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微机备自投装置的基本原理及应用
本文介绍了微机线路备自投保护装置特性和应用中的供电方 式，阐述其
应用于母联备自投工作和线路备自投 的工作原理及备自 投保护装置运行条件
及动作条件。
备自投保护 供电方式 技术条件
1.
引 言

随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高 ，人们对电力的需 求和依
赖程度也在倍增，对电能质量的要求也更加严格，供配电在各 个领域也不断
向自动化、无人值守、远程控制、不间断供电的目标迈 进。有些电力用户尤
其对不间断供电的要求显得更加突出。我国的电 力供应主要还是依靠国家电
网供电，电力缺口也在不断增大，尤其在 用电高峰期缺电现象严重 ，为此很
多大型企业便自建电厂或配备发电 机，因此各种电源的相互切换，保证电源
的不间断供电和供电的高可 靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要
部分。在 GB50062 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 中的第十
一章也明确规 定了备用电源和备用设备的自动投入的具体要求。
微机线路备自投保护装置使系统自动装置与继电保护装置相结 合，是
一种对用户提供不间断供电的经济而又有效的技术措施，它在 现代供电系统
中得到了广泛的应用 。在此只对微机线路备自投保护装 置在电力系统中两种
备自投方式和基本原理进行探讨。
2

微机线路备自投保护装置（以下简称备自投）核心部分采用高性 能单片
机，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、稳定可靠、使用方便等优点。其液晶数 显屏和备自投面板上
所带的按键使得操作简单方便，也可通过
RS485
通讯接口实现远程控制。装置采用交流不间断采样方式采集到信号后 实时进
行傅立叶法计算，能精确判断电源状态，并实施延时切换电 源。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，其有
可靠的软硬件看门狗功能和事件记录功能。

产品在不同的电压等级如 11OkV 10kV、0.4kV系统的供配电回 路中使
用时需要设定不同的电气参数，在订货时必须注明。在选择备 自投功能时则
一定不可以投入低电压保护，以免冲突引起拒动或误 动。

变配电站备自投有两种基本的供电方式。第一种如图1所示母联 分段供
电方式，母联开关断开，两个工作电源分别供电，两个电源互 为备用，此方
式称为母联备自投方式。第二种如图 2所示双进线向单 母线供电方式，即由
一个工作电源供电，另一个电源为备用，此方式 称为线路备自投方式。
坤进线

2.
母联备自投工作原理

对于母联备自投方式，当 PT 在母线侧时，本装置可实现备用电 源自动

1样进錢
IDL
IDL

FDL
窗1母联备自投一次接线示意图
團2线蹦备自投-次接线示意图

2DL
3

投入的功能。当 PT 在进线侧时，本装置除具有备用电源自动 投入的功能
外，还具有工作自动恢复的功能。下面以 PT 在进线侧来 说明备自投的动作
过程
.

2.1
正向运行条件

① U1> U1y, U2> U2y,即两段母线电压正常；
② 1DL和2DL处于合闸位置，即两条进线分别向两段母线供电；
FDL
处于分闸位置，即两段母线独立运行；

③ 无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁；
④ 备自投投入；
⑤ 备自投方式选择母联备自投；
⑥ 正向运行投入；
⑦ 选择PT在进线侧方式。
当正向运行条件满足时，装置判断 10s 后进入正向运行方式，准 备备
用电源的自动投入。

正向动作条件为：装置处于正向运行状态：即 U1v Uld且
11
V
Ild (或 U2< U2d 且 I2 V I2d ),即一段母线失电； U2> U2y (或 U1
> uiy）,
即另一段母线电压正常；无外部闭锁开关量输入、 PT断线

闭锁、远方遥控闭锁；无故障跳闸。

当满足正向动作条件后，装置将延时自投分闸（Tlf）后动作， 跳开
1DL
4

（2DL开关，确认跳开后将延时自投合闸时间（T1h）,再 合上FDL开关。
2.2
逆向运行条件

① U2> U2y （或U1> U1y）,即2#进线（或1#进线）电压正常；
② FDL处于合闸位置，1DL （2DL）处于分闸位置，而 2DL （1DL）
处于合闸位置；
③ 无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁；
④ 备自投投入；
⑤ 备自投方式选择母联备自投；
⑥ 逆向运行投入；
⑦ 选择PT在进线侧方式。
当逆向运行条件满足时，装置判断 10s 后进入逆向运行方式，准 备工
作电源的自动恢复。
逆向动作条件为：系统恢复到原有运行方式的条件， （自投自复 运行
方式）：装置处于逆向运行状态； U1> Uly （或U2> U2y）,即 失电进线电
压恢复正常；无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁。

