第6章其他安全自動(dòng)裝置

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置

一、備用電源的配置方式

備用電源自動(dòng)投入裝置按其電源備用方式可分為如下兩種：1、明備用方式。即裝設(shè)專用的備用變壓器或備用線路作為工作電源的備用，如圖6-1中的（a)、(b)、(c)、(d)所示。明備用電源通常只有一個(gè)，而且一個(gè)明備用電源往往可以同時(shí)作為兩段或幾段工作母線的備用。如圖6-1(a)所示，備用變壓器T2同時(shí)作為I、Ⅱ段母線的備用電源。

2、暗備用方式。即不裝設(shè)專用的備用變壓器或備用線路，而是由兩個(gè)工作電源互為備用，如圖6-1中的(e)、(f)所示。正常情況下。各段母線由各自的工作電源供電，母線分段斷路器3處在斷開位置。當(dāng)某一電源故障跳閘時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置將分段斷路器3自動(dòng)合上，靠分段斷路器使兩個(gè)工作電源互為備用。這樣，要求每一個(gè)工作電源的容量都應(yīng)根據(jù)兩個(gè)分段母線上的總負(fù)荷來考慮，否則在備自投動(dòng)作之后要減去一些負(fù)荷。

第一頁，共四十九頁。圖6-1應(yīng)用備用電源自動(dòng)投入裝置的一次接線圖

第二頁，共四十九頁。采用備用電源自動(dòng)投入裝置的優(yōu)點(diǎn)是：1、提高供電的可靠性，節(jié)省建設(shè)投資。2、簡化繼電保護(hù)。因?yàn)椴捎昧藗溆秒娫醋詣?dòng)投入裝置后，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可以開環(huán)運(yùn)行，變壓器可分裂運(yùn)行，如圖6-1中的(a)和(f)。這樣，采用簡單的繼電保護(hù)裝置便可滿足選擇性和靈敏性。3、限制短路電流，提高母線的殘余電壓。例如在受端變電所，如果采用變壓器解列運(yùn)行或環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行，出現(xiàn)故障時(shí)短路電流會(huì)減小，供電母線的殘余電壓相應(yīng)提高。在某些場合，由于短路電流受到限制，不再需要裝設(shè)出線電抗器，既節(jié)省了投資，又使運(yùn)行維護(hù)方便。由于備用電源自動(dòng)投入裝置簡單、費(fèi)用低，而且可以大大提高供電的可靠性和連續(xù)性，因此，在發(fā)電廠的廠用供電系統(tǒng)和廠、礦企業(yè)的變、配電所中得到廣泛的應(yīng)用。

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置

一、備用電源的配置方式

第三頁，共四十九頁?！?-1備用電源自動(dòng)投人裝置二、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求

在發(fā)電廠和變電所中，在下列情況應(yīng)裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置：1、裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用電源。2、由雙電源供電且其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開以作為備用的變電所。3、有備用變壓器或有互為備用的母線段的降壓變電所。4、有備用機(jī)組的某些重要輔機(jī)。

第四頁，共四十九頁。§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置二、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，備用電源自動(dòng)投入裝置只有滿足下列基本要求才能更好地發(fā)揮它的作用。1、

備用電源自動(dòng)投入裝置必須在工作電源失去電壓、而備用電源正常時(shí)投入。2、備用電源自動(dòng)投入裝置只應(yīng)動(dòng)作一次，以免在母線或引出線上發(fā)生持續(xù)性故障時(shí)，備用電源被多次投入到故障元件上，造成更嚴(yán)重的事故。3、備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)在工作電源失壓后，不論其斷路器是否已斷開，裝置自投起動(dòng)延時(shí)到跳開工作電源斷路器，并確認(rèn)該斷路器在斷開后，備用電源自動(dòng)投入裝置才能投入。這樣可以防止因工作電源在其它地方被斷開，備用電源自動(dòng)投入裝置合于故障或備用電源倒送電的情況。第五頁，共四十九頁。4、一個(gè)備用電源同時(shí)作為幾個(gè)工作電源的備用時(shí)，在備用電源已代替某工作電源后，其他工作電源又被斷開時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置仍應(yīng)能動(dòng)作。但對(duì)單機(jī)容量為200MW及以上的火力發(fā)電廠，備用電源只允許代替一個(gè)機(jī)組的工作電源。在有兩個(gè)備用電源的情況下，當(dāng)兩個(gè)備用電源互為獨(dú)立備用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)各裝設(shè)獨(dú)立的備用電源自動(dòng)投入裝置。使得當(dāng)任一備用電源都能作為全廠各工作電源的備用時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置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。

