摘要：文章介绍了微机备用电源自动投入装置的特点和优点、基本要求、工作原理、功能实现、参数整定，同时给从事电气技术的人员提出的几点建议。

关键词：备用电源自动投入装置；微机APD装置；模拟量；开关量

1 备用电源自动投入装置的概述

备用电源自动投入装置的作用是当正常供电电源因供电线路故障或电源本身发生事故而停电时，它将负荷自动、迅速切换至备用电源上，使供电不至中断，从而确保正常运行，把停电造成的经济损失降到最低程度。这种装置简称为APD装置，在缺电的地方，越来越多的用户使用双电源，APD装置在经济发展中发挥了重要的作用。常用的备用电源自动投入方式主要有：两条线路互为备用自动投入、备用变压器自动投入、线路与母联断路器自动投入三种。

过去，设计使用的APD装置均由传统的继电器来实现，这种类型的APD装置因设计不完善，继电器多、触点多，或继电器本身存在的问题，发生振动或误动故障率较高。近年来，由于微机综合继电保护、微机APD装置的不断完善与快速发展，微机备用电源自动投入装置以快速发展并发挥它的作用。

微机APD装置与传统的继电器式APD装置相比，有如下不同的特点和优点：

装置直观简便：连线少，占据空间小，微机APD装置可以在线查看装置全部输入量和开关量，以及全部整定值、预设值、瞬时采样数据和大部分事故分析记录。显示屏实时显示相关运行数据，并可调节。

可靠性高：采用了先进的电磁兼容性（EMC）设计技术，新型抗电磁和尖脉冲干扰器件，mPC器件、软件上采用了冗余、容错、数字滤波等技术。

精度高，免校验：精度均由软件调整、全数字化处理和接点信号系统。

智能化程度高，自适应能力强：通过面板或软件可设置和修改Tv、TA变比、量程、接线方式、保护定值、定值越限触发等参数，保护功能均设有软压板，可根据现场需要投退，出口继电器均为可编程输出，所有设置参数断电后能保存10年。

综合功能强：装置既可通过通讯口连成网络系统，接受主站监控，又可脱离网络独立完成各项功能，任一装置故障均不会影响其他设备，从而保证了整个系统的高可靠性。

2 对备用电源自动投入装置的基本要求

根据运行经验，APD装置只有满足下列基本要求才能更好地发挥它的作用。

APD装置必须在工作电源失去电压、而备用电源正常时投入。

APD装置应该保证停电时间最短，使电动机容易自起动。

APD装置只应动作一次，以免在母线或引出线上发生持续性故障时，备用电源被多次投入到故障元件上，造成更严重的事故。

APD装置应在工作电源失压后，不论其断路器是否已断开，装置自投起动延时到跳开工作电源断路器，并确认该断路器在断开后，自投装置才能投入。这样可以防止因工作电源在其它地方被断开，APD装置合于故障或备用电源倒送电的情况。

当电压互感器的熔断器熔断，二次断路器保护跳开，或拉开电压互感器刀闸或退出电压互感器手车，APD装置均不应动作，APD装置还通过进线断路器电流检测，在进线侧无压无流的情况下，APD装置才动作。

当备用电源无电压时，APD装置不应动作。

APD装置应躲过因任何原因引起母线电压下降的时间，这种情况是指母线电压在短时间内恢复正常，因而要求APD装置延时时限应大于最长的外部故障切除时间。

微机APD装置必须有低电压启动模块和无流检测启动模块。

3 微机APD装置工作原理

进线微机APD（互投） 装置主接线见图1，进线1和进线2互为热备用，在人工操作跳进线断路器时，需引入相应接点用于闭锁APD装置。进线APD装置有两种逻辑，即进线APD装置1（进线1热备用）和进线APD装置2（进线2热备用），可通过相应软压板来投退。两进线互为备用方式转换无须经过手动切换开关， 由软件经过开关位置和充电条件自动识别完成。