当满足逆向动作条件后，装置将延时自复分闸时间（ T2f ）后动 作，跳
开FDL开关，确认跳开后将延时自复合闸时间（T2h）,再合 上
1DL
（2DL）开关。

3.
线路备自投的工作原理
5

对于图 2 的系统图运行可分为两种工作方式：进线一主一备，两 进线互
为备用。对于进线一主一备的工作方式，把工作电源的保护装 置备用自投投
入即可实现备用电源的 自动投入和工作电源的自动恢 复，备用电源的保护装
置不需要再投入备自投。下面以 1#进线为主
进线为例说明动作过程（PT在进线侧）。

3.1
正向运行条件

① U1> U1y, U2> U2y,即两条进线电压均为正常；
② 1DL处于合闸位置，2DL处于分闸位置；
③ 无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁；
④ 备自投投入；
⑤ 备自投方式选择线路备自投方式；
⑥ 正向运行投入；
⑦ 选择PT在进线侧方式。
当正向运行条件满足时，装置判断 10s 后进入正向运行方式，准 备备用
电源的自动投入。
正向动作条件为：装置处于正向运行状态； U1v uid, 11 V Iid ,
即1#进线失电；U2> U2y 2#进线电压正常；无外部闭锁开关量输入、 PT断
线闭锁、远方遥控闭锁；无故障跳闸。

当满足正向动作条件后，装置将延时自投分闸时间（ Tlf）后动 作，跳
6

开1DL开关，确认跳开后将延时自投合闸时间（T1h）,再合 上2DL开关。
3.2
逆向运行条件

① U2> U2y,即2#进线电压正常；
② 1DL处于分闸位置，2DL处于合闸位置；
③ 备自投投入；
④ 备自投方式选择线路备自投方式；
⑤ 逆向运行投入；
⑥ 选择PT在进线侧方式；
⑦ 无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁。
当逆向运行条件满足时，装置判断 10s 后进入逆向运行方式，准 备工
作电源的自动恢复。

逆向动作条件为：装置处于逆向运行状态； U1> U1y,即1#电压
恢复正常；无外部闭锁开关量输入、远方遥控闭锁。

当满足逆向动作条件后，装置将延时自复分闸时间（ T2f ）后动 作，跳
开2DL确认跳开后将延时自复合闸时间（T2h）,再合上1DL 开关。
微机线路备自投保护装置具有自投自复运行方式和自投不自复 运行方
式，使用者可根据实际需求在菜单中自己设定运行方式。

4.
结束语
7

由于在现代电力系统中广泛使用了微机线路备自投保护装置 ，使 得不间
断供电的需求有了更加可靠的保证 ，在电力自动化的进程中发 挥了不小的作
用 。尽管不同厂家不同品牌的微机线路备自投保护装置 的型号和外形不同，
但其功能及原理大体相同。在此需要强调的是使 用者在二次控制原理图的设
计过程中务必对照相应的使用说明书 ，按 照说明书中端子的功能接线。
微机线路备自投保护装置使系统自动装置与继电保护装置相结 合，是一
种对用户提供不间断供电的经济而又有效的技术措施， 它在 现代供电系统中
得到了广泛的应用。 在此只对微机线路备自投保护装 置在电力系统中两种备
自投方式和基本原理进行探讨。
微机线路备自投保护装置 （以下简称备自投） 核心部分采用高性 能单
片机，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、稳定可靠、使用方便等优点。其液晶数 显屏和备自投面板
上所带的按键使得操作简单方便，也可通过 RS485 通讯接口实现远程控制。
装置采用交流不间断采样方式采集到信号后

实时进行傅立叶法计算， 能精确判断电源状态， 并实施延时切换电源。
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，其有可靠的软硬件看门狗功能和事件记录功能。
备自投的条件：
首先应该有备用电源或备用设备。
其次，当工作母线电压下降时， 由备自投跳开工作电源的断路器 后才能
投入备用电源或设备；另外一种情况是工作电源部分系统故 障，保护动作跳
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开工作电源的断路器后才投入备用电源或设备。
第三个条件是备用电源的母线电压满足要求。 电压互感器应该安 装在母
线处。如果是双母线，都应该安装。在有的地方为了实现重合 闸，在线路侧
也安装电压互感器