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置二、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求

第六頁，共四十九頁。

5、備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作合閘時(shí)間的整定，應(yīng)以使負(fù)荷停電時(shí)間盡可能短為原則。因?yàn)橥ｋ姇r(shí)間越短，對(duì)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)越有利，但停電時(shí)間過短，電動(dòng)機(jī)殘壓可能較高，當(dāng)備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過大的沖擊電流和沖擊力矩，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損傷。因此，對(duì)裝有高壓大容量電動(dòng)機(jī)的廠用電母線備自投的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在ls以上。對(duì)于低壓電動(dòng)機(jī)，因轉(zhuǎn)子電流衰減極快，這種問題并不突出。同時(shí)，為了使備用電源自動(dòng)投入裝置投入成功，故障點(diǎn)應(yīng)有一定的電弧熄滅去游離時(shí)間。一般情況下，備用電源斷路器的合閘時(shí)間，已大于故障點(diǎn)的去游離時(shí)間，因而不必再考慮故障點(diǎn)的去游離時(shí)間。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，備用電源自動(dòng)投入裝置的動(dòng)作時(shí)間以l～1．5s為宜。

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置二、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求

第七頁，共四十九頁。6、手動(dòng)跳開工作電源時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置不應(yīng)動(dòng)作。7、應(yīng)具有閉鎖備自投的功能。因備用對(duì)象發(fā)生故障（母線故障），保護(hù)拒動(dòng)，引起相鄰后被保護(hù)（變壓器后被保護(hù)）動(dòng)作切除工作電源的時(shí)候，應(yīng)閉鎖備用電源自動(dòng)投入裝置。8、當(dāng)電壓互感器的熔斷器熔斷，二次斷路器保護(hù)跳開，或拉開電壓互感器刀閘或退出電壓互感器手車，備用電源自動(dòng)投入裝置均不應(yīng)動(dòng)作，備用電源自動(dòng)投入裝置還通過進(jìn)線斷路器電流檢測，在進(jìn)線側(cè)無壓無流的情況下，備用電源自動(dòng)投入裝置才動(dòng)作。9、當(dāng)備用電源無電壓時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置不應(yīng)動(dòng)作。10、備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)躲過因任何原因引起母線電壓下降的時(shí)間，這種情況是指母線電壓在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，因而要求備用電源自動(dòng)投入裝置延時(shí)時(shí)限應(yīng)大于最長的外部故障切除時(shí)間。

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置二、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求

第八頁，共四十九頁?！?-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理在35kV～110kV變電站中,備用電源自動(dòng)投入主要有高壓備用電源進(jìn)線的自動(dòng)投入；備用變壓器的自動(dòng)投入；高壓側(cè)或低壓側(cè)單母線分段斷路器的自動(dòng)投入三種。對(duì)應(yīng)于不同的主接線系統(tǒng)，有相應(yīng)的自投方案，每種方案配有幾種自投功能，裝置能自動(dòng)識(shí)別現(xiàn)行運(yùn)行方式，選擇自投功能。微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置可通過邏輯判斷滿足其基本功能和要求，但為了便于理解，在闡述備用電源自動(dòng)投入裝置邏輯程序時(shí)廣泛用電容器的“充放電”來模擬這種功能。備用電源自動(dòng)投入裝置滿足啟動(dòng)的邏輯條件應(yīng)理解為“充電”條件滿足；延時(shí)起動(dòng)的時(shí)間應(yīng)理解為“充電”時(shí)間到后完成了全部準(zhǔn)備工作；當(dāng)備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作后或任何一個(gè)閉鎖條件存在時(shí)，立即瞬時(shí)完成“放電”，放電后就不會(huì)發(fā)生備用電源自動(dòng)投入裝置第二次動(dòng)作。

