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摘 要：现今社会，数字化变电站技术的发展越来越快，以深圳供电局所管辖的变电站为例，传统的自动化变电站也要向数字化、智能化变电站改造。在数字化变电站中，传统的备自投装置已不能适用，必须进行更新。文章主要介绍了备自投装置的工作原理，以及探讨了110 kV变电站中智能化备自投装置的结构和特点，并提出了智能化备自投装置在使用时的一些注意事项。
关键词：数字化变电站；备自投；智能化
中图分类号：TM762.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0087-02
1 备自投装置的工作原理介绍
备自投装置在变电站中起着举足轻重的作用，它是电网供电稳定可靠的重要保证，在电网中是必不可少的自动装置。
在内桥接线的110 kV变电站中，备自投的工作方式随着电网运行方式的不同而有所不同，它主要有四种工作方式，其中两种为进线备自投方式，另两种为分段备自投方式。110 kV变电站中内桥的接线方式如图1所示。
1.1 进线备自投工作方式的工作原理分析
所谓的线路备自投方式就是在典型内桥接线110 kV变电站中，当变电站其中一进线作为主供，另一进线作为电源备用时，在母联电源的运行中，备自投的工作方式采取的就是线路备自投方式。
在110 kV变电站中两段母线三相都有电压及及其中一进线开关1DL（2DL）与母联电源开关3DL合位的情况下，当“检定线路有压”控制字出现时，电源开关合位的那条进线也会有电压产生。这时在完全没有闭锁量开入时，以线路备自投为工作方式的备自投装置就会自动完成充电过程。
进线备自投的具体工作过程如下：当电网中的工作电源出现故障或受其他因素影响而导致停止供电时，两段母线的电压就会消失。这时备自投装置就会自发地进行启动，从而延长对线路的供电时间，以使T1能够跳开主供电源的开关1DL（2DL），然后在确定主供电源开关已跳开后再将备用电源开关3DL合上。之所以要延长电网的供电时间，主要是为了使主供电源能够利用重合闸进行自动恢复，以及保证备用电源不会合闸而防止了电网故障的发生。
1.2 母联备自投工作方式的工作原理分析
母联备自投方式也就是在典型内桥接线110 kV变电站中，当变电站的两段母线分别由两条进线的1DL及2DL进行分别供电时，母联上的3DL热备也跟着开始运行，此时备自投的装置的工作方式就为母联备自投方式。
在110 kV变电站中两段母线三相都有电压的情况下，当两条进线1DL和2DL都合位而母联3DL处于分位且没完全没有闭锁量开入时，以母联备自投方为工作方式的备自投装置同样也会自动的完成充电过程。
母联备自投的工作过程如下：当两条工作电源进线中的一条出现故障或受其它因素影响而停止了供电时，由已停止供电的进线进行供电的那段母联的电压则会消失。此时备自投装置也会开始启动供电，以将对线路的供电时间延长，从而使T1有足够的时间将故障线路上的主供电源开关1DL（2DL）跳开，然后再将母联上的备用电源开关3DL合上，以恢复对失去电压的母联段进行负荷供电。
从上文中对备自投以不同工作方式进行运行时的基本工作原理的分析，不难看出在其完成动作逻辑时必须在交流电流电压量、开关位置和备自投装置的闭锁量都具备的情况下才能完成。而这些必备量的采集在传统的变电站中都是通过二次电缆的连接来实现的，另外装置的跳闸和合闸开出回路也是通过电缆连到保护屏的。
2 智能化备自投装置的结构和特点分析
随着变电站向着数字化的方向发展，各种二次装置也跟着进行了革新，其中备自投装置也不例外，它在向着智能化方面革新。而智能备自投装置的最大特点就是由网络技术控制着装置的工作过程，它主要是用网络来控制进线及母分的开关智能终端和测控装置来实现的，这样就对备自投装置的型号概念不再严格要求。
