自動裝置應用

1、變電站自動裝置應用劉文峰動裝置在變電站的應用動裝置在變電站的應用 變電站自動裝置主要是指備用電源自動投入裝置（APD）和線路自動重合閘裝置（ARD）。備用電源自動投入裝置是在設有兩路及以上的電源進線或設備，在工作電源因故障被斷開后，能自動而且迅速地將備用電源或備用設備投入工作。自動重合閘裝置普遍裝設于有架空線路的饋出線保護中，當線路發(fā)生瞬時性故障時，由繼電保護配合跳閘后實現(xiàn)自動重合，自動裝置從繼電器式發(fā)展到今天的微機保護式，功能更加完備，可靠性更強。一、備用電源自動投入裝置（一、備用電源自動投入裝置（APD） APD從其電源備用方式上可分成兩大類：第一種備用方式是裝設專用的備用變壓器或備用線路

2、，稱為明備用方式。 上圖（a）所示是有一條工作線路和一條備用線路的明備用情況，APD裝在備用進線斷路器上。正常運行時，備用線路斷開，當工作線路因故障或其他原因失去電壓后，工作線路斷路器跳閘，APD立即將備用線路自動投入運行。 第二種備用方式是不裝設專用的變壓器或備用線路，稱為暗備用方式。上圖（b）所示是兩條獨立工作的工作線路分別供電的暗備用情況，APD裝設在母線分段斷路器上。一種工作方式是分段斷路器合態(tài)，用兩路電源斷路器實現(xiàn)互為備用。另一種是分段斷路器分態(tài)，兩路電源斷路器合態(tài)供各對應饋出線，當其中一條電源線路因故障或者其他原因失電時，失壓線路的斷路器分開，用分段斷路器實現(xiàn)備用電源供給。安裝AP

3、D原則 供配電系統(tǒng)中，安裝APD原則是：變電所的所用電；由雙電源供電且其中一個電源經(jīng)常斷開可以作為備用的變電站所；有備用變壓器或互為備用的母線段的降壓變電站所；某些重要的備用機組。使用APD的具體要求 （1）應保證在工作電源或設備斷電后，APD才能將備用電源投入。 （2）當工作電源電壓不論何種原因消失時，APD均應動作。 （3）應保證APD只能動作一次，避免將備用電源多次投入到永久性故障元件上。 （4）APD動作時間以11.5S為宜，低電壓場合可減小到0.5S。 （5）若電源上級裝設重合閘時，優(yōu)先重合閘恢復送電。 （6）工作電源的正常停電操作及兩路電源同時失去電壓時APD不動作，即具有閉鎖備自

4、投的功能。 （7）電壓互感器兩側熔絲熔斷時，APD不動作。電流互感器二次斷線或電流為零時不動作，即檢無電流和檢無電壓后方可動作。高壓雙電源互為明備用的APD裝置 工作原理 QF1、QF2為兩路進線電源的斷路器，假定電源1為工作電源，TV1、TV2均帶電，低電壓繼電器KV1KV4不動作，常閉觸點打開，切斷了APD啟動回路的時間繼電器KT1。用低電壓繼電器KV1、KV2及KV3、KV4的常開觸點串聯(lián)，可防止電壓互感器因一相熔斷器熔斷而引起的APD誤動作。 當工作電源1停電后，工作線路失壓，則低電壓繼電器KV1、KV2動作，其常閉觸點閉合，啟動時間繼電器KT1，經(jīng)過整定時間t后，延時觸點閉合，經(jīng)信號

5、繼電器KS1和跳閘線圈YR1，使斷路器QF1跳閘，跳閘后其常閉輔助觸點復歸閉合，通過防跳中間繼電器KM2常閉觸點閉合，使斷路器QF2合閘，備用電源2投入工作。QF2合閘后，其常開輔助觸點閉合，KM2啟動，其常閉觸點打開，切斷了QF2的合閘回路，從而保證QF2只動作一次。當工作電源2為工作電源時，動作情況以此類推。2、微機保護式備自投、微機保護式備自投 以北恒綜保BHE345裝置為例說明工作原理： 裝置動作邏輯控制條件分為允許條件和閉鎖條件。當允許條件滿足時，閉鎖條件不滿足時，備自投動作出口。為防止備自投裝置重復動作，在每一個備自投動作邏輯中設一個“充電”計數(shù)器， 其充電條件是：1、所有條件都滿

