第一章 備用電源和設(shè)備的自動投入

1、教材配套電子教案教材配套電子教案電力系統(tǒng)自動裝置電力系統(tǒng)自動裝置張瑛張瑛 高陽高陽 編制編制授授 課課 內(nèi)內(nèi) 容容備用電源和設(shè)備的自動投入備用電源和設(shè)備的自動投入輸電線路自動重合閘輸電線路自動重合閘自動并列裝置自動并列裝置同步發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動調(diào)頻電力系統(tǒng)自動調(diào)頻 自動按頻率減負(fù)荷和其它安全自動裝置自動按頻率減負(fù)荷和其它安全自動裝置故障錄波裝置故障錄波裝置第二章第三章第四章第五章第六章第七章第一章參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)楊冠城楊冠城主編.電力系統(tǒng)自動裝置原理（第三版）.北京：中國電力出版社，2005.許正亞許正亞主編.電力系統(tǒng)自動裝置.北京：水利電力出版社，199

2、3.丁書文丁書文編著 電力系統(tǒng)微機(jī)型自動裝置中國電力出版社2005.第一章第一章 備用電源和設(shè)備的自動投入備用電源和設(shè)備的自動投入備用電源和設(shè)備自動投入的基本概念對AAT裝置的基本要求備用電源自動投入裝置接線原理微機(jī)型備用電源自動投裝置發(fā)電廠廠用電源的切換方式廠用電源的快速切換裝置第二節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)本章的主要內(nèi)容：本章的主要內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié) 備用電源和設(shè)備自動投入的基本概念備用電源和設(shè)備自動投入的基本概念一一.定義定義: 備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置是當(dāng)備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動地將備用

3、電源或備用設(shè)備投入工作，使用地將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使用戶不致于停電的一種裝置，簡稱戶不致于停電的一種裝置，簡稱AAT裝置裝置,或或BZT裝置。裝置。 一般在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)備用電源和備用設(shè)備的自一般在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)備用電源和備用設(shè)備的自動投入裝置動投入裝置1234 裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用電源；變電所所用電源； 由雙電源供電，其中一個電源經(jīng)常由雙電源供電，其中一個電源經(jīng)常斷開作為備用的變電所；斷開作為備用的變電所； 降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有互降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有互為備用的母線段；為備用的母線段； 有備用機(jī)組的某些重要輔機(jī)

4、。有備用機(jī)組的某些重要輔機(jī)。 二二.備用方式備用方式明備用明備用 裝設(shè)有專用的裝設(shè)有專用的備用電源或設(shè)備用電源或設(shè)備備. .正常運(yùn)行正常運(yùn)行時備用電源不時備用電源不工作工作. .暗備用暗備用不裝設(shè)專用的備不裝設(shè)專用的備用電源或設(shè)備，用電源或設(shè)備，兩個電源互為備兩個電源互為備用用. . 正常運(yùn)行時正常運(yùn)行時, ,備用電源也投備用電源也投入運(yùn)行入運(yùn)行. .備用方式備用方式應(yīng)用應(yīng)用AAT裝置典型一次接線圖裝置典型一次接線圖6QF1QF2QF3QF4QF5QF7QFT0T1T2 1QF2QF3QF4QF5QFT2T1 T01QF2QF3QF4QFT1 工工作作 備備用用圖1-1（a）(b)(c)應(yīng)用應(yīng)

5、用AAT裝置典型一次接線圖裝置典型一次接線圖3QF1QF2QF4QF5QF 1QF2QF3QFT1T2工工作作線線備備用用線線(d)(e)(f)圖1-1第二節(jié) 對備自動的基本要求1保證在工作電保證在工作電源或設(shè)備確實(shí)源或設(shè)備確實(shí)斷開后，才投斷開后，才投入備用電源或入備用電源或設(shè)備。防止合設(shè)備。防止合于故障電源于故障電源.2工作電源電壓工作電源電壓消失，消失，AAT均均應(yīng)動作應(yīng)動作 ；手；手動跳開工作電動跳開工作電源源,備自投不備自投不應(yīng)動作。應(yīng)動作。3AAT裝置應(yīng)保裝置應(yīng)保證只動作一次證只動作一次。發(fā)電廠用發(fā)電廠用AAT裝置，還應(yīng)符合下列要求裝置，還應(yīng)符合下列要求當(dāng)一個備用電源同時作為幾個工作

