大功率发射电台10 kV变电站微机备自投装置的应用

林亮

（国家广播电视总局东南广播电视维护中心，福建 福州 350007）

大功率发射电台担负着广播电视节目安全传输和发射的任务。为保障广播电视节目的安全传输和发射，各发射电台的变电站均采用双回路供电模式，即主、备用两路电源同时运行，两路电源之间互为备用。但近年来，广播电视传输停播事故屡有发生，其中，一部分停播事故与工作电源意外中断无法迅速切换恢复供电有关。早期，一些发射电台的变电站内没有安装微机备自投装置，当一路工作电源发生故障时，值班人员接到报警后要人工进行倒闸操作，再完成倒闸操作恢复正常供电，这期间要经过数分钟到数十分钟，如此长的时间严重影响了安全传输发射质量，因此在大功率发射电台变电站内安装使用微机备自投装置就尤为重要。近些年，大多数发射电台变电站均已安装了微机备自投装置，这样，当其中一路工作电源发生故障时，微机备自投装置就能够自动迅速地切断故障侧电源，把另外一路电源投入使用为设备继续供电，这样就极大程度地降低了因电源故障给安全传输发射造成的损失。

1 微机备自投综述

微机备自投装置（简称“备自投”）是一种能够保障用电线路不间断运行的自动装置，它能在工作电源发生故障停电时自动快速地切换到备用电源上，使用电设备继续正常运行。微机备自投装置通过电压、电流输入及开关量位置等综合信息的采集，按照设定的逻辑关系，通过接口对相应的开关进行分合闸操作来实现设备的备自投功能。备自投在电力系统中的两种主要方式为进线备自投和母联备自投。进线备自投方式为两路进线向单母线供电，即一路进线为主用工作电源，另外一路进线为备用工作电源（处于热备状态）。当主用工作电源发生故障停电后，微机备自投装置能够通过对一次回路的监测，把主用工作电源侧的断路器跳开并自动合上备用工作电源侧的断路器继续给母线供电。母联备自投方式为两路进线分别向分段母线供电，其中，母联开关处于分闸位置，两路进线之间互为备用，当一路工作电源发生故障后，备自投装置能够自动切断故障侧电源的开关，再将母联开关合上，由正常侧的进线电源给整段母线供电。

2 微机备自投的基本要求及特点

微机备自投的基本要求有以下几点：①备自投装置已完成充电；②当主用工作电源的电压、电流低于定值且持续时间大于设定的定值时，才能启动备自投切换到备用工作电源供电；③主用工作电源必须断开以后才能启动备自投切换到备用工作电源供电；④备用工作电源要处于正常状态才能启动备自投；⑤备自投装置只能动作一次；⑥当手动切断工作电源时，备自投装置不能启动。

微机备自投的特点有以下几个：①与传统使用的继电器备自投设备相比，微机备自投保护动作快速、稳定且不易误动；②微机备自投装置调试简单方便，节省使用及维护成本；③微机备自投装置设有通信接口，配合通讯网和监控软件能够组成综合自动化系统；④方案灵活，功能齐全，只需要调整二次回路线路及设置就可以实现进线备自投方式与母联备自投方式之间的切换。

3 微机备自投装置的具体应用

3.1 大功率发射电台变电站10 kV系统概况

某大功率发射电台变电站内有两条由当地供电局引进的10 kV进线，分别为1#进线和2#进线。变电站内采用的供电方式为母线分段供电方式，即1#进线和2#进线同时运行，分别给Ⅰ段母线和Ⅱ段母线供电，其中，母联开关处于断开位置。某大功率发射电台10 kV变电站一次系统见图1.

