第四章備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置

1、第四章 備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置 本章內(nèi)容包括： 備用電源自動投入裝置的定義、一次分類及優(yōu)點，對備用電源自動投入裝置的基本要求， 備用電源自動投入裝置的典型接線 微機型備投裝置工作原理。 學習本章的目的是： 認識備用電源自動投入裝置應(yīng)具有的功能 理解對備用電源自動投入裝置的基本要求 通過對典型接線的分析掌握備用電源自動投入裝置的工作原理 理解微機型備投裝置的工作原理及方式，能對微機型備投裝置進行簡單的調(diào)試與檢驗。1234 備用電源的備用方式備用電源的備用方式 對備用電源和備用設(shè)備自動對備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置的基本要求投入裝置的基本要求 備用電源自動投入裝置的工備用電源自動投入裝置

2、的工作原理作原理 廠用電快速切換廠用電快速切換 備用電源的備用方式備用電源的備用方式 備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置是電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作是電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源、備用設(shè)備或其他正常電源被斷開后，能迅速將備用電源、備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶工作的電源自動投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動控制裝置，簡稱能迅速恢復(fù)供電的一種自動控制裝置，簡稱AATAAT裝置裝置，或或BZT裝置。裝置。 備用電源自動投入是保證電力系統(tǒng)連續(xù)可靠供電的重要措備用電源自動投入是保證電力系統(tǒng)連續(xù)可靠供電

3、的重要措施。施。備用電源的配置：備用電源的配置： 明備用：明備用：系統(tǒng)正常時，備用電源或備用設(shè)系統(tǒng)正常時，備用電源或備用設(shè)備不工作，處于備用狀態(tài)，稱為明備用。備不工作，處于備用狀態(tài)，稱為明備用。 暗備用：暗備用：系統(tǒng)正常運行時，備用電源也投系統(tǒng)正常運行時，備用電源也投入運行的，稱為暗備用。暗備用實際上是入運行的，稱為暗備用。暗備用實際上是兩個工作電源互為備用。兩個工作電源互為備用。 采用AAT裝置的優(yōu)點： （1）提高用戶供電可靠性。 （2）簡化繼電保護。采用AAT裝置后，環(huán)形電網(wǎng)可以開環(huán)運行，變壓器可以解列運行，繼電保護的方向性等問題可不考慮。 （3）限制短路電流。 對備用電源和備用設(shè)備自動投

4、入裝置的基對備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置的基本要求本要求 一般在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)備用電源和備用設(shè)備一般在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)備用電源和備用設(shè)備的自動投入裝置的自動投入裝置1234 裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用電源；和變電所所用電源； 由雙電源供電，其中一個電源經(jīng)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；常斷開作為備用的變電所； 降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有互為備用的母線段；互為備用的母線段； 有備用機組的某些重要輔機。有備用機組的某些重要輔機。 對備自動的基本要求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

5、確實源或設(shè)備確實斷開后，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。對ATT裝置的基本要求（1）工作電源的電壓不論何種原因消失時,ATS裝置均應(yīng)動作. 實現(xiàn)：ATS在工作母線上設(shè)置獨立的低壓啟動部分當工作母線失去電壓后,起動部分動作,斷開供電元件的受電側(cè)斷路器 。（2）應(yīng)保證在工作電源斷開后ATS裝置才動作. 實現(xiàn)：供電元件側(cè)斷路器的動斷觸點啟動ATS出口。（3）ATS裝置

6、應(yīng)保證只動作一次. 實現(xiàn)方法： 控制備用電源斷路器的合閘脈沖,使之只能合閘一次而不能合閘兩次.(4)當工作母線和備用母線同時失去電壓時,ATS裝置不應(yīng)起動. 為此備用電源必須具備有壓鑒定功能。 （5）ATS動作時間應(yīng)該使負荷停電時間盡可能的短。 運行經(jīng)驗表明：取1-1.5s為宜. (6)電壓互感器二次側(cè)熔斷時，ATS裝置不應(yīng)動作。 低壓啟動部分采用兩個低電壓繼電器，線圈接成V形，觸點串聯(lián)。 (7)一個備用電源同時作為幾個工作電源的備用時,如果備用電源己代替一個工作電源,當另一個工作電源又被斷開時,ATS裝置應(yīng)仍能動作,只要事先己核實備用電源的容量能滿足. （8）應(yīng)當檢驗ATS裝置動作時備用電源