6、電源的備用時，如備用電源已代當(dāng)一個備用電源同時作為幾個工作電源的備用時，如備用電源已代替一個工作電源后，另一工作電源又被斷開，必要時，替一個工作電源后，另一工作電源又被斷開，必要時，AAT裝置應(yīng)裝置應(yīng)仍能動作仍能動作有兩個備用電源的情況下，當(dāng)兩個備用電源為兩個彼此獨(dú)立的備有兩個備用電源的情況下，當(dāng)兩個備用電源為兩個彼此獨(dú)立的備用系統(tǒng)時，應(yīng)各裝設(shè)獨(dú)立的自動投入裝置，當(dāng)任一備用電源都能用系統(tǒng)時，應(yīng)各裝設(shè)獨(dú)立的自動投入裝置，當(dāng)任一備用電源都能作為全廠各工作電源的備用時，自動投入裝置應(yīng)使任一備用電源作為全廠各工作電源的備用時，自動投入裝置應(yīng)使任一備用電源都能對全廠各工作電源實(shí)行自動投入都能對全廠各工作

7、電源實(shí)行自動投入AAT裝置，在條件可能時，可采用帶有檢定同步的快速切換方式；裝置，在條件可能時，可采用帶有檢定同步的快速切換方式；也可采用帶有母線殘壓閉鎖的慢速切換方式及長延時切換方式。也可采用帶有母線殘壓閉鎖的慢速切換方式及長延時切換方式。(1)(2)(3)發(fā)電廠用發(fā)電廠用AAT裝置，還應(yīng)符合下列要求裝置，還應(yīng)符合下列要求 應(yīng)校驗(yàn)備用電源和備用設(shè)備自動投入時過負(fù)荷的情況應(yīng)校驗(yàn)備用電源和備用設(shè)備自動投入時過負(fù)荷的情況.(4)當(dāng)備用電源自動投入裝置動作時，如備用電源或設(shè)備投于永久故障，當(dāng)備用電源自動投入裝置動作時，如備用電源或設(shè)備投于永久故障，應(yīng)使其保護(hù)加速動作。應(yīng)使其保護(hù)加速動作。(5)備用備

8、用AAT裝置的動作時間以使用戶的停電時間盡可能短為原則。裝置的動作時間以使用戶的停電時間盡可能短為原則。(6)備用電源不滿足有壓條件，備用電源不滿足有壓條件，AAT裝置不應(yīng)動作。裝置不應(yīng)動作。(7)第三節(jié)第三節(jié) 備用電源自動投入裝置接線原理備用電源自動投入裝置接線原理一一.AAT裝置的工作原理裝置的工作原理 1典型接線典型接線 裝置由起動部分和合閘部分組成裝置由起動部分和合閘部分組成1QF2QF3QF4QF5QFT0T1K1K2K31TV2TV工工作作電電源源備備用用電電源源 工工作作母母線線 段段 工工作作母母線線 段段CAAT裝置中的繼電器裝置中的繼電器 開關(guān)元件開關(guān)元件1KV、2KV反應(yīng)

9、反應(yīng)I母線電壓降低的低電壓繼電器；母線電壓降低的低電壓繼電器；1KT低電壓起動低電壓起動AAT裝置的時間繼電器；裝置的時間繼電器；1KM控制控制AAT裝置是發(fā)出合閘脈沖時間的閉鎖繼電器，為瞬動延裝置是發(fā)出合閘脈沖時間的閉鎖繼電器，為瞬動延返，當(dāng)其勵磁時，觸點(diǎn)閉合，當(dāng)其線圈失電時，其觸點(diǎn)經(jīng)一定延時后返，當(dāng)其勵磁時，觸點(diǎn)閉合，當(dāng)其線圈失電時，其觸點(diǎn)經(jīng)一定延時后才斷開；才斷開；2KMAAT裝置動作的出口中間繼電器；裝置動作的出口中間繼電器；KV反應(yīng)備用電源母線有、無電壓的過電壓繼電器；反應(yīng)備用電源母線有、無電壓的過電壓繼電器；3KM備用電源電壓監(jiān)視中間繼電器；備用電源電壓監(jiān)視中間繼電器；1SAAAT

