电源备自投装置测试仪必要性

摘要:
备用电源自投装置可以提高供电的可靠性和连续性，但生产实际中应用的许多备自投装置由于运行方式和逻辑关系不符合要求，而无法正式投入运行，从运行方式和逻辑关系等方面确保电源自投装置正确性，其中手段之一是对电源自投装置进行全面的检验。在目前的生产实际中对电源自投装置的检验没有专门测试仪，一般测试借用其它铺助装置进行，这样就存在许多测试不准，漏项、配合困难等，从而埋下安全隐患，这是电力生产中是不允许的。

1、引言
备用电源自动投入和备用设备自动投入，在现场一般简称“备自投“。备自投能够提高
电网正常运行时的供电能力，减少重载线路的负何，限制短路电流，提高供电可靠性和连续性，随着电力系统的发展，备用电源自投装置的作用和地位越来越来重要。对该装置测试必须做到可靠、安全，消除其中存在的安全隐患。本文在此针对备用电源自投装置的测试存在困难及缺陷进行分析后，提出一可以测试该装置仪器，望为对存在安全隐患有所作为。

2、复杂接线与复杂逻辑方式
①复杂接线：备用电源自投装置由于要面对系统运行方式的多种变化，造成备用电源自投装置逻辑关系复杂，接线方式也复杂。就逻辑关系的复杂性在如深圳地区电网高达70余钟组合方式。如：降压变电站的典型接线是2条进线、2台主变分裂运行或一运行一备用，但变电站接线种类繁多。又如：有3台或更多主变，高压进线可能有3条或更多；高压侧双母接线；高压侧扩大内桥接线；低压侧分段开关兼做旁路开关等。复杂的接线带来了多种复杂的备自投方式，这就要求各自投装置能自动识别系统运行方式，自动选择相应的备自投方案。
②备自投的逻辑：a．备自投充电。当工作电源运行在正常供电状态、备用电源工作在热备用状态(明备用)，或两者均在正常供电状态(暗备用)时，备自投装置根据所采集的电压、电流及开关位置信号来判断一次设备是否处于这一状态，经过10s～15s延时后，完成充电过程。b．备自投放电。当备自投退出运行，工作断路器由人为操作跳开，备用断路器不在备用状态，断路器拒跳、拒合，备用对象故障等不允许备自投动作的情况下，将备自投放电，使其行为终止。c．备自投充电后，满足其启动条件，经或不经延时执行其跳闸逻辑(可能断路器已跳开)，跳闸对象可能有多个。d．备自投执行完跳闸逻辑后，满足其合闸条件，经或不经延时执行其合闸逻辑，合闸对象也可能有多个。

3、电源备自投其它方面问题
①断路器拒动检查和自动(远方手动)复归问题：断路器拒动是指备自投动作逻辑正确，但由于断路器原因断路器未动作，主供电源断路器未断开或备用电源断路器未合上，使备用电源装置处于等待状态。有两种处理办法：一是保持跳合闸脉冲，装置不复归，直到断路器动作或人员干预整组复位进行重启动；二是装置从发出跳合闸脉冲后计时一定时间内如果断路器不动则收回跳合闸脉冲并同时发出信号。笔者曾遇到一种情况：某厂生产的备自投装置在主供电源断路器跳开后，备用电源断路器拒动，从而使备自投装置程序进入等待合闸的死循环，不能收回跳主供电源断路器的跳闸令，造成主供电源不能恢复和跳闸线圈烧毁。一般来说，断路器操作回路中有跳闸自保持继电器，备自投动作跳闸后只要输出跳闸脉冲200ms就可以启动该继电器。后要求厂家对备自投逻辑进行完善：发出主供电源跳闸令200ms后及时收回，备用电源断路器合闸失败后，应具备断路器拒动告警、备自投装置自动复归和远方手动复归功能。
②断路器偷跳的处理问题：对母线无PT的变电站，启动备自投有两种办法：利用进线PT三相电压分别经进线断路器位置触点串连后代替母线PT电压接入和利用断路器位置启动备自投。笔者不建议采用断路器位置启动的方式，该方式受直流电源的影响并且单一的断路器辅助触点相对可靠性较差，容易因振动等造成备自投误动作。
③合闸过程中投入母联保护问题：对单母线分段接线进线保护，一般短延时跳分段开关，长延时跳进线开关。备用电源投到故障母线上时，必须快速切除故障段母线，减小短路冲击和防止保护越级造成两段母线停电。为此有的厂家生产的备自投装置在合闸过程前中就将母联开关速断保护短时投入，这样当备用电源投到故障母线速断保护时就会快速切除。这种设计相当于母联保护双重化，对防止事故扩大有积极作用，但备自投必须引入母联电流，其接线和逻辑复杂，实际运行动作表明该方式的相对可靠性差。我们认为，如果站内可以利用母线保护或母线后备保护(如主变复合电压闭锁过流等)出口触点闭锁备自投，则不必增设母联速断；如果不便利用母线保护或母线后备保护(如主变复合电压闭锁过流等)出口触点闭锁备自投，则必须考虑合闸过程中投入母联保护来避免事故扩大。
④备用电源的PT断线监视功能：备用电源的线路PT断线或保险熔断将使检有压条件为假，造成备自投启动后自投失败。因此，备用电源线路PT断线监视功能十分重要。原理上发生三相PT断线或只装设单相PT时，断线与对侧停电只依靠检验电压是不能区分的，所以应同时监视PT二次回路的空气开关辅助触点，但从根本上来讲应加强PT二次回路的可靠性。
⑤多级备自投的配合问题：当系统中存在多级备自投时，应考虑各级备自投间的关系。原则上高电压等级、高可靠性、影响面大的备自投先动作，低电压等级的、低可靠性、影响面小的备自投按躲过上级备自投整定。但是，低电压等级线路事故率高，在可靠性要求很高的情况下，为了缩短延时，笔者主张各备自投可以同时动作，并且从运行方式上考虑避免多级备自投顺序自投。
⑥目前采用的微机型备用电源自投装置，在110kV电压等级系统变电站广泛使用，在110kV电压等级系统变电站的母线大部分没有安装母线差动保护，无母差保护动作后开入闭锁备自投，此时是无法判别是线路故障还是母线故障造成的母线失电。这样，在母线及其相连设备（如电压互感器）故障造成母线失电时，备用电源自投装置会动作，将备用电源自动投入，对故障母线再次冲击，扩大故障。例如：某110kV变电站因110kV母线电压互感器因过电压造成电压互感器发热损坏而引起主供电源跳闸，备用电源自投装置动作，将备用电源自动投入，引起电压互感器爆炸，扩大事故。