2.1 传统110 kV备自投应用现状
110 kV备自投装置在如今自动化变电站的应用比较普遍，以深圳供电局为例，德霖厂家、南电研厂家、深南瑞厂家等都有，其中以南自厂家NDB310为多。在结构上看，基本相似，均为开关位置开入，电流电压采集，传动节点，信号节点组成。应用时候，均靠二次电缆连接与外面采集量的联系。例如，对某开关位置的采集量，必须依靠开关机构提供备用开关辅助节点完成，使用时候对机构的依耐性较高；同时，若在运行中变电站进行备用电源自投装置的安装，必须依次停运相关间隔。使得电网风险增加，工作量大。
2.2 智能备自投在数字化变电站中的结构和运行分析
智能化备自投的工作逻辑与传统备自投的工作逻辑基本一样，但是他们在相关工作量的采集上还是存在着很大的差别。智能化备自投主要采集的是相关设备合并单元的数字量来作为交流量，并用光纤来进行传输。在智能化备自投装置的装置动作网络化中，不管是进线和母分断路器的位置和装置的闭锁量开入，还是主供电源中有无电流的判别和备用电源线路有无电压的判定以及相关设备的跳合闸都是由基于IEC61850标准的GOOSE网进行连接和控制的。
如图2所示，不管是变电站中的进线还是母联，只要是与备自投有关的测控装置和智能终端都有连接在双网配置的GOOSE网上，而备自投的功能完全由母分来控制执行。母分主要是利用与GOOSE网连接的测控装置来收集GOOSE网上的位置信号以及通过SV网所收集到的交流量以对备自投方式和充电过程进行判别和控制。在备自投的运行过程中，其能持续地监视报文，一旦其接收到有满足备自投启动的报文时就会利用光纤来发送有目标地址的GOOSE跳合闸报文，目标地址对应的设备智能终端在接到收GOOSE跳合闸报文后就会自动的跳合闸。从而达到利用GOOSE网接收发送闭锁报文来实现对备自投的放电操作。
2.3 智能备自投所具备的优点
与传统的备自投装置相比较，智能化备自投装置有以下几个优点：
①用数字化模式进行交流量的采集，从而杜绝了交流回路中CT二次回路开入或PT二次回路短路或接地等故障的发生。
②数字化的开入回路和咣合闸回路，很大程度的减少了二次电缆的连接，从而节约了电网的运行成本。
③作为传输工具的光纤与二次电缆相比较，其抗干扰性能明显更高，并且其回路也很简洁，从而避免了误动发生的可能性。
虽然智能化备自投方式具有很多的优点，但是其还处在发展的初步阶段，它还有更多的性能和优势需要我们去进行研究开发。
3 结 语
综上所述，智能化备自投装置的工作原理与传统备自投装置的工作原理基本一致，但是其相关工作量的采集方式还是有很大不同的。相较于传统装置利用二次电缆的连接来进行工作量的采集和信息的传输，利用光纤进行数字化的工作量的采集和传输，其抗干扰性更高，二次回路故障的发生也得到了有效的防止，而二次电缆的减少更节约了电网的运行成本。然而，智能化备自投装置的位置接点、线路中是否存在电压或电流的判别等信息的采集和跳闸回路都是由网络进行控制执行的，所以其对通讯可靠性的要求非常之高。另外，基于IEC61850标准的GOOSE网进行控制的智能化备自投装置还处在发展的初步阶段，其运行、检修、校验等方面还没有健全的标准及规程来作为参考和执行依据，这就需要我们进行不断的探索与研究，将其不断的完善，从而使智能化备自投装置在数字化变电站中的发展与应用能更上一层楼。
参考文献：
[1] 高翔.数字化变电站应用技术[M].北京：中国电力出版社，2008.
[2] 任雁铭，秦立军，杨奇逊.IEC61850通信协议体系介绍[J].电力系统自动化.2000，（8）：62-64.
[3] 丁书文.电力系统自动装置原理[M].北京：中国电力出版社，2007.