第九頁，共四十九頁。1、裝置在變電站應(yīng)用于進(jìn)線自投舉例進(jìn)線微機(jī)備自投（互投）裝置主接線如圖6-2所示。進(jìn)線1和進(jìn)線2互為暗備用，在人工操作跳進(jìn)線斷路器時(shí)，需引入相應(yīng)接點(diǎn)用于閉鎖備用電源自動(dòng)投入裝置。進(jìn)線備用電源自動(dòng)投入裝置有兩種邏輯，即進(jìn)線備用電源自動(dòng)投入裝置1（進(jìn)線1暗備用）和進(jìn)線備用電源自動(dòng)投入裝置2（進(jìn)線2暗備用），可通過相應(yīng)軟壓板來投退。兩進(jìn)線互為備用方式轉(zhuǎn)換無須經(jīng)過手動(dòng)切換開關(guān)，由軟件經(jīng)過開關(guān)位置和充電條件自動(dòng)識(shí)別完成。

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理第十頁，共四十九頁。第十一頁，共四十九頁。（1）進(jìn)線自投1充電條件進(jìn)線自投1充電完成的條件是下列三條滿足10s以上,即：(a)備自投功能硬壓板、進(jìn)線自投軟壓板、進(jìn)線自投1軟壓板均投入；(b)Ⅰ、Ⅱ母線和2#進(jìn)線線路側(cè)TV2均有壓；(c)QF1、QF3合閘位置、QF2分閘位置。（2）進(jìn)線自投1動(dòng)作條件裝置充好電后，檢測Ⅰ、Ⅱ母線無壓，2#進(jìn)線線路側(cè)TV2有壓，1#進(jìn)線無電流，裝置延時(shí)跳QF1，確認(rèn)QF1跳開后，合QF2，恢復(fù)對(duì)Ⅰ、Ⅱ母線連續(xù)供電?！?-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理

第十二頁，共四十九頁。（3）進(jìn)線自投2充電條件進(jìn)線自投2充電完成的條件是下列三條滿足10s以上,即：（a）備自投功能硬壓板，進(jìn)線自投軟壓板，進(jìn)線自投2軟壓板均投入；(b)Ⅰ、Ⅱ母線和1#進(jìn)線線路側(cè)TV1均有壓；(c)QF2、QF3合閘位置、QF1分閘位置。（4）進(jìn)線自投2動(dòng)作條件裝置充好電后，檢測Ⅰ、Ⅱ母線無壓、1#進(jìn)線線路側(cè)TV1有壓，2#進(jìn)線無電流，裝置延時(shí)跳QF2，確認(rèn)QF2跳開后，合QF1，恢復(fù)對(duì)Ⅰ、Ⅱ母線連續(xù)供電?！?-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理第十三頁，共四十九頁。2、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置硬件結(jié)構(gòu)裝置的硬件結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。輸入電流和電壓經(jīng)隔離互感器隔離變換后,由低通濾波器輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器,CPU經(jīng)過采樣數(shù)字處理后,完成各種預(yù)定功能。裝置引入兩段母線電壓,用于有壓、無壓判別。每個(gè)進(jìn)線開關(guān)各引入一相電流，是為了防止TV三相斷線后造成分段開關(guān)誤投，同時(shí)能更好地確認(rèn)進(jìn)線開關(guān)已跳開。裝置引入QF1、QF2、QF3開關(guān)位置接點(diǎn)（合閘位置繼電器）作為系統(tǒng)運(yùn)行方式判別，自投準(zhǔn)備及選擇自投方式。另外還引入一個(gè)閉鎖自投輸入接點(diǎn)，如手跳QF1或QF2，變壓器后備保護(hù)動(dòng)作復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)等。§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理

第十四頁，共四十九頁。裝置輸出跳閘接點(diǎn)：跳QF1、QF2各一付接點(diǎn)。合QF1、QF2各一付接點(diǎn)，合QF3一付接點(diǎn)。有若干組聯(lián)切接點(diǎn),每組包括跳閘接點(diǎn)和閉鎖重合閘接點(diǎn)。裝置輸出信號(hào)接點(diǎn)有兩組，一組為中央信號(hào)節(jié)點(diǎn)包括：動(dòng)作完成、聯(lián)切、裝置故障、異常、直流失壓等。另一組為遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)包括：動(dòng)作完成、聯(lián)切、裝置故障、異常、直流失壓。同時(shí)面板上也有相應(yīng)的指點(diǎn)示燈。裝置的面板上有液晶和指示燈，工作人員可方便的對(duì)裝置進(jìn)行操作。也可以通過串行口遠(yuǎn)方操作?！?-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理

第十五頁，共四十九頁。圖6-3微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置硬件結(jié)構(gòu)原理圖