7、的過負荷情見及電動機自起動情況. 上述對ATS裝置的基本要求中，前四條是最主要的要求，是設(shè)計ATS裝置的基本框架，可以通過接線實現(xiàn)； 其余幾條是對ATS總體設(shè)計提出的，使ATS裝置的工作更加完善。 備用電源自動投入裝置的作用及基本要求 小結(jié)：掌握備自投定義掌握備自投定義理解兩種備自投一次接線理解兩種備自投一次接線掌握掌握ATS裝置的基本要求裝置的基本要求 ATS裝置的組成部分 低壓啟動部分。低壓啟動部分。工作母線因各種原因失去電壓時工作母線因各種原因失去電壓時，斷開工作電源。，斷開工作電源。 自動合閘部分。自動合閘部分。工作電源斷路器斷開后，將備用工作電源斷路器斷開后，將備用電源的斷路器合上。

8、電源的斷路器合上。備用電源自動投入裝置的典型接線 啟動方式1 1、采用、采用“低電壓繼電器低電壓繼電器”檢測工作母線失去電檢測工作母線失去電壓的情況。（不足：需要克服壓的情況。（不足：需要克服TV斷線的影響斷線的影響） 2 2、采用、采用“低電流繼電器和過電壓繼電器低電流繼電器和過電壓繼電器”檢測檢測工作母線失去電源的狀況。（不足：需要增工作母線失去電源的狀況。（不足：需要增加設(shè)備投資）加設(shè)備投資）1、原理接線圖介紹工作變壓器備用變壓器時間繼時間繼電器電器過電過電壓繼壓繼電器電器低壓啟低壓啟動出口動出口繼電器繼電器低電低電壓繼壓繼電器電器ATS裝置出口繼電器控制發(fā)出合閘脈沖時間的繼電器監(jiān)視備用

9、的中監(jiān)視備用的中間繼電器間繼電器跳閘線圈合閘線圈2、工作原理分析1 1）、正常運行情況）、正常運行情況1QF1QF、2QF2QF閉合，閉合，T1T1正常運行正常運行段電壓正常段電壓正常備用母線電壓正備用母線電壓正常常為為ATSATS啟動做好啟動做好準備準備KM3KM3帶電帶電2QF2閉合，閉合，KL帶電，觸點閉合帶電，觸點閉合為為ATS出口做好出口做好準備準備 正常工作情況下 段母線和備用電源均有電壓KV1，KV2常閉觸點打開，KV3常開觸點閉合KM3帶電，其常開觸點閉合為ATS起動做好準備 同時，因斷路器2QF處于合閘狀態(tài)KL帶電，其觸點閉合，也為ATS裝置的出口動作做好了準備。2、工作原理

10、分析2 2）、工作變壓器）、工作變壓器T1T1故障故障來來自自T1T1的的保保護護T1保護使保護使KM1得得電動作電動作YT1、YT2通電，通電，1QF、2QF跳閘跳閘KM2帶電，帶電，KM2觸點閉合，啟動觸點閉合，啟動YC3、YC43QF、4QF閉合閉合KL延時斷開，保延時斷開，保證只動作一次證只動作一次2、工作原理分析3 3）、）、段母線上短路時；段母線上短路時；段母線上的出線發(fā)生故障且該段母線上的出線發(fā)生故障且該出線斷路器未斷開時。出線斷路器未斷開時。來來自自T1T1的的保保護護T1保護使保護使KM1得得電動作電動作YT1、YT2通電，通電，1QF、2QF跳閘跳閘KM2帶電，帶電，KM2

11、觸電閉合，啟動觸電閉合，啟動YC3、YC43QF、4QF閉合閉合KL延時斷開，保延時斷開，保證只動作一次證只動作一次4 4）、）、2QF誤跳閘；誤跳閘；2、工作原理分析KM2帶電，帶電，KM2觸電閉合，啟動觸電閉合，啟動YC3、YC43QF、4QF閉合閉合KL延時斷開，保延時斷開，保證只動作一次證只動作一次2QF誤跳閘誤跳閘5 5）、）、1QF誤跳，使誤跳，使2QF跳開。跳開。2、工作原理分析KM2帶電，帶電，KM2觸電閉合，啟動觸電閉合，啟動YC3、YC43QF、4QF閉合閉合KL延時斷開，保延時斷開，保證只動作一次證只動作一次1QF誤跳閘，誤跳閘，YT2帶電，使帶電，使2QF跳閘跳閘2、工

12、作原理分析6 6）、電力系統(tǒng)故障使）、電力系統(tǒng)故障使段母線失去電壓時段母線失去電壓時段母線失壓段母線失壓,KV1、KV2動作動作。KT帶電，帶電，KT延時閉合。延時閉合。KM1帶電，觸帶電，觸點閉合。點閉合。1QF、2QF跳閘跳閘KM2帶電帶電3QF、4QF閉合閉合KL延時斷開，保延時斷開，保證只動作一次證只動作一次2、工作原理分析7 7）、）、如果備用電源沒有電壓，則備用不投入運行。如果備用電源沒有電壓，則備用不投入運行。KV3觸觸點斷開點斷開KV3KV3觸點斷觸點斷開，切斷開，切斷ATSATS裝置的裝置的啟動回路。啟動回路。3、接線特點 保證保證ATT裝置的動作的可靠性。裝置的動作的可靠性

