第一章備用電源和設(shè)備的自動(dòng)投入

教材配套電子教案電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置張瑛高陽

編制授課內(nèi)容備用電源和設(shè)備的自動(dòng)投入輸電線路自動(dòng)重合閘自動(dòng)并列裝置同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻

自動(dòng)按頻率減負(fù)荷和其它安全自動(dòng)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)1楊冠城主編.電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理（第三版）.北京：中國(guó)電力出版社，2005.2許正亞主編.電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置.北京：水利電力出版社，1993.3丁書文編著電力系統(tǒng)微機(jī)型自動(dòng)裝置中國(guó)電力出版社2005.第一章備用電源和設(shè)備的自動(dòng)投入備用電源和設(shè)備自動(dòng)投入的基本概念對(duì)AAT裝置的基本要求備用電源自動(dòng)投入裝置接線原理微機(jī)型備用電源自動(dòng)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)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)◆本章的主要內(nèi)容：第一節(jié)備用電源和設(shè)備自動(dòng)投入的基本概念一.定義:

備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動(dòng)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(jiǎn)稱AAT裝置,或BZT裝置。一般在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)備用電源和備用設(shè)備的自動(dòng)投入裝置1234

裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用電源；

由雙電源供電，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開作為備用的變電所；

降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有互為備用的母線段；

有備用機(jī)組的某些重要輔機(jī)。

二.備用方式明備用

裝設(shè)有專用的備用電源或設(shè)備.正常運(yùn)行時(shí)備用電源不工作.暗備用不裝設(shè)專用的備用電源或設(shè)備，兩個(gè)電源互為備用.正常運(yùn)行時(shí),備用電源也投入運(yùn)行.備用方式應(yīng)用AAT裝置典型一次接線圖圖1-1（a）(b)(c)應(yīng)用AAT裝置典型一次接線圖(d)(e)(f)圖1-1第二節(jié)對(duì)備自動(dòng)的基本要求

1保證在工作電源或設(shè)備確實(shí)斷開后，才投入備用電源或設(shè)備。防止合于故障電源.2工作電源電壓消失，AAT均應(yīng)動(dòng)作；手動(dòng)跳開工作電源,備自投不應(yīng)動(dòng)作。

3AAT裝置應(yīng)保證只動(dòng)作一次。發(fā)電廠用AAT裝置，還應(yīng)符合下列要求當(dāng)一個(gè)備用電源同時(shí)作為幾個(gè)工作電源的備用時(shí)，如備用電源已代替一個(gè)工作電源后，另一工作電源又被斷開，必要時(shí)，AAT裝置應(yīng)仍能動(dòng)作有兩個(gè)備用電源的情況下，當(dāng)兩個(gè)備用電源為兩個(gè)彼此獨(dú)立的備用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)各裝設(shè)獨(dú)立的自動(dòng)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(shí)，自動(dòng)投入裝置應(yīng)使任一備用電源都能對(duì)全廠各工作電源實(shí)行自動(dòng)投入AAT裝置，在條件可能時(shí)，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(zhǎng)延時(shí)切換方式。(1)(2)(3)發(fā)電廠用AAT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(dòng)投入時(shí)過負(fù)荷的情況.(4)當(dāng)備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作時(shí)，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(dòng)作。(5)備用AAT裝置的動(dòng)作時(shí)間以使用戶的停電時(shí)間盡可能短為原則。(6)備用電源不滿足有壓條件，AAT裝置不應(yīng)動(dòng)作。(7)第三節(jié)備用電源自動(dòng)投入裝置接線原理一.AAT裝置的工作原理

1．典型接線裝置由起動(dòng)部分和合閘部分組成CAAT裝置中的繼電器開關(guān)元件1KV、2KV——反應(yīng)I母線電壓降低的低電壓繼電器；1KT——低電壓起動(dòng)AAT裝置的時(shí)間繼電器；1KM——控制AAT裝置是發(fā)出合閘脈沖時(shí)間的閉鎖繼電器，為瞬動(dòng)延返，當(dāng)其勵(lì)磁時(shí)，觸點(diǎn)閉合，當(dāng)其線圈失電時(shí)，其觸點(diǎn)經(jīng)一定延時(shí)后才斷開；2KM——AAT裝置動(dòng)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；3KM——備用電源電壓監(jiān)視中間繼電器；1SA——AAT裝置切換開關(guān)；2YT、4YT——2QF、4QF跳閘線圈；3YC、4YC——2QF、4QF合閘線圈；KCF——防跳繼電器；1KS、2KS——信號(hào)繼電器；