第十六頁，共四十九頁?！?-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理

3、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置軟件流程裝置軟件流程框圖如圖6-4所示。裝置能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行方式，選擇自投功能。采用整周波傅氏算法對(duì)采樣值進(jìn)行處理,削除了多次諧波所帶來的誤差,準(zhǔn)確地判斷出系統(tǒng)的故障情況。裝置的工作過程如下：為滿足備自投只能動(dòng)作一次這個(gè)要求，裝置設(shè)置起動(dòng)條件（即：母線1和母線2的電壓都正常），同時(shí)也作為系統(tǒng)運(yùn)行方式的判別。當(dāng)裝置滿足了起動(dòng)條件，經(jīng)15秒延時(shí)后，才能進(jìn)入相應(yīng)的工作程序，在工作程序中，當(dāng)檢測到裝置的硬件故障（如：定值出錯(cuò)、繼電器線圈長期通電）時(shí)，發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，等待處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況（如：PT斷線、開關(guān)量異常）時(shí)，發(fā)出運(yùn)行異常信號(hào)，等待處理。同時(shí)監(jiān)視開關(guān)量和模擬量的狀態(tài),當(dāng)發(fā)現(xiàn)不滿足啟動(dòng)條件時(shí)退出工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)母線失壓時(shí)，進(jìn)行故障處理，如滿足自投條件，則動(dòng)作，然后退出工作程序，在2～10秒內(nèi),監(jiān)視負(fù)荷狀態(tài),過負(fù)荷聯(lián)切,重新進(jìn)行方式判別。第十七頁，共四十九頁。圖6-4微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置軟件流程

第十八頁，共四十九頁。4、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置的參數(shù)整定（1）有壓、無壓整定備用電源有電壓時(shí)，備自投裝置才啟動(dòng)，否則啟動(dòng)了也無意義。監(jiān)視備用電源電壓的電壓繼電器整定值，應(yīng)按母線最低工作電壓不應(yīng)動(dòng)作的條件來選擇，一般整定在額定電壓的70%時(shí)動(dòng)作。也即備用電源電壓值不大于線路額定電壓的70%時(shí)，備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作。低電壓繼電器的定值應(yīng)根據(jù)下面原則來進(jìn)行，即備用電源自動(dòng)投入裝置在下面兩種情況下不應(yīng)動(dòng)作：（a）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)生了在集中阻抗后的短路，工作母線上的電壓因之降低，但當(dāng)繼電保護(hù)把短路切除后，工作母線的電源可以恢復(fù)時(shí)。(b)當(dāng)工作母線電壓因電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)而降低時(shí)。按上述兩點(diǎn)要求，檢查工作電源的低壓繼電器的整定值，一般為額定電壓的25%。

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理第十九頁，共四十九頁。（2）有電流、無電流整定進(jìn)線無電流一般指工作電源進(jìn)線的一個(gè)相電流小于線電流定值。該定值應(yīng)小于最小負(fù)荷電流，以防工作電源TV三相斷線時(shí)微機(jī)備自投裝置的誤動(dòng)作。（3）動(dòng)作時(shí)間整定微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與繼電保護(hù)的配合。備用電源自動(dòng)投入裝置的動(dòng)作時(shí)限（第一時(shí)限）應(yīng)盡可能縮短，以利于電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)，但應(yīng)滿足以下要求：

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理

第二十頁，共四十九頁。時(shí)間繼電器延時(shí)的時(shí)限應(yīng)大于可以導(dǎo)致低電壓繼電器起動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有外部故障相應(yīng)元件上的保護(hù)最長時(shí)限，即top1=tset.max+tr式中tset.max——可以導(dǎo)致低電壓繼電器起動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有外部故障相應(yīng)元件上的保護(hù)最長時(shí)限；tr——裕度時(shí)間，取0.5s。備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作時(shí)限與斷路器合閘時(shí)間的配合。備自投裝置動(dòng)作時(shí)限（第二時(shí)限）應(yīng)可靠地保證斷路器只自投一次，為此要求第二時(shí)限為：top2≥tQF+tr式中tQF——斷路器的全部合閘時(shí)間（包括傳動(dòng)裝置的動(dòng)作時(shí)間）；tr——裕度時(shí)間，取0.2～0.3s。

§6-1備用電源自動(dòng)投人裝置三、微機(jī)備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理

