2025年变电站所用备自投装置及回路的分析与改进.pdfVIP

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。——李白

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。

吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》

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

根据《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：

英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也。——《三国演义》

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

信号及充电完成信号，1#所用变正常信号：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