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【摘 要】 针对一些早期设计的10千伏箱式配电室，设计初期考虑双电源供电，没有采用线路保护装置和双电源的自动投切装置（备自投），只具备开关的电动操作功能，遗留下来的缺陷，随着用户对供电可靠性要求越来越高，矛盾就凸现出来，对其全面进行改造投资大，需要改造的设备多。于是我们对该类配电箱二次回路进行了解，提出改造方案，并实施改造，大胆运用开关辅助接点完成备自投功能，在备自投回路加入互锁解决备主电源恢复时同时合闸的矛盾。用经济、简单可靠的器件最终实现双电源的自动投切，大大提高了供电可靠性，在实践中得到了推广应用。
【关键词】 开关位置接点；备自投；交流接触器；二次回路改造
一、备自投的意义和原则
备用电源自投装置在保证电力系统可靠供电中发挥了巨大的作用，合理的选型和设计必然能保证电网更稳定可靠的供电，不合理的选型和设计往往会导致设备或电网再一次受累。然而在实际工作中，从经济和现场实际情况来考虑有时需要安装一些简易而可靠的简易备自投。塔城电力公司家属院配电箱，为提高供电的可靠性，就需要新安装备自投。
备自投的基本原则，只有工作电源确实被断开后，备用电源才能投入。工作电源失压后，备自投启动延时到后总是先跳进线开关，确认该开关在跳位后，备自投逻辑才进行下去。这样可防止备自投动作后合于于故障或备用电源倒送电的情况。但故障不应由备自投切除，故备自投动作跳工作电源的时限应长于有关所有保护和重合闸的最长动作时限。人工切除工作电源时，备自投不应动作。
二、简易备自投方案提出
10千伏箱式配电室情况，两条10千伏电源进线，单母线，两台变压器，10千伏进线断路器具备电动操作，两条安装有线路PT做为线路断路器的操作电源。该箱式配电室一次接线图如下图所示。
为了提高此类10千伏箱式配电室的供电可靠性，根据上图所示一次设备现状，结合实际情况，考虑采用安装简易的备自投装置来提高可靠性，并提出的改造方案。
备自投思路提出：工作线路塔医线1046为主供线，在主供线路失压的情况下备自投跳开塔医线1046开关，合上备用电源塔南线1042开关。当塔医线1046线路恢复正常时，跳开备用电源塔南线1042开关，合上主供电源塔医线1046开关，恢复正常供电.
方案一：塔南线1042、塔医线1046线路侧分别加装线路电压互感器（二次电压额定为220V，为开关提供操作电源）和塔医线1046加装电流互感器（需要改造加装）。当检测到塔医线1046线路无压，同时无流，启动备自投，经延时确认塔医线1046跳开后，合上塔南线1042（利用塔医线开关常闭位置）。当检测到塔医线1046线路恢复有压时，跳开塔南线1042并确认，合上塔医线1046（利用塔南线开关常闭位置）恢复正常供电。
方案二：塔南线1042、塔医线1046线路侧分别加装线路电压互感器（二次电压额定为220V，为开关提供操作电源）。当检测到塔医线1046线路无压，启动备自投，经延时确认塔医线1046跳开后，合上塔南线1042（利用塔医线开关常闭位置）。当检测到塔医线1046线路恢复有压时，跳开塔南线1042并确认，合上塔医线1046（利用塔南线开关常闭位置）恢复正常供电。
为了防止塔南线与塔医线同时合闸，可能会造成非同期合闸；防止在恢复主供时，备自投重复动作；在塔南、塔医合闸回路加入互锁接点。
三、备自投原理分析及实施
明显方案一可靠性适当高于方案二，但是由于现场条件局限，考虑到在塔医线1046再加装电流互感器很困难，于是选择方案二，不用在增加一次设备，减少了施工改造的难度，同时也兼顾考虑到备自投的可靠性，在检测塔医线无压时多选用一块交流接触器作为作为启动备自投的必要条件。由于两台开关的分别取自各自线路电压互感器，从备自投功能出发要求两开关的控制电源为必须一个，所以控制电源必须取自备用线线路电压互感器二次侧电压。经过上述分析合综合考虑后，并逐步修改完善后得出如下备自投的原理图。
备自投动作过程原理图如下：
原理图分析说明：
1）启动回路，监测主供线路是否有电，同时为备自投提供启动条件。当塔医线1046线路失压时，利用交流接触器YJ1，交流接触器YJ2并联（增加可靠性）同时动作复归，其常闭接点闭合去启动备自投。
2）备自投控制电源的选择。由于现场条件，不可能提供直流控制电源，所以备自投控制电源取备用线路电压互感器，原因是备自投启作用是在备用线路有电时，才要求备投动作。同时还监视备用线路是否有电。
3）备自投启动回路，在回路内串入一单级空开，控制备自投的投退，方便检修。交流接触器YJ1，YJ2常闭接点经时间继电器（延时2S大于线路塔医线重合闸动作时间）和塔医线开关常开接点后，启动时间继电器。
4）跳开失电的主供线路。时间继电器常开接点去跳开塔医线1046开关。
5）合上备用线路，保证供电可靠性。塔医线1046跳开后，其开关常闭接点接通经互锁接点（塔医线1046线路带电时断开），合上塔南线1042.
