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变电站所用备自投装置及回路的分析与

改进

一、背景

站用电是指供给变电站主变冷却系统，断路器储能电源，

开关、刀闸端子箱、机构箱加热器电源，直流系统充电装置

电源、检修照明电源以及变电站生产生活等用电。

随着变电站内电力设备的逐渐增多，对站用电源的可靠性

要求也越来越高，尤其对于重要的枢纽变电站，站用电源是

否正常工作直接关系到站内设备的运行。目前对于110kV变

电站的10kV母线基本上都是采用单母线分段接线方式，由于

电网规模的不断扩大，110kV侧的三相短路电流也随之加大，

导致目前10kV系统都只能采用分列运行，而所用变一般都是

分别接于两段10kV母线上，因此就存在两台所用变间的互相

切换问题。过去基本上是采用手动操作进行两电源间的切换，

这样就会延长停电时间，有时还会造成带电拉合开关，而且

目前绝大部分的110kV变电站已实现无人值守。使站用电一

次侧接于不同的电源上其容量能满足站用电负载要求并具有

“备自投”功能是保证站用电系统安全可靠供电的前提。

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所用变低压侧备自投装置能确保任一路站用电源故障时给

变电站内的交直流系统用电提供安全保障，因此对电力系统

的安全可靠运行具有重要意义。

二、备自投装置工作原理

（一）基本结构

备自投装置是供电网络系统自动装置与继电保护装置相结

合，是一种对供电网络提供不间断供电的经济而又有效的技

术措施。当工作电源因故障或其他原因消失后，备自投能够

将备用电源或其他正常工作电源自动、迅速地投入工作，并

断开工作电源。

备自投运行分为全自动、半自动及退出三种模式。全自动

模式要求自动备投和自动恢复，半自动模式仅要求自动备投

不要求自动恢复，退出模式时切除备自投功能，逻辑框图如

下所示。

（二）运行要求

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》

（GB50062-92）规定，对备自投装置的基本要求如下：①工

作电源不论因何种原因失电时（如工作电源故障或被误断开

等），备自投均应动作。②应保证在工作电源断开后，备用

电源才能投入。这一要求的提出，主要考虑了以下两个因素：

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防止两个不同期的电源非同期并列；防止将备用电源投到故

障元件上（如工作电源故障），造成事故扩大。③备自投只

允许动作一次，备自投充电条件均满足后经延时充电，有闭

锁条件或退出备自投的条件开入时应立即放电，以避免备用

电源投入到永久性故障时继电保护将其断开后又重新投入。

④备自投的动作时间应尽量短，以利于电动机的自启动。⑤

备自投在电压互感器二次侧的熔断器熔断时不应动作。⑥备

用电源无电压时，备自投不应动作。

（三）工作原理

以分段备自投为例，1#所用变负荷通过母联开关400切换

到2#所用变，功能逻辑如下，首先定义两个信号，分为正常

及充电完成信号，1#所用变正常：401开关在合闸

位置，备自投装置中相关位置开入正确，无PT断线信号；充

电完成信号：1#所用变信号正常、2#所用变信号正常、母联

开关400确在分位，备自投功能投入，且无外部闭锁开入。

当1#所用变异常或故障，即在自投充电完成的情况下，1#所

用变无电压（且电流小于无流门槛值