須滿足上述要求，才能保證其正常工作，防止在工作中出現(xiàn)故障，而不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

3 備用電源自投的設(shè)計類型

備用電源自投裝置可根據(jù)設(shè)備不同的運(yùn)行方式采用不同的電氣量和開關(guān)量，并按照不同的邏輯形式進(jìn)行組合，這樣才能不斷拓展備用電源自投裝置的功能和使用范圍。

3.1 進(jìn)線備用電源自投裝置

進(jìn)線備用電源自投裝置如圖1所示。

在這種設(shè)計模式下的工作狀態(tài)是：I、II、III主變分列運(yùn)行供四段母線，1DL～4DL均在使用狀態(tài)，5DL和6DL在分離狀態(tài)。I主變失去電流和電壓，1DL無電流，開啟備投動作。當(dāng)1DL和5DL使用時，3DL斷開，6DL閉合；II主變失去電流和電壓，準(zhǔn)備開啟備投動作，使2DL和3DL斷開，5DL和6DL閉合。II、III主變過程同上。

4 備用電源自投裝置的閉鎖設(shè)計

4.1 電壓閉鎖

備用電源自投起動的條件是主電源母線無電壓和備用電源線路有電壓。當(dāng)主電源開關(guān)跳閘時，母線電壓會變成備用電源的電壓，如果母線無壓的定值偏小，就會導(dǎo)致備用電源自投裝置無法啟動，此時應(yīng)適當(dāng)提高檢母線無壓定值，保證備用電源自投裝置能夠正常工作。

4.2 電流閉鎖

當(dāng)主電源母線處于無電壓狀態(tài)時，如果遇上回路空氣開關(guān)誤分或短路跳開的情況，就容易造成備用電源自投裝置誤動。本裝置最好選擇三相電流，這樣能保證備用電源自投裝置的安全性，負(fù)荷電流不應(yīng)過大，防止在輕負(fù)荷情況下電流閉鎖無法實現(xiàn)。

4.3 保護(hù)閉鎖

當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線出現(xiàn)故障時，應(yīng)使備用電源自投裝置自動閉鎖，防止再往發(fā)生故障的位置送電，進(jìn)一步加劇設(shè)備損壞，這樣不僅會給電力企業(yè)帶來損失，還會影響人們正常的生產(chǎn)和生活。當(dāng)在高壓側(cè)采用內(nèi)橋方式進(jìn)行接線時，其內(nèi)部故障時應(yīng)閉鎖內(nèi)橋備用電源自投裝置。對于進(jìn)線備用電源自投裝置，均要設(shè)置電流保護(hù)裝置，這樣才能保證備用電源自投裝置在發(fā)生供電事故時，能夠及時對供電裝置進(jìn)行保護(hù)，避免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

4.4 開關(guān)量閉鎖

備用電源自投裝置可以根據(jù)不同的開關(guān)量設(shè)置不同的閉鎖程序。線路備投時，主電源開關(guān)在合位，各電源開關(guān)在分位；橋、母聯(lián)自投時，主、備電源開關(guān)在合位，橋、母聯(lián)開關(guān)在分位；主變備投時，主電源主、變各側(cè)開關(guān)在合位、備電源主、變各側(cè)開關(guān)在分位。在這種情況下，當(dāng)所有條件滿足時就能啟動閉鎖程序，保護(hù)供電裝置。

5 備用電源自投裝置的功能擴(kuò)展

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，備用電源自投裝置已不僅僅局限于關(guān)閉主電源開關(guān)、開啟備用電源這一簡單過程，在實際工作中它還具備以下功能。

5.1 充電保護(hù)

當(dāng)備用電源自投裝置設(shè)有母線充電保護(hù)功能時，可以實現(xiàn)簡單的過流、速斷保護(hù)，當(dāng)母線充電時可以實現(xiàn)開關(guān)保護(hù)。

5.2 過流閉鎖

當(dāng)流進(jìn)主電源開關(guān)的電流超過規(guī)定限度時，備用電源自投裝置會啟動過流閉鎖程序，以此來實現(xiàn)對主電源的保護(hù)，避免造成系統(tǒng)設(shè)備再次受到短路電流的沖擊。

5.3 偷跳備投

當(dāng)進(jìn)行過流保護(hù)動作跳主電源開關(guān)這一工作時，啟動備用電源自投裝置的閉鎖功能，對主電源加以保護(hù)，防止主電源在這一過程中出現(xiàn)故障。

5.4 旁路代線路時的備自投

數(shù)字式備用電源自投裝置帶有可編程的輸入接口和輸出接點，用戶可以根據(jù)自身的要求靈活制訂相應(yīng)的編程邏輯，使備用電源自投裝置的各種動作能夠滿足電力企業(yè)的實際供電需要。而在這一過程中要充分考慮備用繼電器和接點輸入、輸出的實際工作狀態(tài)，實現(xiàn)旁路代線路備自投功能。

5.5 主電源常供方式的備自投

通常情況下，用戶選擇備用電源自投裝置的常規(guī)設(shè)計方案多為一主一備的方式，這樣當(dāng)主工作電源消失時，備用電源就會自動投入使用，保證供電的正常進(jìn)行。而對于傳統(tǒng)的備用電源自投裝置來說，當(dāng)工作電源恢復(fù)正常后，不能實現(xiàn)工作電源的自動投入。但是在現(xiàn)階段，大部分用戶由于主電源與備用電源之間存在的電價差，而需要主電源恢復(fù)正常后，自動斷開備用電源的功能。

6 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展，數(shù)字式備用電源自投裝置的技術(shù)水平還將進(jìn)一步提升，它的應(yīng)用范圍也會越來越廣。與傳統(tǒng)電磁型備用電源自投裝置相比，數(shù)字式備用電源自投裝置具有無法被超越的優(yōu)越性。為了滿足更多用戶要求，保證數(shù)字式備用電源自投裝置可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，還要對其軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計、升級，不斷提升其性能。

參考文獻(xiàn)

[1]顧曹新.備用電源自投裝置可靠性設(shè)計[J].中國科技信息，2005（15）.