6）交流接触器监视到主供线路恢复来电时，启动跳开备用线。当塔医线1046线路带电时，交流接触器YJ1，YJ2常开接点动作经塔南线开关常开接点形成回路，跳开塔南线。
7）利用开关位置接点确认备用线路跳开后，恢复主供线路供电。当塔医线1046线路带电时，交流接触器YJ1，YJ2常开接点动作经塔南线开关常闭接点，合上塔医线1046，恢复正常供电。
四、备自投特点
1）电压互感器选择能监视两相电压，选二次额定电压为220V的电压互感器，在监视线路的同时为备自投提供操作电源，还方便器件的选择。
2）备自投控制电源的选择是关键，选用备用线路电压互感器作为备自投控制电源，兼顾了备自投的原理。
3）开关辅助接点的巧妙合理的应用，使的主供线路与备用线路按照备自投的方案先后顺序动作，
4）在主供线路与备用线路备自投合闸回路加入互锁接点，防止了备用线路切换到主供线路时两条线路发生同时合闸。
5）在备自投启动回路加入单极空开（相当于备自投投退连片），不需要备自投时退出空开即可，不影响电动手动跳合闸。还方便改变运行方式或停备自投投停。同时防止在检修后送电，备自投自动投入去合主供线路开关。
按上述原理图完成接线安装后，模拟塔医线1046失电，跳開塔医线1046开关后，自动合塔南线1042.当塔医线1046重新带电，跳开塔南线1042后，合上塔医线1046开关。试验结果与设计思路一致，满足可靠性要求。
五、简易备自投存在的问题
上述回路的最关键的条件为：1）开关的辅助接点动作可靠；2）取备用线路PT做为控制电源，对该PT质量要求高；3）交流接触器长期带电，对接触器质量要求高。
原理上存在的问题，1）手动跳闸没有自动闭锁备自投；2）备用线路不带电时主供线路没有操作电源。
解决方案一，手动跳闸或检修时，先退出控制电源.再进行手动跳闸或检修。
解决方案二，在手动跳闸或检修时，先退出备自投功能（退出备自投启动回路单极空开即可），再进行手动跳闸或检修。
六、小结
该备用电源自动投入（以下简称备自投）装置在实践中得到证明。投入少，原理简单，易于安装，器件常用易于更换，巧妙的应用断路器辅助开关完成备用电源的自动投切，在塔城地区电网10千伏箱式配电室改造中得到推广应用。
参考文献：
1、继电保护和安全自动装置技术规程.中国电力出版社，2006年
2、电力系统继电保护实用技术问答（第二版）国调中心.中国电力出版社，2006年
3、变电运行现场技术.问答（第二版）张全元.中国电力出版社，2012年
4、WXH-820系列微机备自投装置技术及使用说明书.许继电气公司，2005年
【关键词】 开关位置接点；备自投；交流接触器；二次回路改造
一、备自投的意义和原则
备用电源自投装置在保证电力系统可靠供电中发挥了巨大的作用，合理的选型和设计必然能保证电网更稳定可靠的供电，不合理的选型和设计往往会导致设备或电网再一次受累。然而在实际工作中，从经济和现场实际情况来考虑有时需要安装一些简易而可靠的简易备自投。塔城电力公司家属院配电箱，为提高供电的可靠性，就需要新安装备自投。
备自投的基本原则，只有工作电源确实被断开后，备用电源才能投入。工作电源失压后，备自投启动延时到后总是先跳进线开关，确认该开关在跳位后，备自投逻辑才进行下去。这样可防止备自投动作后合于于故障或备用电源倒送电的情况。但故障不应由备自投切除，故备自投动作跳工作电源的时限应长于有关所有保护和重合闸的最长动作时限。人工切除工作电源时，备自投不应动作。
二、简易备自投方案提出
10千伏箱式配电室情况，两条10千伏电源进线，单母线，两台变压器，10千伏进线断路器具备电动操作，两条安装有线路PT做为线路断路器的操作电源。该箱式配电室一次接线图如下图所示。
为了提高此类10千伏箱式配电室的供电可靠性，根据上图所示一次设备现状，结合实际情况，考虑采用安装简易的备自投装置来提高可靠性，并提出的改造方案。
备自投思路提出：工作线路塔医线1046为主供线，在主供线路失压的情况下备自投跳开塔医线1046开关，合上备用电源塔南线1042开关。当塔医线1046线路恢复正常时，跳开备用电源塔南线1042开关，合上主供电源塔医线1046开关，恢复正常供电.