第二十一頁，共四十九頁。§6-2廠用電切換

圖6-5所示為廠用電簡化接線圖。發(fā)電機(jī)通過變壓器T1向系統(tǒng)送電，廠用電6kVI段母線M由高壓廠用變壓器T2供電，QF2處于合閘狀態(tài)，QF3處于斷開狀態(tài)。6kV備用段母線S處于帶電狀態(tài)，即QF4、QF5、QF6為合閘狀態(tài)。當(dāng)斷路器QF2因故跳閘時(shí)，QF3合上和備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作，6kV廠用電由備用電源供電。對(duì)大型發(fā)電機(jī)組來說，6kVI段母線上一般有較多的高壓大容量電動(dòng)機(jī)，這些電動(dòng)機(jī)在斷電后殘壓衰減較慢，如果在殘壓較高而備用電源自動(dòng)投入裝置又不檢同期時(shí)合閘，則容易產(chǎn)生很大的沖擊電流，對(duì)電動(dòng)機(jī)造成嚴(yán)重的沖擊，甚至損壞；同時(shí)過大的沖擊電流可能使備用變壓器T3的保護(hù)動(dòng)作，使得廠用電切換失敗。如果等到殘壓衰減到較小值后，備用電源投入裝置再動(dòng)作，則由于斷電時(shí)間過長，致使廠用機(jī)械不能正常工作。因此，一般的備用電源自動(dòng)投入裝置，難以滿足高壓廠用電源的切換。

第二十二頁，共四十九頁。第二十三頁，共四十九頁?！?-2廠用電切換

一、廠用電快速切換

廠用電的快速切換是指工作電源斷路器跳閘后或在跳閘過程中，快速將備用電源合閘恢復(fù)供電，使負(fù)荷失電時(shí)間很短的切換。實(shí)現(xiàn)廠用電快速切換的前提條件為：（1）備用電源電壓應(yīng)與工作電源電壓同相位。例如在圖6-5中，當(dāng)T1和T3采用YN/d11接線時(shí)，高壓廠用變壓器T2應(yīng)采用D/d12接線。（2）QF3采用快速動(dòng)作的斷路器。例如采用真空斷路器，其合閘時(shí)間約為50ms左右。若斷路器動(dòng)作時(shí)間太慢，則失去快速切換的意義。在圖6-5所示廠用電接線中，當(dāng)因?yàn)槭鹿蔘F2跳閘后，快速切換裝置會(huì)迅速檢測和間的頻率差和相位差，當(dāng)二者均在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，立即發(fā)出合閘脈沖，將斷路器QF3合上。由于合閘時(shí)頻率差和相角差不大，而且斷路器動(dòng)作快速，所以合閘時(shí)的沖擊電流和沖擊電壓均在安全范圍內(nèi)。通常設(shè)定的頻率差為1HZ，相角差為30O。

第二十四頁，共四十九頁。廠用電的快速切換是在無閉鎖信號(hào)的情況下實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，快速切換裝置則閉鎖。（1）工作母線電壓互感器隔離開關(guān)斷開。（2）當(dāng)QF2和QF3同時(shí)斷開或閉合時(shí)。（3）備用電源失電。（4）外部保護(hù)動(dòng)作閉鎖。如工作母線發(fā)生故障其差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)。（5）裝置異常。

§6-2廠用電切換

一、廠用電快速切換

第二十五頁，共四十九頁?！?-2廠用電切換

二、廠用電捕捉同期切換

在圖6-5中，如果事故情況下廠用電快速切換未能成功，則應(yīng)在與第一次相位重合時(shí)，將斷路器QF3觸頭合上，這種切換方式稱為廠用電捕捉同期切換。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)斷電后的殘壓隨時(shí)間變化的情況，當(dāng)捕捉同期切換成功時(shí)，工作母線殘余電壓約為65%~70%額定電壓，有利于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，而且合閘所產(chǎn)生的沖擊電流和沖擊電壓都最小。

在同期捕捉切換中，電動(dòng)機(jī)無外加勵(lì)磁且無外加原動(dòng)力，因此存在較大電壓差和頻率差，但只要在相角差零度附近一定范圍內(nèi)備用電源合上，電動(dòng)機(jī)很快會(huì)恢復(fù)正常異步運(yùn)行。