[4] 沈健，黄国方，周斌.IEC61850 GOOSE在变电站综合自动化系统中的应用[J].电网技术，2006，（30）：433-436.
[5] 梅德东，黄国方.符合IEC61850标准的分布式备自投的设计[J].电网技术，2006，（30）：471-475.
关键词：数字化变电站；备自投；智能化
中图分类号：TM762.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0087-02
1 备自投装置的工作原理介绍
备自投装置在变电站中起着举足轻重的作用，它是电网供电稳定可靠的重要保证，在电网中是必不可少的自动装置。
在内桥接线的110 kV变电站中，备自投的工作方式随着电网运行方式的不同而有所不同，它主要有四种工作方式，其中两种为进线备自投方式，另两种为分段备自投方式。110 kV变电站中内桥的接线方式如图1所示。
1.1 进线备自投工作方式的工作原理分析
所谓的线路备自投方式就是在典型内桥接线110 kV变电站中，当变电站其中一进线作为主供，另一进线作为电源备用时，在母联电源的运行中，备自投的工作方式采取的就是线路备自投方式。
在110 kV变电站中两段母线三相都有电压及及其中一进线开关1DL（2DL）与母联电源开关3DL合位的情况下，当“检定线路有压”控制字出现时，电源开关合位的那条进线也会有电压产生。这时在完全没有闭锁量开入时，以线路备自投为工作方式的备自投装置就会自动完成充电过程。
进线备自投的具体工作过程如下：当电网中的工作电源出现故障或受其他因素影响而导致停止供电时，两段母线的电压就会消失。这时备自投装置就会自发地进行启动，从而延长对线路的供电时间，以使T1能够跳开主供电源的开关1DL（2DL），然后在确定主供电源开关已跳开后再将备用电源开关3DL合上。之所以要延长电网的供电时间，主要是为了使主供电源能够利用重合闸进行自动恢复，以及保证备用电源不会合闸而防止了电网故障的发生。
1.2 母联备自投工作方式的工作原理分析
母联备自投方式也就是在典型内桥接线110 kV变电站中，当变电站的两段母线分别由两条进线的1DL及2DL进行分别供电时，母联上的3DL热备也跟着开始运行，此时备自投的装置的工作方式就为母联备自投方式。
在110 kV变电站中两段母线三相都有电压的情况下，当两条进线1DL和2DL都合位而母联3DL处于分位且没完全没有闭锁量开入时，以母联备自投方为工作方式的备自投装置同样也会自动的完成充电过程。
母联备自投的工作过程如下：当两条工作电源进线中的一条出现故障或受其它因素影响而停止了供电时，由已停止供电的进线进行供电的那段母联的电压则会消失。此时备自投装置也会开始启动供电，以将对线路的供电时间延长，从而使T1有足够的时间将故障线路上的主供电源开关1DL（2DL）跳开，然后再将母联上的备用电源开关3DL合上，以恢复对失去电压的母联段进行负荷供电。
从上文中对备自投以不同工作方式进行运行时的基本工作原理的分析，不难看出在其完成动作逻辑时必须在交流电流电压量、开关位置和备自投装置的闭锁量都具备的情况下才能完成。而这些必备量的采集在传统的变电站中都是通过二次电缆的连接来实现的，另外装置的跳闸和合闸开出回路也是通过电缆连到保护屏的。
2 智能化备自投装置的结构和特点分析
随着变电站向着数字化的方向发展，各种二次装置也跟着进行了革新，其中备自投装置也不例外，它在向着智能化方面革新。而智能备自投装置的最大特点就是由网络技术控制着装置的工作过程，它主要是用网络来控制进线及母分的开关智能终端和测控装置来实现的，这样就对备自投装置的型号概念不再严格要求。
2.1 传统110 kV备自投应用现状