低電壓?jiǎn)?dòng)部分圖1-2（b）合閘部分＋－－＋－圖1-2（d）（e）二.參數(shù)整定1．低電壓繼電器1KV、2KV的動(dòng)作電壓值整定原則如下：接在工作母線上的電抗器或變壓器后發(fā)生短路故障(如圖k1、k2點(diǎn))時(shí)，低電壓繼電器不應(yīng)動(dòng)作。(2)在工作母線的引出線上發(fā)生短路故障(如圖中k3點(diǎn))時(shí)，故障由引出線繼

電保護(hù)切除后，低電壓繼電器的動(dòng)作電壓應(yīng)躲過電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最低母線電壓。

(1-1——1KV、2KV的動(dòng)作電壓——I母線殘余電壓——可靠系數(shù)，取1.1-1.3——電壓互感器變比)參數(shù)整定

2．時(shí)間繼電器1KT的動(dòng)作時(shí)限值

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生使低電壓繼電器1KV、2KV動(dòng)作的短路故障時(shí)，為保證AAT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AAT裝置起動(dòng)，所以1KT的動(dòng)作時(shí)限值應(yīng)滿足下式

3．閉鎖繼電器1KM延時(shí)返回時(shí)間值

KCB延時(shí)返回時(shí)間值決定AAT裝置動(dòng)作次數(shù)。要保證AAT裝置只動(dòng)作一次，KCB延時(shí)返回時(shí)間值既應(yīng)大于3QF或4QF的合閘時(shí)間(包括傳動(dòng)裝置的動(dòng)作時(shí)間)，又要小于3QF或4QF兩倍合閘時(shí)間，即第三節(jié)微機(jī)備自投裝置的工作原理

微機(jī)備自投裝置的特點(diǎn)一1滿足基本要求是通過邏輯判斷來實(shí)現(xiàn);2工作母線失壓時(shí)還必須檢查工作電源無流，才能啟動(dòng)備自投，以防止TV二次三相斷線造成誤投。3備用電源自投切除工作電源斷路器時(shí)，必須經(jīng)延時(shí)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。4手動(dòng)、就地或遙控跳開工作電源斷路器時(shí)，備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作。6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(dòng)作。5應(yīng)具有閉鎖備自投裝置的功能。9由硬件部分和軟件部分組成8放電---就是模擬閉鎖備用電源自投裝置，放電后就不會(huì)發(fā)生備用電源自投裝置第二次動(dòng)作。7充電---備用電源自投裝置滿足啟動(dòng)的邏輯條件第三節(jié)微機(jī)備自投裝置的工作原理

微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置的硬件結(jié)構(gòu)二ＴＥＳＴＵＩ低通Ａ／ＤＣＰＵＩ／Ｏ串行口至微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)出口合閘合閘遙信中央信號(hào)接口鍵盤顯示光隔外部圖1-3微機(jī)備用自動(dòng)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

一、按運(yùn)行狀態(tài)區(qū)分

1、正常切換。在正常運(yùn)行時(shí)，由于運(yùn)行的需要(如開機(jī)、停機(jī)等)，廠用母線從一個(gè)電源切換到另一個(gè)電源，對(duì)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(shí)，要求備用電源自動(dòng)投入，以盡快實(shí)現(xiàn)安全切換。

按斷路器的動(dòng)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(shí)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(shí)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(cè)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(gè)電源切除后，才允許投入另一個(gè)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(gè)斷電時(shí)間，斷電時(shí)間的長(zhǎng)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(shí)切換。在切換時(shí)，切除一個(gè)電源和投入另一個(gè)電源的脈沖信號(hào)同時(shí)發(fā)出。由于斷路器分閘時(shí)間和合閘時(shí)間的長(zhǎng)短不同以及本身動(dòng)作時(shí)間的分散性，在切換期間，一般有幾個(gè)周波的斷電時(shí)間，但也有可能出現(xiàn)1～2周波兩個(gè)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(shí)應(yīng)閉鎖切換裝置，否則投入故障供電網(wǎng)會(huì)因短路容量增大而有可能造成斷路器爆炸的危險(xiǎn)。

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(dòng)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(dòng)機(jī)允許承受的合閘沖擊電流前合上備用電源。快速切換的斷路器動(dòng)作順序可以是先斷后合或同時(shí)進(jìn)行，前者稱為快速斷電切換，后者稱為快速同時(shí)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)母線殘壓下降到額定電壓的20%～40％后合上備用電源。殘壓切換雖然能保證電動(dòng)機(jī)所受的合閘沖擊電流不致過大，但由于停電時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)和機(jī)爐運(yùn)行工況產(chǎn)生不利影響。慢速切換通常作為快速切換的后備切換。