网络式备自投在开闭所中的应用

传统型备自投其实就是继电器式备自投，盛行于八十年代，目前仍有个别老站在使用。它采用电压作为失电判据，配合时间继电器、中间继电器完成简单的电源投切。因此其精确度差，误动作率较高。比如，以进线备自投为例来说明，仅靠电压低来判断母线失电，是很难避开电压互感器断线（PT二次断线），或者类似于二次小母线空开偷跳产生的母线失电假象，这时候备自投告键就会因为母线失电而导致误动作。

常规微机型备自投是目前比较常见的，主要得益于微型计算机技术的发展。其核心部分采用了高性能单片机（8位或16位），包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成，具有抗干扰性强、使用方便等优点；其数码管显示屏（含后期的液晶屏）和备自投面板上带有按键，使得操作简单方便，同时还可以通过RS485通讯接口实现远程控制。此类装置采用交流不间断采样方式，采集到信号后实时进行傅立叶计算，能精确判断电源状态，并及时进行电源切换。而且这种备自投具有在线运行状态监视功能，可观察各输入电气量、开关量、定值等信息，也就是说微机型备自投装置，能够精确的采集电压、电流、开关状态，同时也能控制多路开出，实现备自投功能，并且具有简单的保护功能，这些优点使其在市场上占有相当长的产品生命周期。但它有一个缺点，就是采用了集中式的信息量采集。所谓集中式就是有一台专态谈门用作备自投的装置，这也是目前比较常见的做法。其原理就是由备自投装置采集3台开关的的信息（电压、电流、开关状态等），由该装置来分析判断并作出正确动作。下面以图1为例，来简单说明微机型进线备自投的工作原理。

n进线2备用、进线1运行

1）充电条件:

①Ⅰ母、Ⅱ母和Ul2均为有压；

②1DL、3DL均合位，2DL分位；

③无闭锁条件；

④无放电条件；

2） 放电条件：

①Ul2不满足有压条件；

②2DL合位；

③1DL拒跳；

3） 动作过程：Ⅰ、Ⅱ母均无压、Ul2有压、Il1无电流，跳1DL。确认1DL跳开后，合2DL。

n进线1运行、进线2备用

1） 充电条件:

①Ⅰ母、Ⅱ母和Ul1均为有压；

②2DL、3DL均合位，1DL分位；

③无闭锁条件；

④无放电条件；

2） 放电条件：

①Ul1不满足有压条件；

②1DL合位；

③2DL拒跳；

3） 动作过程：Ⅰ、Ⅱ母均无压、Ul1有压、Il2无流，延时跳2DL。确认2DL跳开后，合1DL。

通过以上备自投工作原理可以看出，大量的信息需要汇总到备自投装置，因此众多的二次电缆是不可避免。而且这些信息大部分已经被保护装置采集过，可见还存在重复引用的情况，增加了一次设备的负担，加大了图纸设计的复杂性，而且工厂联调，现场问题查找都比较麻烦。

网络式备自投是建立在强大、稳定安全的现场总线技术基础上的，其网络结构如图2所示。1#进线微机保护、2#进线微机保护、分段（母联）微机保护三者通过CAN总线联系在一起，利用CAN交换信息确定是否备自投动作。

（1） 实现开闭所进线备自投

进线备自投(3DL处于合闸状态)一般分为为三种运行方式（图示参考图1）：①主备方案：正常供电时由主供电回路供电，主回帆友碰路失电（无闭锁标志）而备用电源有电时，转到备用供电回路，监测到主回路正常后，转回至主回路供电；②互为主备：正常供电时由一侧回路供电，供电侧失电（无闭锁标志）而另一侧电源有电时，转到另一侧供电回路，两进线互为备用；③仅备投一次：当供电电源失电时，转供到另一路电源，备投完毕后，不管后续系统如何动作，除非状态标志被复归，否则不再进行备投操作。下面以“仅备投一次”为例来说明网络式备自投是如何实现的。

（a）预备条件

两台保护装置，CAN总线运行指示正常，也就是说首先保证1＃和2#进线保护通讯正常，这是网络备自投是否成功的关键点。备投参数整定正确，备投软硬压板均投入，1＃进线和2#进线电压正常，无保护动作标志，无自检异常标志，无备投动作标志，无显示手动分闸或遥控分闸标志，1＃进线开关1DL处于合位，2＃进线开关2DL处于分位，即进入备投预备状态，此时两台保护装置通过CAN总线交换信息标志，二者“状态量显示”菜单中显示“进入预备状态”。当上述条件不能满足时，则二者延时清除“进入预备状态”标志。

（b）备投动作

当母线无压且1#进线无流，并且1＃进线保护装置收到2＃进线侧进线有压且无流的信息标志，则1＃进线保护装置延时分闸1DL，同时把信息标志（备投分闸且成功）通过CAN总线发给2＃进线保护装置，2＃进线保护装置根据信息标志（备投分闸且成功）发合闸2DL的命令，即实现了备用2＃进线作为备用电源的备自投，除非状态标志被复归，否则不再进行备投操作。

反之若初始状态为2DL处于合位，1DL处于分位，当母线无压且无流，1DL侧进线有压且无流，则2DL延时分闸，然后1DL合闸，即实现了备用1＃进线作为备用电源的备自投，除非状态标志被复归，否则不再进行备投操作。

（2） 实现开闭所分段（母联）备自投

分段（母联）备自投一般只有一种运行方式（图示参考图1）：1#进线开关1DL、2#进线开关2DL处于合闸状态，备用分段（母联）开关处于分闸状态。

（a）预备条件

1#进线微机保护、2#进线微机保护、分段（母联）微机保护三者CAN总线运行指示正常，备投参数整定正确，备投软硬压板均投入，I段母线电压、II段母线均电压正常，无保护动作标志，无自检异常标志，无备投动作标志，无显示手动分闸或遥控分闸标志，1＃进线开关1DL处于合位，2＃进线开关2DL处于合位，分段（母联）开关3DL处于分位，即进入备投预备状态，此时三台保护装置通过CAN总线交换信息标志，三者“状态量显示”菜单中显示“进入预备状态”。当上述条件不能满足时，则三者延时清除“进入预备状态”标志。

（b）备投动作

当I段母线电压无压且1#进线无流，并且1＃进线保护装置收到2＃进线II段母线有压的信息标志，则1＃进线保护装置延时分闸1DL，同时把信息标志（备投分闸且成功）通过CAN总线发给分段（母联）保护装置，分段（母联）保护装置根据信息标志（备投分闸且成功）发合闸3DL的命令，即实现了备用分段（母联）备自投，反之II段母线失电道理也一样。除非状态标志被复归，否则不再进行备投操作。

网络式备自投主要是依靠寄生在保护装置上的通讯总线来完成信息互通，因此安装时对通讯线要求比较严格，建议采用双绞屏蔽型电缆STP-120Ω，特别是要注意保证屏蔽层一点接地。调试过程中要正确设置备投参数，特别是保护装置之间的CAN通讯参数的设置。

由于开闭所备自投功能需求相对较简单，而且对值班人员的技能要求不高，因此后期的使用过程中基本不需要维护。如果运行方式发生变化，可以由保护装置自行完成自投方式转变，也可以由相关技术人员进行设置。而一旦保护装置发生任何异常（含CAN通讯异常）则会通过故障告警的方式告知用户，尽快处理。