第二十六頁，共四十九頁。與發(fā)電機(jī)的同期并列相似，同期捕捉切換方式也有以下兩種：

（1）恒定越前相角原理：其設(shè)定的參數(shù)是頻率差和越前相角差，一般取頻率差為4~5HZ，相角差為90o。

（2）恒定越前時(shí)間原理：其設(shè)定參數(shù)為頻率差和越前時(shí)間，一般取頻率差仍為4~5HZ，越前時(shí)間等于從發(fā)出合閘脈沖到斷路器觸頭閉合的時(shí)間。

§6-2廠用電切換

二、廠用電捕捉同期切換

第二十七頁，共四十九頁?！?-2廠用電切換

三、廠用電殘壓切換殘壓切換是在事故情況下，當(dāng)衰減到20%~40%額定電壓時(shí)，將斷路器QF3合閘，實(shí)現(xiàn)廠用電切換。一般當(dāng)捕捉同期切換不成功時(shí)，便轉(zhuǎn)入廠用電殘壓切換。殘壓切換雖可保證電動(dòng)機(jī)安全，但停電時(shí)間相對(duì)較長。如果剛好在與反相時(shí)合閘，當(dāng)殘余電壓為40%額定電壓時(shí)，則合閘所產(chǎn)生的沖擊電壓和沖擊電流分別為

第二十八頁，共四十九頁。§6-2廠用電切換

四、失壓起動(dòng)切換失壓起動(dòng)切換是指當(dāng)電力系統(tǒng)故障導(dǎo)致工作母線失壓時(shí)，切換裝置中的低電壓元件動(dòng)作，跳開圖6-5中的斷路器QF2，再合上備用電源斷路器QF3，恢復(fù)對(duì)工作母線的供電。

失壓起動(dòng)切換相當(dāng)于備用電源自動(dòng)投入裝置中的低電壓起動(dòng)，因此其設(shè)定的參數(shù)是低電壓元件的動(dòng)作電壓和失壓延時(shí)，低電壓元件的動(dòng)作電壓一般取40%的額定電壓，動(dòng)作延時(shí)相當(dāng)于備用電源自動(dòng)投入裝置的動(dòng)作時(shí)間。失壓起動(dòng)切換可看作是殘壓切換的后備，又稱為長延時(shí)切換。殘壓切換和失壓起動(dòng)切換，會(huì)導(dǎo)致工作母線失電時(shí)間長，造成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難。

第二十九頁，共四十九頁。在高壓大容量電動(dòng)機(jī)的廠用電事故切換中，快速切換可大大縮短廠用工作母線失電時(shí)間，一般失電時(shí)間在100ms以內(nèi)，基本可保證廠用電的正常運(yùn)行；當(dāng)快速切換不成功轉(zhuǎn)為同期捕捉切換時(shí)，廠用工作母線失電時(shí)間約為0.4~0.6s；如果同期捕捉切換沒有成功，當(dāng)采用殘壓切換成功時(shí)，廠用工作母線失電時(shí)間約為1~2s。

在有些情況下，快速切換過程中不檢測頻率差和相角差，當(dāng)圖6-5中的QF2跳閘后，立即對(duì)QF3進(jìn)行合閘，同樣可以實(shí)現(xiàn)廠用電的快速切換。此時(shí)，因不檢測相角差的大小就立即進(jìn)行快速切換，所以有可能引起較大的沖擊電流，當(dāng)備用變壓器的電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0s時(shí)，一旦沖擊電流達(dá)到電流速斷保護(hù)的動(dòng)作值，電流速斷保護(hù)就可能發(fā)生誤動(dòng)作。為避免這種情況，電流速斷保護(hù)需要設(shè)置100ms~200ms的動(dòng)作時(shí)間。