6、足。2、時間超過15S。以上條件同時滿足后為“充電”狀態(tài)。其放電條件為：1、任何一個閉鎖條件滿足。2、備自投動作出口。以上任何一個條件滿足，立即對該計數(shù)器“放電”清零。 APD提供兩種備用自投方案，可分別適用于母聯(lián)開關和橋開關。以安裝于母聯(lián)開關為例說明。 用于母聯(lián)斷路器時，有兩種自投邏輯，自投一和自投二。裝置擔負母線分段斷路器3DL的保護，同時完成進線一斷路器1DL和進線二2DL斷路器的自投。自投一自投二的充電、放電邏輯相同，充電完成后“狀態(tài)”菜單中的“自投一、二”置為允許標志，否則為禁止。 繼電器式APD僅有對電壓的檢測，若電壓互感器兩相熔斷器熔斷時備自投誤動作。而微機保護式備自投保護增加了

7、對電流的檢測，實現(xiàn)檢無壓（小于電壓整定）和檢無流（線路電流小于0.2A），以及斷路器狀態(tài)的檢測，保證動作可靠性，并實現(xiàn)正常操作的邏輯閉鎖備自投，使APD動作可靠性顯著增強。二、供配電線路自動重合閘裝置二、供配電線路自動重合閘裝置（ARD） 運行經(jīng)驗表明，供配電系統(tǒng)的架空線路是發(fā)生故障最多的元件，且大多屬瞬時性故障，如雷電引起的絕緣子表面閃絡，線路對樹枝放電，大風引起的碰線等，這些故障均可以自行消除。當架空線路發(fā)生瞬時故障時，則繼電保護裝置動作使斷路器跳閘，若投入ARD后，則可自動重合閘恢復送電。當然架空線路也可能發(fā)生永久性故障，如線路絕緣子擊穿、斷線等，此時在線路斷路器跳閘后，由ARD將斷路器

8、自動重合，若故障仍然存在，則要再借助于繼電保護將斷路器跳開，不再重合閘。裝設ARD 規(guī)程規(guī)定，電壓在1kV及以上的架空線路或電纜與架空線路的混合線路，裝設斷路器時一般應裝設ARD。對于變壓器和母線，必要時亦可以裝設ARD。ARD應滿足的要求是： （1）用控制開關手動操作，通過遙控裝置將斷路器斷開，斷路器投于故障線路時立即由繼電保護動作將其斷開時，ARD均不動作。 （2）繼電器式應采用控制開關位置與斷路器位置不對應原理啟動ARD，微機保護式斷路器采用信息輸入邏輯判斷啟動ARD。 （3）在任何情況下，ARD的動作次數(shù)應符合預先的規(guī)定。 （4）ARD動作以后應能自動復歸，準備好下一次動作。 （5）A

9、RD裝置應與繼電保護配合，以實現(xiàn)重合閘前加速或后加速，加速供電系統(tǒng)故障部分切除時間。三相一次自動重合閘裝置”的原理 （1）正常運行時，斷路器處于合態(tài)，控制開關SA被扳倒“合閘后”位置，觸點SA21-23接通，這時ZCH-1繼電器中的C經(jīng)R4充電，ARD裝置處于準備工作狀態(tài)。 （2）當線路發(fā)生瞬時性故障時，控制開關SA位置不變，繼電保護動作使斷路器跳閘，跳閘線圈的電流同時經(jīng)過防跳閉鎖繼電器3KM，使3KM啟動。斷路器跳閘后，其輔助觸點OF2打開，3KM電流線圈失電，觸點復歸。斷路器跳閘后，由于其常閉輔助觸點QF1閉合，使斷路器跳閘位置繼電器2KM接通，但因R10限流，合閘接觸器不動作，2KM的常

10、開觸點2KM1閉合，啟動ZCH-1中的時間繼電器KT，經(jīng)過（約0.7S）延時后KT延時觸點閉合，使電容器C對中間繼電器KM放電，KM動作，其觸點閉合，接通KO線圈和KS的串聯(lián)回路，使斷路器一次重合。重合后，其輔助觸點QF1斷開，繼電器2KM、KM及KT均返回，延時觸點KT1斷開后，電容器C又重新經(jīng)R4充電，經(jīng)過1525S后才能充滿，準備下一次動作。 （3）當線路發(fā)生永久性故障時，一次重合不成功，繼電保護裝置第二次使斷路器跳閘，此時KT雖然再次啟動，但C尚未充滿電，KM不動作，保證只重合閘一次。 （4）利用控制開關SA6-7與21-23觸點的閉合特點實現(xiàn)手動分閘不啟動自動重合回路。利用SA5-8