3.1 进线自投1充电条件

以下条件一直满足10 s，进线自投1充电完成，为APD装置动作准备条件。

·备自投功能硬压板，进线自投软压板，进线自投1软压板均投入；

·Ⅰ、Ⅱ母线和2#进线线路侧T_V2均有压；

·1DL、3DL合闸位置，2DL分闸位置。

3.2 进线自投1动作条件

装置充好电后，Ⅰ、Ⅱ母线无压，2#进线线路侧T_V2有压，1#进线无电流，装置延时跳1DL，确认1DL跳开后，合2DL，恢复对Ⅰ、Ⅱ母线连续供电。

3.3 进线自投2充电条件

以下条件一直满足10 s，进线自投2充电完成，为APD装置动作准备条件。

·备自投功能硬压板，进线自投软压板，进线自投2软压板均投入 ；

·Ⅰ、Ⅱ母线和1#进线线路侧T_V1均有压；

·2DL、3DL合闸位置，1DL分闸位置。

3.4 进线自投2动作条件

装置充好电后，Ⅰ、Ⅱ母线无压、1#进线线路侧T_V1有压，2#进线无电流，装置延时跳2DL，确认2DL跳开后，合1DL，恢复对Ⅰ、Ⅱ母线连续供电。

3.5 TV断线检测

检测到TV断线后，装置发出警告。对于TV断线，由于微机APD装置有无流检测，因而TV断线时APD装置不会误动作。

3.6 人机界面

装置前面板配有液晶或VFD显示屏，整定按键、信号指示灯、复归键等，装置设有RS485/CAN通讯接口。

3.7 TOP9720D-20H型微机APD装置功能的实现

由于备用电源的接线方式很多，常用的就有如上所述的三种，每种方式需接入的模拟量和断路器量都不一样，同时需要跳合的断路器个数往往也不一样，所以以往的APD装置往往只能适用于一种或有限的几种接线方式，对不同的接线，硬件、软件上都要作一定的改动才能适应不同的接线。对此，TOP9720D-20H型微机APD装置采用一种软件可编程的方式，对不同的备用电源方式，通过改变整定控制字的方法，使之适用于各种场合。同时，在硬件上按最大可能的备用电源方式配置模拟量、开入量和出口均可自定义，使本装置的灵活性大大提高，适用性亦大为增强。

APD装置动作后，动作指示灯亮，并且将有一份报告输出。若APD装置动作失败，或动作后是合于故障线路状态，APD装置将不再动作，并发出警告信号，警告原因排除后，可按复归钮复位告警。

4 微机APD装置的参数整定

4.1 有压、无压整定

备用电源有电压时，APD装置才启动，否则启动了也无意义。监视备用电源电压的电压继电器整定值，应按母线最低工作电压不应动作的条件来选择，一般整定在额定电压的70%时动作。也即备用电源电压值不大于线路额定电压的70%时，APD装置不应动作。

低电压继电器的定值应根据下面原则来进行，即APD装置在下面两种情况下不应动作：

·网络内发生了在集中阻抗后的短路，工作母线上的电压因之降低，但当继电保护把短路切除后，工作母线的电源可以恢复时。

·当工作母线电压因电动机的自起动而降低时。

按上述两点要求，检查工作电源的低压继电器的整定值，一般为额定电压的25%。

4.2 有电流、无电流整定

进线无电流一般指工作电源进线的一个相电流小于线电流定值。该定值应小于最小负荷电流，以防工作电源Tv三相断线时微机APD装置的误动作。

4.3 时间整定

微机APD装置的动作时限与继电保护的配合。

APD装置的动作时限（第一时限）应尽可能缩短，以利于电动机的自启动，但应满足以下要求：时间继电器延时的时限应大于可以导致低电压继电器起动的网络内所有外部故障相应元件上的保护最长时限，即

T_op1 = T_st.max + T_y1

式中 T_st.max——可以导致低电压继电器起动的网络内所有外部故障相应元件上的保护最长时限；

　　 T_y1——裕度时间，取0.5 s。

APD装置动作时限与断路器合闸时间的配合。

APD装置动作时限（第二时限）应可靠地保证断路器只自投一次，为此要求第二时限为：

T_op2≥ T_dl.on + T_y2

式中 T_dl.on——断路器的全部合闸时间（包括传动装置的动作时间）；

　　 T_y2——裕度时间，取0.2~0.3 s。

5 结束语

微机APD装置与传统的继电器式APD装置相比较，虽然有上述优点，并在企业高压供配电系统中得到了广泛应用，但是由于投入运行的时间不长，一切异常情况还有待去完善、补充，为了确保备用电源自投装置长期运行良好，并在工作电源停电时间备用电源真正起到供电不中断的作用，还需企业电气技术人员做好如下工作：

·熟练掌握并消化产品有关技术说明书及图纸。

·按照运行技术规程的有关内容加强巡视检查。

·运行中不允许不按操作程序随意按动面板上的键盘，特别不允许随意修改定值、固化定值、设置运行CPU数目、改变定值区、改变本装置在通信网中地址，运行方式一旦发生变化，就要按照运行方式的规定，及时投退有关备自投。

·条件许可，就要定期做相关备自投投切试验，确保备自投逻辑完好。

·当发生事故时，不论备自投是否成功，都要把事故原因和异常现象分析清楚并做好详细记录。

参考文献

[1] 刘介才. 供电工程师技术手册. 北京:机械工业出版社,1998.

[2] 崔家佩. 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算. 北京:中国电力出版社.

[3] TOP9000系列分布式微机保护测控装置产品汇编.