3.2 微机备自投装置的应用

大功率发射电台变电站内使用的微机备自投装置为NZB61系列微机线路保护测控装置，此装置采用具有ARM（Advanced RISC Machines）内核的32位高性能微处理器，其特点为集成度高、速度快、综合能力强、保护测控一体化。根据此大功率发射电台变电站的供电方式，安装的微机备自投装置采用的保护方式为母联备自投方式。接下来就对该装置使用的母联备自投方式进行简要分析。

图1 某大功率发射电台10 kV变电站一次系统

3.2.1 模拟量输入

NZB61系列微机线路保护测控装置的模拟量输入端子见图2.1#进线的三相电压通过电压互感器（PT）的变化后输入到备自投装置X1端口的15，16，17，即表示为Ⅰ段母线电压UA1，UB1，UC1；同样的，2#进线的三相电压通过电压互感器（PT）的变化后输入到备自投装置X1端口的18，19，20，即表示为Ⅱ段母线电压UA2，UB2，UC2.1#进线的一相电流接入到备自投装置X1端口的11，12，即表示为Ⅰ段电流；2#进线的一相电流接入到备自投装置X1端口的13，14，即表示为Ⅱ段电流。这里由1#、2#进线引入的Ⅰ段、Ⅱ段电流是用于防止因PT断线引起的备自投误动。模拟量输入端子图上X1端口的7，8，9，10是用于过流保护模拟量输入，X1端口的1，2，5，6是用于测量电流模拟量输入。

图2 模拟量输入端子图

图3 开关量输入图

3.2.2 开关量输入

NZB61系列微机线路保护测控装置的开关量输入端子如图3所示。母联开关（DL3）的开关量引入到备自投装置X2端口的7，8，9，1#进线开关（DL1）、2#进线开关（DL2）的开关量分别引入到备自投装置X2端口的12，13，1#进线开关（DL1）、2#进线开关（DL2）的跳闸接点分别引入到备自投装置X3端口的11，12，13，14.

3.2.3 母联备自投的工作流程

母联备自投的工作流程分3个阶段：第一阶段为备自投充电，第二阶段为跳失电开关启动母联备自投，第三阶段为合母联开关完成母联备自投。母联备自投保护逻辑见图4.

图4 母联备自投保护逻辑图（Ttz为跳闸延时，Thz为合闸延时）

3.2.4 母联备自投的应用实例分析

第一阶段：大功率发射电台变电站正常状态下的运行情况是1#进线和2#进线同时有正常电压，1#进线开关（DL1）和2#进线开关（DL2）处于合闸位置，母联开关（DL3）处于分闸位置，备自投压板处于投入位置。当微机备自投装置检测到上述全部状态时，备自投保护经过15 s的时间进行充电后，备自投闭锁信号断开完成母联备自投充电。若上述状态中任意一个条件不满足，则备自投装置会立刻进行放电使备自投功能闭锁。

第二阶段：当微机备自投装置检测到1#进线或2#进线其中的一路进线电源发生故障失去电压并且其相应进线无电流，另外一路进线电压正常且备自投闭锁信号断开后，备自投保护经跳闸延时9 s后（跳闸延时时间可根据情况自行设定），跳开失电侧进线开关（DL1或DL2）并启动母联备自投。

第三阶段：当确认失电侧进线开关（DL1或DL2）跳闸成功后，再经合闸延时0.5 s（合闸延时时间可根据情况自行设定）合上母联开关（DL3）。此时，以上一系列过程结束后就完成了一次母联备自投动作。

4 结束语

本文以某大功率发射电台10 kV变电站微机备自投装置为例，简要分析了母联备自投系统的原理及应用情况。现今，微机备自投装置已在功率发射电台变电站中广泛运用，这一重要保护装置大大提高了大功率发射电台电力系统的供电稳定性和可靠性。在今后的电力检修工作中，微机备自投装置一定要作为检修中的重点，进行定期试验，从而使微机备自投装置能够正常工作，保障大功率发射电台电力系统的安全、稳定运行，为广播电视安全传输和发射工作保驾护航。

［1］覃家露.浅谈备自投原理及保护在电力系统中的运用［J］.电气工程应用，2010（4）：20-23.

［2］姚盛清.35 kV外桥变电站智能倒闸操作系统设计［J］.机械制造与自动化，2012，41（1）：156-159.