11、與21-21觸點配合實現(xiàn)手動合閘于永久故障時斷路器迅速跳閘，4KM為加速繼電器，為合閘于永久故障迅速跳閘提供回路。2、微機保護式自動重合閘、微機保護式自動重合閘 三相一次重合閘有三種重合閘啟動方式：即無條件重合閘、檢同期重合閘，檢無壓無流重合閘。為了保證重合閘的可靠穩(wěn)定，設置了充電條件，條件滿足才啟動重合。ARD動作邏輯見下圖： 微機保護與傳統(tǒng)繼電器式ARD比較 微機保護與傳統(tǒng)繼電器式ARD比較，性能可靠穩(wěn)定，使用硬件設備少故障率明顯降低?？朔死^電器式ARD因轉換開關、繼電器等機械故障帶來的ART拒動或誤動。三、變電站如何正確應用自動裝置三、變電站如何正確應用自動裝置 目前，微機保護自動裝置

12、已基本代替了繼電器式自動裝置。微機保護裝置將繼電保護及二次設備要求的可靠性、靈敏性、快速性及選擇性發(fā)揮到空前高度。但是要實現(xiàn)自動裝置功能需要可靠的一次和二次設備配合，控制元件與執(zhí)行元件的可靠才能使系統(tǒng)工作可靠。二次設備自動控制裝置像人的大腦，接收信息，分析判斷后發(fā)出指令，指令通過信號傳輸通道到達執(zhí)行元件，完成綜合自動化操作。一次設備是自動裝置最終實現(xiàn)功能的重要組成部分，是自動裝置發(fā)出指令的執(zhí)行者，若不能可靠動作將無法實現(xiàn)功能甚至使故障擴大。例：2012年7月12日，魯中礦業(yè)110kV變電站就發(fā)生一起因為六氟化硫斷路器一相連桿斷裂未拉開主觸頭，在主用線路故障倒電源時，備用電源反送到主用供電線路故

13、障點，造成兩路電源全部失電，使全礦停電2小時，造成了巨大的經(jīng)濟損失。自動裝置投入后應重點注意以下事項：各一次供電設備要嚴格按照國家電網(wǎng)最新交接與預防性試驗規(guī)程進行電氣試驗，試驗必須合格后方能投入運行。自動裝置及其所屬斷路器繼電保護要定期進行校驗和整組傳動實驗，預防性試驗可使用模擬斷路器進行聯(lián)動。合理編制大修計劃，按規(guī)程進行大修，保證設備安全可靠運行。自動裝置投入后應重點注意以下事項： 電壓互感器的熔斷器要合理選擇，運行時要經(jīng)常巡視線路電壓。 變電運行人員日常巡視要“巡實”，并要在跳閘故障較多的季節(jié)增加斷路器的巡視次數(shù)，重點巡視斷路器的外觀，能見機構傳動部分（機構連桿等）。油斷路器要觀察油位油色

14、，六氟化硫斷路器要觀察氣體壓力。室外設備要防止機構箱受潮，要保證除濕設備正常工作。自動裝置投入后應重點注意以下事項：二次電纜與各裝置連接應可靠，電纜溝注意防水防小動物。注意直流電源的可靠及絕緣監(jiān)察，發(fā)生直流接地要盡快查處，必要時可停用自動裝置。自動裝置工作環(huán)境溫度-1050，相對濕度不大于90%。變電站正常倒閘操作過程中發(fā)生自動裝置動作時要停止操作，觀察自動裝置是否動作正確。自動裝置投入后應重點注意以下事項：APD與ARD動作次序和定值要協(xié)調(diào)配合實現(xiàn)選擇性。自動裝置所在微機保護裝置要巡視液晶屏屏顯情況，檢查通信數(shù)據(jù)是否正常。發(fā)生自動裝置動作不正確后，可根據(jù)情況解除自動裝置，手動操作，過后要對自動裝置進行全面檢查。自動裝置投入后應重點注意以下事項：供配電專業(yè)人員要加強技術學習，熟練掌握自動裝置的原理和使用注意事項，防止維檢