[2]劉華毅，何霖.淺析備用電源自投裝置應(yīng)用中應(yīng)注意的特殊問題[J].科技風(fēng)，2009（19）.

[3]吳繼兵.變電站新型備自投裝置的研制[D].保定：華北電力大學(xué)，2013.

[4]汪湲，齊大勇，沈倩.備用電源自投裝置在變電站的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2005（01）.

[5]紀(jì)靜.備用電源自動投入時電網(wǎng)動態(tài)過程分析與控制策略研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： With the development of science and technology， applied standby power source device in the power system more widely， it is to ensure that the power supply is safe， reliable and an important means of uninterrupted power supply， and has an extremely important role. Currently， digital standby power applications face automatic switch device continues to expand， the need to safeguard the reliability of the device， superiority， and easy management and maintenance， in order to better play its characteristics， promote the development of electric power companies.

Key words： digital； backup power switchover； overall design； automation

通常情況下，用戶選擇備用電源自投裝置的常規(guī)設(shè)計方案多為一主一備的方式，這樣當(dāng)主工作電源消失時，備用電源就會自動投入使用，保證供電的正常進(jìn)行。而對于傳統(tǒng)的備用電源自投裝置來說，當(dāng)工作電源恢復(fù)正常后，不能實現(xiàn)工作電源的自動投入。但是在現(xiàn)階段，大部分用戶由于主電源與備用電源之間存在的電價差，而需要主電源恢復(fù)正常后，自動斷開備用電源的功能。

6 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展，數(shù)字式備用電源自投裝置的技術(shù)水平還將進(jìn)一步提升，它的應(yīng)用范圍也會越來越廣。與傳統(tǒng)電磁型備用電源自投裝置相比，數(shù)字式備用電源自投裝置具有無法被超越的優(yōu)越性。為了滿足更多用戶要求，保證數(shù)字式備用電源自投裝置可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，還要對其軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計、升級，不斷提升其性能。

參考文獻(xiàn)

[1]顧曹新.備用電源自投裝置可靠性設(shè)計[J].中國科技信息，2005（15）.

[2]劉華毅，何霖.淺析備用電源自投裝置應(yīng)用中應(yīng)注意的特殊問題[J].科技風(fēng)，2009（19）.

[3]吳繼兵.變電站新型備自投裝置的研制[D].保定：華北電力大學(xué)，2013.

[4]汪湲，齊大勇，沈倩.備用電源自投裝置在變電站的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2005（01）.

[5]紀(jì)靜.備用電源自動投入時電網(wǎng)動態(tài)過程分析與控制策略研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： With the development of science and technology， applied standby power source device in the power system more widely， it is to ensure that the power supply is safe， reliable and an important means of uninterrupted power supply， and has an extremely important role. Currently， digital standby power applications face automatic switch device continues to expand， the need to safeguard the reliability of the device， superiority， and easy management and maintenance， in order to better play its characteristics， promote the development of electric power companies.

Key words： digital； backup power switchover； overall design； automation

通常情況下，用戶選擇備用電源自投裝置的常規(guī)設(shè)計方案多為一主一備的方式，這樣當(dāng)主工作電源消失時，備用電源就會自動投入使用，保證供電的正常進(jìn)行。而對于傳統(tǒng)的備用電源自投裝置來說，當(dāng)工作電源恢復(fù)正常后，不能實現(xiàn)工作電源的自動投入。但是在現(xiàn)階段，大部分用戶由于主電源與備用電源之間存在的電價差，而需要主電源恢復(fù)正常后，自動斷開備用電源的功能。

6 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展，數(shù)字式備用電源自投裝置的技術(shù)水平還將進(jìn)一步提升，它的應(yīng)用范圍也會越來越廣。與傳統(tǒng)電磁型備用電源自投裝置相比，數(shù)字式備用電源自投裝置具有無法被超越的優(yōu)越性。為了滿足更多用戶要求，保證數(shù)字式備用電源自投裝置可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，還要對其軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計、升級，不斷提升其性能。

參考文獻(xiàn)

[1]顧曹新.備用電源自投裝置可靠性設(shè)計[J].中國科技信息，2005（15）.

[2]劉華毅，何霖.淺析備用電源自投裝置應(yīng)用中應(yīng)注意的特殊問題[J].科技風(fēng)，2009（19）.

[3]吳繼兵.變電站新型備自投裝置的研制[D].保定：華北電力大學(xué)，2013.

[4]汪湲，齊大勇，沈倩.備用電源自投裝置在變電站的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2005（01）.

[5]紀(jì)靜.備用電源自動投入時電網(wǎng)動態(tài)過程分析與控制策略研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： With the development of science and technology， applied standby power source device in the power system more widely， it is to ensure that the power supply is safe， reliable and an important means of uninterrupted power supply， and has an extremely important role. Currently， digital standby power applications face automatic switch device continues to expand， the need to safeguard the reliability of the device， superiority， and easy management and maintenance， in order to better play its characteristics， promote the development of electric power companies.

Key words： digital； backup power switchover； overall design； automation