方案一：塔南线1042、塔医线1046线路侧分别加装线路电压互感器（二次电压额定为220V，为开关提供操作电源）和塔医线1046加装电流互感器（需要改造加装）。当检测到塔医线1046线路无压，同时无流，启动备自投，经延时确认塔医线1046跳开后，合上塔南线1042（利用塔医线开关常闭位置）。当检测到塔医线1046线路恢复有压时，跳开塔南线1042并确认，合上塔医线1046（利用塔南线开关常闭位置）恢复正常供电。
方案二：塔南线1042、塔医线1046线路侧分别加装线路电压互感器（二次电压额定为220V，为开关提供操作电源）。当检测到塔医线1046线路无压，启动备自投，经延时确认塔医线1046跳开后，合上塔南线1042（利用塔医线开关常闭位置）。当检测到塔医线1046线路恢复有压时，跳开塔南线1042并确认，合上塔医线1046（利用塔南线开关常闭位置）恢复正常供电。
为了防止塔南线与塔医线同时合闸，可能会造成非同期合闸；防止在恢复主供时，备自投重复动作；在塔南、塔医合闸回路加入互锁接点。
三、备自投原理分析及实施
明显方案一可靠性适当高于方案二，但是由于现场条件局限，考虑到在塔医线1046再加装电流互感器很困难，于是选择方案二，不用在增加一次设备，减少了施工改造的难度，同时也兼顾考虑到备自投的可靠性，在检测塔医线无压时多选用一块交流接触器作为作为启动备自投的必要条件。由于两台开关的分别取自各自线路电压互感器，从备自投功能出发要求两开关的控制电源为必须一个，所以控制电源必须取自备用线线路电压互感器二次侧电压。经过上述分析合综合考虑后，并逐步修改完善后得出如下备自投的原理图。
备自投动作过程原理图如下：
原理图分析说明：
1）启动回路，监测主供线路是否有电，同时为备自投提供启动条件。当塔医线1046线路失压时，利用交流接触器YJ1，交流接触器YJ2并联（增加可靠性）同时动作复归，其常闭接点闭合去启动备自投。
2）备自投控制电源的选择。由于现场条件，不可能提供直流控制电源，所以备自投控制电源取备用线路电压互感器，原因是备自投启作用是在备用线路有电时，才要求备投动作。同时还监视备用线路是否有电。
3）备自投启动回路，在回路内串入一单级空开，控制备自投的投退，方便检修。交流接触器YJ1，YJ2常闭接点经时间继电器（延时2S大于线路塔医线重合闸动作时间）和塔医线开关常开接点后，启动时间继电器。
4）跳开失电的主供线路。时间继电器常开接点去跳开塔医线1046开关。
5）合上备用线路，保证供电可靠性。塔医线1046跳开后，其开关常闭接点接通经互锁接点（塔医线1046线路带电时断开），合上塔南线1042.
6）交流接触器监视到主供线路恢复来电时，启动跳开备用线。当塔医线1046线路带电时，交流接触器YJ1，YJ2常开接点动作经塔南线开关常开接点形成回路，跳开塔南线。
7）利用开关位置接点确认备用线路跳开后，恢复主供线路供电。当塔医线1046线路带电时，交流接触器YJ1，YJ2常开接点动作经塔南线开关常闭接点，合上塔医线1046，恢复正常供电。
四、备自投特点
1）电压互感器选择能监视两相电压，选二次额定电压为220V的电压互感器，在监视线路的同时为备自投提供操作电源，还方便器件的选择。
2）备自投控制电源的选择是关键，选用备用线路电压互感器作为备自投控制电源，兼顾了备自投的原理。
3）开关辅助接点的巧妙合理的应用，使的主供线路与备用线路按照备自投的方案先后顺序动作，
4）在主供线路与备用线路备自投合闸回路加入互锁接点，防止了备用线路切换到主供线路时两条线路发生同时合闸。
5）在备自投启动回路加入单极空开（相当于备自投投退连片），不需要备自投时退出空开即可，不影响电动手动跳合闸。还方便改变运行方式或停备自投投停。同时防止在检修后送电，备自投自动投入去合主供线路开关。
按上述原理图完成接线安装后，模拟塔医线1046失电，跳開塔医线1046开关后，自动合塔南线1042.当塔医线1046重新带电，跳开塔南线1042后，合上塔医线1046开关。试验结果与设计思路一致，满足可靠性要求。
五、简易备自投存在的问题
上述回路的最关键的条件为：1）开关的辅助接点动作可靠；2）取备用线路PT做为控制电源，对该PT质量要求高；3）交流接触器长期带电，对接触器质量要求高。
原理上存在的问题，1）手动跳闸没有自动闭锁备自投；2）备用线路不带电时主供线路没有操作电源。
解决方案一，手动跳闸或检修时，先退出控制电源.再进行手动跳闸或检修。
解决方案二，在手动跳闸或检修时，先退出备自投功能（退出备自投启动回路单极空开即可），再进行手动跳闸或检修。
六、小结
该备用电源自动投入（以下简称备自投）装置在实践中得到证明。投入少，原理简单，易于安装，器件常用易于更换，巧妙的应用断路器辅助开关完成备用电源的自动投切，在塔城地区电网10千伏箱式配电室改造中得到推广应用。
参考文献：
1、继电保护和安全自动装置技术规程.中国电力出版社，2006年
2、电力系统继电保护实用技术问答（第二版）国调中心.中国电力出版社，2006年
3、变电运行现场技术.问答（第二版）张全元.中国电力出版社，2012年
4、WXH-820系列微机备自投装置技术及使用说明书.许继电气公司，2005年