13、。 低電壓起動部分的工作十分可靠低電壓起動部分的工作十分可靠 。 監(jiān)視備用電源電壓的繼電器監(jiān)視備用電源電壓的繼電器KM3的觸點直接串接的觸點直接串接在在“低電壓跳閘低電壓跳閘”回路中，這樣連接的優(yōu)點是快速回路中，這樣連接的優(yōu)點是快速。 當備用電源無電壓時，當備用電源無電壓時，ATT不動作，可以人為退出不動作，可以人為退出ATT。 低壓繼電器低壓繼電器KV1、KV2的動作電壓的動作電壓 一般選擇等于額定電壓工作電壓的一般選擇等于額定電壓工作電壓的25% 時間繼電器時間繼電器KT動作時限值應(yīng)保證動作時限值應(yīng)保證ATT的選擇性的選擇性 閉鎖繼電器閉鎖繼電器KL觸點延時返回時間值的確定，既要保觸點延時

14、返回時間值的確定，既要保證斷路器可靠合閘，又要保證證斷路器可靠合閘，又要保證ATT只動作一次只動作一次 過電壓繼電器過電壓繼電器KV3的動作電壓值的動作電壓值 一般不應(yīng)低于額定工作電壓的一般不應(yīng)低于額定工作電壓的70%4、參數(shù)整定 （1）低電壓繼電器KV1、KV2的動作電壓值按如下兩原則確定。 首先，接在工作母線上的電抗器之后，或者變壓器之后發(fā)生短路故障時（如K1，K2點），段母線上的殘余電壓相當高，這時低電壓繼電器不應(yīng)動作。 其次，當在母線的引出線上發(fā)生短路故障時（如K3或K4點），故障由出線斷路器切除后，此時低電壓繼電器的動作電壓應(yīng)躲避電動機自起動時的最低母線電壓。 一般選擇KV1、KV2

15、的動作電壓等于額定電壓工作電壓的25%，就可滿足上述兩個條件。 (2)時間繼電器KT動作時限值應(yīng)保證ATT的選擇性。當電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生低電壓繼電器動作的短路故障時，應(yīng)由電網(wǎng)保護切除故障 tKT=td.max+t td.max當電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生使低電壓繼電器動作的短路故障時，切除該短路故障的電網(wǎng)保護最大動作時限； (3)閉合繼電器KL觸點延時返回時間值的確定，既要保證斷路器可靠合閘，又要保證ATT只動作一次。為了保證3QF,4QF可靠合閘，KL延時返回時間tKL應(yīng)大于3QF或4QF的合閘時間thz；又為了保證ATS只工作一次，tKL應(yīng)小于3QF或4QF的兩倍合閘時間。因此有 thztKL2thz 或 tKL

16、= thz+t （4）過電壓繼電器KV3的動作電壓在整定時應(yīng)考慮備用電源母線最低運行電壓和電動機自啟動兩個條件整定。 當備用母線出現(xiàn)最低運行電壓UB.min時,這時KV3繼電器仍應(yīng)保持動作狀態(tài)，以使ATS裝置低電壓啟動部分仍能啟動。 Uact= UB.min/nTVKrelKre（1 1）備用變壓器原理接線介紹（了解）備用變壓器原理接線介紹（了解）（2 2）備用變壓器自動投入裝置的工作原理分析（掌握）備用變壓器自動投入裝置的工作原理分析（掌握）（3 3）備用變壓器自動投入裝置的接線特點（理解）備用變壓器自動投入裝置的接線特點（理解）（4 4）參數(shù)整定（了解）參數(shù)整定（了解）小結(jié)備用電源自動投入

17、裝置的工作原理TESTA/DCPUI/O光電隔離出口繼電器信號繼電器光隔接口鍵盤顯示合閘合閘通信中央信號UaIa外部開關(guān)量低通串行口至微機監(jiān)控系統(tǒng)一.備用電源自動投入裝置的典型硬件結(jié)構(gòu)1.備用電源自動投入裝置的硬件結(jié)構(gòu)的工作原理 外部電流和電壓輸入經(jīng)變換器隔離變換后，由低通濾波器輸入至A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器，經(jīng)過CPU采樣和數(shù)據(jù)處理后，有邏輯程序完成各種預(yù)定功能。2.ATT的主要輸入和輸出 （1）由電壓互感器判斷母線有無電壓，這里測量的是三相電壓，而不是單相電壓。 （2）采用用電流互感器是防止TV斷線誤判斷工作母線失壓導致誤啟動AAT。 (3)斷路器的跳位與合位的信息有跳閘位置繼電器和合閘位置繼電器

