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摘要：当前电力负荷日益增长，要求电力网有更强的供电能力和更高的可靠性，因此，许多非内桥接线方式的终端变电站，如单母线分段的接线方式，都要求装设备自投装置。单母线分段接线在运行方式上和内桥接线很接近，但在继电保护的配置和保护范围等方面与内桥接线存在差别，在工程实际中，单母线分段接线的备自投装置时常会发生误动作，针对这种情况，本文探讨和分析了备自投装置工作中存在的问题，并提出了相应的改进措施，对今后工程具有借鉴意义。
关键词：变电站、备自投装置、单母线分段接线
前言
在电力系统中，备自投装置就是在工作电源或电力设备发生故障退出运行的情况下，能够快速地将备用电源和备用设备投入工作，从而恢复供电的自动控制装置。目前用户对供电可靠性的要求越来越高，备自投装置可以提高电力系统的供电可靠性、保证供电连续性，同时还可以限制短路电流、简化继电保护配置并提高母线残压。
一、备自投的基本原理
1.1备自投装置的使用原则
备自投装置在变电站中的使用，应当遵循以下几个方面原则：
（1）备自投只有确定断开了工作电源，才能投入备用电源。即当工作电源失压时，备自投装置要先确保断开进线断路器后，再继续往下进行备自投逻辑。
（2）备自投应只动作一次。备自投在充电条件均满足后进行延时充电，当接收到闭锁条件或退出备自投条件时应立即放电。
（3）备自投的应用应该考虑全站电源的工作情况，避免多电源的非同期并列运行。
（4）人工切除工作电源时，备自投不应动作。
（5）备自投应该有延时功能，即备自投切断工作电源断路器的时间，应该大于有关保护和重合闸的动作时间。
（6）当工作电源的切除是由设备拒动导致相邻后备保护动作而引起时，应闭锁备自投。
1.2单母线分段接线运行要求及备自投动作逻辑
单母线分段接线结构图如图1所示（以110kV为例）：
（1）分段备自投
运行要求：
A、进线断路器161、162均处于工作状态，母线分段断路器16M处于热备用状态。
B、进线1、2均有电源，110kV母线I、II均有电压（母线PT运行）。
C、备自投投入时，相关闭锁压板应解除。
D、若进线1、进线2、110kVI段母线或110kVII段母线有任何一个停电检修时，备自投装置应退出运行。
动作逻辑：
A、若110kVI段母线无压，110kVII段母线有压，进线1无流，确认进线断路器161跳闸后，合上分段断路器16M；
B、若110kVII段母线无压，110kVI段母线有压，进线2无流，确认进线断路器162跳闸后，合上分段断路器16M。
（2）进线备自投
运行要求：
A、母线分段断路器16M运行，进线断路器161、162一个运行一个热备用。
B、110kVI、II母线均有压（两段母线PT至少一个运行），进线1、进线2均有电源。
C、备自投投入时，相关闭锁压板应解除。
D、若进线1、进线2、110kVI段母线或110kVII段母线任何一个停电检修时，备自投装置应退出运行。
动作逻辑:
A、110kVI、II母线均无压，进线2线路有压，进线l无流，确认进线断路器161跳闸后，合上进线断路器162。
B、110kVI、II母线均无压，进线l线路有压，进线2无流，确认进线断路器162跳闸后合上进线断路器161。
图1单母线分段接线
二、备自投应用中存在的问题及解决措施
2.1防止母线故障误投备自投
备自投装置广泛使用在110kV及以下电压等级的变电站中，母差保护动作是备自投装置进行闭锁的条件之一，当变电站中安装有母差保护时，该开入量条件可以顺利消除盲目合闸的缺陷。但是目前110kV及以下电压等级的变电站的母线大部分没有安装母差保护，在故障时，无母差保护动作后的开入量闭锁备自投，备自投装置无法判断母线失电是由线路故障造成的还是由母线故障造成的。如果母线失电是由母线及其相连设备（如断路器、设备连接线、刀闸、电流互感器、电压互感器等）故障造成时，备自投装置可能会误动作，盲目投入备用电源，会对故障母线进行再次冲击，从而造成故障范围的扩大。
如图1所示，当110kVI段母线相间或永久性故障时，进线1对侧距离II段保护动作，断开进线1对侧的断路器，这时满足分段备投（进线备投）动作逻辑的启动条件，备用的进线2将合闸于故障母线上，从而致使电网又遭受一次故障冲击。
由上述分析能够得出，母线出现故障时，备自投未能闭锁。依据母差保护动作的原理，在备自投的闭锁条件中再加入一个条件：是否母线出现故障。通过判断故障电流电压来判别故障点，若是母线故障，此时应闭锁备自投保护。
解决措施：对于110kV及以下电压等级的终端变电站，母线不配置任何保护，为了使母线故障时能够闭锁备自投，可以在两个进线线路上分别配置一套线路保护，配置I段反方向保护，其方向为线路指向母线，当母线出现故障时，线路保护动作闭锁备自投，而当线路故障时，由于保护方向为母线指向线路，与保护设置的方向相反，则线路保护不会动作闭锁备自投。
2.2防止电源非同期合闸
备自投装置的动作逻辑为先断开工作开关，再合上备用开关，这种情况一般不会涉及到同期问题，但是，如果变电站存在其它电源或者小电源接入系统的接入点，则备自投动作要同时考虑其它电源，不仅要先断开工作开关，还要同时断开其它电源的联络线，否则，在备用电源投入的同时，有可能出现多电源的非同期并列。
解决措施：要想解决电源非同期合闸的问题，可以运用备自投装置的联切功能，在断开工作开关的同时，发出联切联络线的信号，使小电源和电网解列，这种方法虽然牺牲了小电源的供电可靠性，但是能够使电力系统避免再次受到冲击，从而可以保证系统在故障情况下及时恢复送电。
结论
随着电力用户对电网的供电可靠性提出了更高的要求，目前许多非内桥接线的110kV终端变电站也要求装设备自投装置。本文分析了单母线分段接线的运行方式，指出了备自投装置在单母分段接线应用中存在的问题，并提出了相对应的解决措施，可以进一步减少备自投装置在实际运行中的误投率，从而保证电网可靠稳定运行，对以后的工程设计具有借鉴意义。
参考文献
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