10、裝置切換開關(guān)；裝置切換開關(guān)；2YT、4YT2QF、4QF跳閘線圈；跳閘線圈；3YC、4YC2QF、4QF合閘線圈；合閘線圈；KCF防跳繼電器；防跳繼電器；1KS、2KS信號繼電器；信號繼電器； 低電壓啟動部分低電壓啟動部分1TVa1TVb1TVc2TVb2TVa1KVKV1QF1SA1KS2QF12YT2QF22QF32KM3KM1KV2KS1KM1KT1KT1KM1KMHJD T1保保護(hù)護(hù)+WC+WC-WC-WC1QF1QF聯(lián)聯(lián)動動跳跳閘閘低低電電壓壓跳跳閘閘低低電電壓壓啟啟動動AATAAT閉閉鎖鎖AATAAT出出口口2KV2KV圖1-2 （b）合閘部分合閘部分KV2SA4KM3QF3KM3

11、YCKCFKCFKCF1SA2KMW CW CU備備用用電電源源電電壓壓監(jiān)監(jiān)視視AAT 段段AAT 段段3QF合合閘閘4YC4Y TKS1SA1SA4QF4QF2KMIXBWCWCT0保保護(hù)護(hù)分分支支過過流流保保護(hù)護(hù)AAT 段段合合4QF4QFAATAAT后后加加速速分分支支線線后后備備保保護(hù)護(hù)T0T0繼繼電電保保護(hù)護(hù)4QF4QF跳跳閘閘圖1-2 （d）（e）二二.參數(shù)整定參數(shù)整定1低電壓繼電器低電壓繼電器1KV、2KV的動的動作電壓值整定原作電壓值整定原則如下：則如下： 接在工作母接在工作母線上的電抗器或線上的電抗器或變壓器后發(fā)生短變壓器后發(fā)生短路故障路故障(如圖如圖k1、k2點(diǎn)點(diǎn))時，低電

12、壓時，低電壓繼電器不應(yīng)動作。繼電器不應(yīng)動作。(2)在工作母線的在工作母線的引出線上發(fā)生短路引出線上發(fā)生短路故障故障(如圖中如圖中k3點(diǎn)點(diǎn))時，故障由引出線時，故障由引出線繼繼 電保護(hù)切除后，電保護(hù)切除后，低電壓繼電器的動低電壓繼電器的動作電壓應(yīng)躲過電動作電壓應(yīng)躲過電動機(jī)自起動時的最低機(jī)自起動時的最低母線電壓。母線電壓。TVrelcyopnKUU (1-1opU1KV、2KV的動作電壓的動作電壓cyUI母線殘余電壓母線殘余電壓relK可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.1-1.3TVn電壓互感器變電壓互感器變比比)KreKnUUrelTVopmin參數(shù)整定參數(shù)整定1QF2QF3QF4QF5QFT0T1K

13、1K2K31TV2TV工工作作電電源源備備用用電電源源 工工作作母母線線 段段 工工作作母母線線 段段 2時間繼電器時間繼電器1KT的動作時限值的動作時限值 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生使低電壓繼電器當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生使低電壓繼電器1KV、2KV動作的動作的短路故障時，為保證短路故障時，為保證AAT裝置的選擇性，應(yīng)先由裝置的選擇性，應(yīng)先由系統(tǒng)的繼電保護(hù)切除故障而不應(yīng)使系統(tǒng)的繼電保護(hù)切除故障而不應(yīng)使AAT裝置起動，裝置起動，所以所以1KT的動作時限值應(yīng)滿足下式的動作時限值應(yīng)滿足下式 tttopKTmax.1 3 3閉鎖繼電器閉鎖繼電器1KM1KM延時返回時間值延時返回時間值 onKMonttt21 KCB延時返回時間值決

14、定延時返回時間值決定AAT裝置動作次數(shù)。要裝置動作次數(shù)。要保證保證AAT裝置只動作一次，裝置只動作一次，KCB延時返回時間值延時返回時間值既應(yīng)大于既應(yīng)大于3QF或或4QF的合閘時間的合閘時間 (包括傳動裝置的包括傳動裝置的動作時間動作時間)，又要小于，又要小于3QF或或4QF兩倍合閘時間，兩倍合閘時間，即即tttonKM1第三節(jié)第三節(jié) 微機(jī)備自投裝置的工作原理微機(jī)備自投裝置的工作原理 微機(jī)備自投裝置的特點(diǎn)微機(jī)備自投裝置的特點(diǎn)滿足基本要求是通過邏輯判斷來實(shí)現(xiàn)滿足基本要求是通過邏輯判斷來實(shí)現(xiàn);工作母線失壓時還必須檢查工作電源無流，才能工作母線失壓時還必須檢查工作電源無流，才能啟動備自投，以防止啟動