110 kV备自投装置在如今自动化变电站的应用比较普遍，以深圳供电局为例，德霖厂家、南电研厂家、深南瑞厂家等都有，其中以南自厂家NDB310为多。在结构上看，基本相似，均为开关位置开入，电流电压采集，传动节点，信号节点组成。应用时候，均靠二次电缆连接与外面采集量的联系。例如，对某开关位置的采集量，必须依靠开关机构提供备用开关辅助节点完成，使用时候对机构的依耐性较高；同时，若在运行中变电站进行备用电源自投装置的安装，必须依次停运相关间隔。使得电网风险增加，工作量大。
2.2 智能备自投在数字化变电站中的结构和运行分析
智能化备自投的工作逻辑与传统备自投的工作逻辑基本一样，但是他们在相关工作量的采集上还是存在着很大的差别。智能化备自投主要采集的是相关设备合并单元的数字量来作为交流量，并用光纤来进行传输。在智能化备自投装置的装置动作网络化中，不管是进线和母分断路器的位置和装置的闭锁量开入，还是主供电源中有无电流的判别和备用电源线路有无电压的判定以及相关设备的跳合闸都是由基于IEC61850标准的GOOSE网进行连接和控制的。
如图2所示，不管是变电站中的进线还是母联，只要是与备自投有关的测控装置和智能终端都有连接在双网配置的GOOSE网上，而备自投的功能完全由母分来控制执行。母分主要是利用与GOOSE网连接的测控装置来收集GOOSE网上的位置信号以及通过SV网所收集到的交流量以对备自投方式和充电过程进行判别和控制。在备自投的运行过程中，其能持续地监视报文，一旦其接收到有满足备自投启动的报文时就会利用光纤来发送有目标地址的GOOSE跳合闸报文，目标地址对应的设备智能终端在接到收GOOSE跳合闸报文后就会自动的跳合闸。从而达到利用GOOSE网接收发送闭锁报文来实现对备自投的放电操作。
2.3 智能备自投所具备的优点
与传统的备自投装置相比较，智能化备自投装置有以下几个优点：
①用数字化模式进行交流量的采集，从而杜绝了交流回路中CT二次回路开入或PT二次回路短路或接地等故障的发生。
②数字化的开入回路和咣合闸回路，很大程度的减少了二次电缆的连接，从而节约了电网的运行成本。
③作为传输工具的光纤与二次电缆相比较，其抗干扰性能明显更高，并且其回路也很简洁，从而避免了误动发生的可能性。
虽然智能化备自投方式具有很多的优点，但是其还处在发展的初步阶段，它还有更多的性能和优势需要我们去进行研究开发。
3 结 语
综上所述，智能化备自投装置的工作原理与传统备自投装置的工作原理基本一致，但是其相关工作量的采集方式还是有很大不同的。相较于传统装置利用二次电缆的连接来进行工作量的采集和信息的传输，利用光纤进行数字化的工作量的采集和传输，其抗干扰性更高，二次回路故障的发生也得到了有效的防止，而二次电缆的减少更节约了电网的运行成本。然而，智能化备自投装置的位置接点、线路中是否存在电压或电流的判别等信息的采集和跳闸回路都是由网络进行控制执行的，所以其对通讯可靠性的要求非常之高。另外，基于IEC61850标准的GOOSE网进行控制的智能化备自投装置还处在发展的初步阶段，其运行、检修、校验等方面还没有健全的标准及规程来作为参考和执行依据，这就需要我们进行不断的探索与研究，将其不断的完善，从而使智能化备自投装置在数字化变电站中的发展与应用能更上一层楼。
参考文献：
[1] 高翔.数字化变电站应用技术[M].北京：中国电力出版社，2008.
[2] 任雁铭，秦立军，杨奇逊.IEC61850通信协议体系介绍[J].电力系统自动化.2000，（8）：62-64.
[3] 丁书文.电力系统自动装置原理[M].北京：中国电力出版社，2007.
[4] 沈健，黄国方，周斌.IEC61850 GOOSE在变电站综合自动化系统中的应用[J].电网技术，2006，（30）：433-436.
[5] 梅德东，黄国方.符合IEC61850标准的分布式备自投的设计[J].电网技术，2006，（30）：471-475.