18、的觸點提供，來識別系統(tǒng)運行方式及選擇自動投入方式 (4)斷路器合閘后的觸點，作為手跳斷路器后閉鎖自動投入和外部自動投入輸入點二微機型備用電源自動投入裝置軟件原理 微機型備用電源自動投入裝置軟件邏輯框圖如圖所示。下面以圖暗備用方式進行分析。正常時母線 、 分列運行，斷開。母線無壓方式1投入母線無壓母線進線無電流母線 進線無電流方式2投入&QF2合位QF4合位QF5跳位QF2跳位母線有壓母線有壓QF5跳位方式3方式4鎖母線有壓&t101(T1保護)跳QF2H1a母線有壓&t201(T2保護)跳QF4H2bY4Y3Y1Y2Y5t301合QF5Y11&Y7Y6&母線有壓母線有壓&Y81H3QF2跳位母

19、線有壓母線進線無電流QF4跳位母線有壓母線 進線無電流&Y9&Y101H4C備用方式1.備用方式2的軟件邏輯框圖a QF2跳閘邏輯框圖 b QF4跳閘邏輯框圖 cQF5合閘邏輯框圖1暗備用方式的暗備用方式的AAT軟件原理軟件原理(1)AAT裝置裝置的啟動方式 方式一：由圖（方式一：由圖（c c）分析可知，當）分析可知，當QF2QF2在跳閘狀態(tài)，在跳閘狀態(tài)，并滿足母線并滿足母線無進線電流，母線無進線電流，母線有電壓的條件，有電壓的條件，Y9Y9動作，動作，H4H4動作，在動作，在Y11Y11滿足另一輸入條件時合滿足另一輸入條件時合QF5QF5，此時，此時QF2QF2處于跳閘位置，而其控制開關(guān)仍處

20、處于跳閘位置，而其控制開關(guān)仍處于合閘位置，即當二者不對應(yīng)就啟動備用電源自于合閘位置，即當二者不對應(yīng)就啟動備用電源自動投入裝置，這種方式為裝置的主要啟動方式。動投入裝置，這種方式為裝置的主要啟動方式。 方式二：當電力系統(tǒng)側(cè)各種故障導致方式二：當電力系統(tǒng)側(cè)各種故障導致工作母線工作母線失去電壓，此時分析圖（失去電壓，此時分析圖（b b）可知，在滿足母線可知，在滿足母線進線無電流，備用母進線無電流，備用母線線有電壓的條件，有電壓的條件，Y2Y2動作，經(jīng)過延時，動作，經(jīng)過延時，跳開跳開QF2QF2，再由方式一啟動備用電源自動，再由方式一啟動備用電源自動投入裝置，使投入裝置，使QF5QF5合閘。這種方式可

21、看作合閘。這種方式可看作是對方式一的輔助。是對方式一的輔助。 以上兩種方式保證無論任何原因?qū)е鹿ぷ饕陨蟽煞N方式保證無論任何原因?qū)е鹿ぷ髂妇€母線 失去電壓均能啟動備用電源自動投入失去電壓均能啟動備用電源自動投入裝置，并且保證裝置，并且保證QF2QF2跳閘后跳閘后QF5QF5才合閘的順序，才合閘的順序，并且從圖的邏輯框圖中可知，工作母線并且從圖的邏輯框圖中可知，工作母線與備與備用母線用母線同時失去電壓時，裝置不會動作；備同時失去電壓時，裝置不會動作；備用母線用母線無電壓，裝置同樣不會動作。無電壓，裝置同樣不會動作。(2)AAT“(2)AAT“充電充電”功能功能 從圖從圖 (c)(c)中看到，當滿足中看到，當滿足QF2QF2、QF4QF4在合閘狀態(tài)，在合閘狀態(tài)，QF5QF5在跳閘狀態(tài)，在跳閘狀態(tài)，工作母線工作母線有電壓，備用母線有電壓，備用母線也有也有電壓，并且無裝置的電壓，并且無裝置的“放電放電”信號，信號，則則Y5Y5動作，使動作，使t3“t3“充電充電”，經(jīng)過，經(jīng)過101015S15S的充電過程，為的充電過程，為Y11Y11的動作的動作做好了準備，一旦做好了準備，一旦Y11Y11的另一輸入的另一輸入信號滿足條件，裝置即動作，合上信號滿足條件，裝置即動作，合上QF5QF5。AAT裝置的充電條件變壓器T1和T2分列運行，即Q