15、備自投，以防止TV二次三相斷線造成誤投。二次三相斷線造成誤投。備用電源自投切除工作電源斷路器時，必須經(jīng)延備用電源自投切除工作電源斷路器時，必須經(jīng)延時切除工作電源進(jìn)線斷路器，這是為了躲過工作時切除工作電源進(jìn)線斷路器，這是為了躲過工作母線引出線故障造成的母線電壓下降。母線引出線故障造成的母線電壓下降。手動、就地或遙控跳開工作電源斷路器時，備自手動、就地或遙控跳開工作電源斷路器時，備自投裝置不應(yīng)動作。投裝置不應(yīng)動作。備用電源不滿足有壓條件，微機(jī)型備用電源自投備用電源不滿足有壓條件，微機(jī)型備用電源自投裝置不應(yīng)動作。裝置不應(yīng)動作。應(yīng)具有閉鎖備自投裝置的功能。應(yīng)具有閉鎖備自投裝置的功能。由硬件部分和軟件部

16、分組成由硬件部分和軟件部分組成放電放電-就是模擬閉鎖備用電源自投裝置，放電后就是模擬閉鎖備用電源自投裝置，放電后就不會發(fā)生備用電源自投裝置第二次動作。就不會發(fā)生備用電源自投裝置第二次動作。充電充電-備用電源自投裝置滿足啟動的邏輯條件備用電源自投裝置滿足啟動的邏輯條件第三節(jié)第三節(jié) 微機(jī)備自投裝置的工作原理微機(jī)備自投裝置的工作原理 微機(jī)備用電源自動投入裝置的硬件結(jié)構(gòu)微機(jī)備用電源自動投入裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖1-3 微機(jī)備用自動投入裝置硬件結(jié)構(gòu)方框圖發(fā)電廠廠用電源的切換方式發(fā)電廠廠用電源的切換方式 一、按運(yùn)行狀態(tài)區(qū)分 1、正常切換。在正常運(yùn)行時，由于運(yùn)行的需要(如開機(jī)、停機(jī)等)，廠用母線從一個電源切換到另

17、一個電源，對切換速度沒有特殊要求。 2、事故切換。由于發(fā)生事故(包括單元接線中的廠總變、發(fā)電機(jī)、主變壓器、汽輪機(jī)和鍋爐等事故)，廠用母線的工作電源被切除時，要求備用電源自動投入，以盡快實(shí)現(xiàn)安全切換。 按斷路器的動作順序區(qū)分按斷路器的動作順序區(qū)分 1、并聯(lián)切換。在切換期間，工作電源和備用電源是短時并聯(lián)運(yùn)行的，它的優(yōu)點(diǎn)是保證廠用電連續(xù)供給，缺點(diǎn)是并聯(lián)期間短路容量增大，增加了斷路器的斷流要求。但由于并聯(lián)時間很短(一般在幾秒內(nèi))，發(fā)生事故的機(jī)率低，所以在正常的切換中被廣泛采用。但應(yīng)注意觀測工作電源與備用電源之間的差拍電壓和相角差。 2、斷電切換(串聯(lián)切換)。其切換過程是，一個電源切除后，才允許投入另一

18、個電源，一般是利用被切除電源斷路器的輔助觸點(diǎn)去接通備用電源斷路器的合閘回路。因此廠用母線上出現(xiàn)一個斷電時間，斷電時間的長短與斷路器的合閘速度有關(guān)。其優(yōu)缺點(diǎn)與并聯(lián)切換相反。 3、同時切換。在切換時，切除一個電源和投入另一個電源的脈沖信號同時發(fā)出。由于斷路器分閘時間和合閘時間的長短不同以及本身動作時間的分散性，在切換期間，一般有幾個周波的斷電時間，但也有可能出現(xiàn)12周波兩個電源并聯(lián)的情況。所以在廠用母線故障及在母線供電的饋線回路故障時應(yīng)閉鎖切換裝置，否則投入故障供電網(wǎng)會因短路容量增大而有可能造成斷路器爆炸的危險。 按切換速度區(qū)分按切換速度區(qū)分 1、快速切換。一般是指，在廠用母線上的電動機(jī)反饋電壓(即母線殘壓)與待投入電源電壓的相角差還沒有達(dá)到電動機(jī)允許承受的合閘沖擊電流前合上備用電源?？焖偾袚Q的斷路器動作順序可以是先斷后合或同時進(jìn)行，前者稱為快速斷電切換，后者稱為快速同時切換。 2、慢速切換。主要是指殘壓切換，即工作電源切除后，當(dāng)