§6-2廠用電切換

四、失壓起動(dòng)切換第三十頁，共四十九頁?！?-3自動(dòng)解列裝置

一、廠用電系統(tǒng)解列的應(yīng)用

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的功率缺額時(shí)，將引起系統(tǒng)頻率大幅度下降。系統(tǒng)頻率過低時(shí)，會(huì)引起廠用電動(dòng)機(jī)出力下降，威脅電廠本身電能生產(chǎn)的安全。而廠用電動(dòng)機(jī)輸出功率減小是形成系統(tǒng)“頻率崩潰”的主要原因。因此，如能使廠用電系統(tǒng)供電頻率維持在額定值附近運(yùn)行，則可避免系統(tǒng)事故的進(jìn)一步惡化。在電力系統(tǒng)中，某些電廠的廠用電系統(tǒng)如果具備獨(dú)立供電的條件，那么在安排發(fā)電廠的運(yùn)行方式時(shí)就可以考慮廠用電系統(tǒng)與系統(tǒng)解列運(yùn)行的可能性，以確保發(fā)電廠自身的安全運(yùn)行。圖6-6所示為廠用電系統(tǒng)與系統(tǒng)解列示意圖，正常運(yùn)行時(shí)，電廠廠用電由母線I、II供電，并經(jīng)變壓器T1與系統(tǒng)相連，1#機(jī)、2#機(jī)組的容量與全廠廠用電功率基本平衡。當(dāng)因事故系統(tǒng)頻率大幅度下降時(shí)，斷開斷路器QF1使廠用電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)解列，這時(shí)廠用電系統(tǒng)由本廠的1#機(jī)、2#機(jī)組單獨(dú)供電，不受系統(tǒng)低頻率的影響，從而提高了電廠運(yùn)行的可靠性，有利于整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

第三十一頁，共四十九頁。圖6-6

電廠廠用電系統(tǒng)解列示意圖

第三十二頁，共四十九頁。§6-3自動(dòng)解列裝置

二、系統(tǒng)解列的應(yīng)用第三十三頁，共四十九頁?！?-3自動(dòng)解列裝置

二、系統(tǒng)解列的應(yīng)用在電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行中，各區(qū)域電力系統(tǒng)間經(jīng)聯(lián)絡(luò)線路相連，系統(tǒng)容量越大，穩(wěn)定裕度越大，承受功率缺額的能力越強(qiáng)，并網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)也就越明顯。但在某些情況下，當(dāng)存在約束條件時(shí)，其優(yōu)勢可能會(huì)受到一定的限制。如圖6-7所示的電力系統(tǒng)，正常情況下系統(tǒng)A向系統(tǒng)B輸送的有功功率為，輸電線路AB的極限輸送功率為。設(shè)系統(tǒng)B由于事故發(fā)生了嚴(yán)重的功率缺額，引起整個(gè)系統(tǒng)頻率的下降，這時(shí)A系統(tǒng)雖具備足夠的備用容量，但由于受到的限制而不能發(fā)揮其支援作用，這時(shí)如果頻率下降嚴(yán)重，也將威脅系統(tǒng)A的安全運(yùn)行。因此，為了控制事故范圍，使其不致涉及鄰近區(qū)域，兩系統(tǒng)不得不解列運(yùn)行。

第三十四頁，共四十九頁。在實(shí)行解列操作時(shí)，必須注意功率平衡問題。解列點(diǎn)的選擇，應(yīng)盡量使解列后本系統(tǒng)的發(fā)電量既能滿足本系統(tǒng)用戶負(fù)荷的需要，又不致造成發(fā)電功率的過剩。如圖6-6所示情況，1#、2#機(jī)組的容量與其廠用電負(fù)荷基本平衡，因此選擇QF1為解列點(diǎn)。在圖6-7中，如在聯(lián)絡(luò)線處解列，解列后將使系統(tǒng)B又損失了功率，導(dǎo)致事故更為嚴(yán)重，不利于系統(tǒng)運(yùn)行，因此最好在其他合適的地點(diǎn)解列。解列點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮以下原則：（1）盡量保持解列后各分系統(tǒng)的功率平衡，以防止頻率、電壓的急劇變化，因此解列點(diǎn)要盡量選擇在有功功率、無功功率分點(diǎn)上或交接功率最小處。在運(yùn)行中，根據(jù)潮流變化情況進(jìn)行調(diào)整。例如在圖6-7所示系統(tǒng)中，解列后A系統(tǒng)應(yīng)繼續(xù)承擔(dān)B系統(tǒng)的一部分功率。（2）解列裝置要操作方便、易于恢復(fù)且具有較好的遠(yuǎn)動(dòng)、通信條件。

§6-3自動(dòng)解列裝置

二、系統(tǒng)解列的應(yīng)用第三十五頁，共四十九頁。解列點(diǎn)選擇好后，對(duì)解列條件應(yīng)進(jìn)行周密的分析，因?yàn)檫@是構(gòu)成控制裝置邏輯判斷的依據(jù)。如在圖6-6所示的發(fā)電廠廠用電解列的情況中，裝置動(dòng)作的判據(jù)是系統(tǒng)頻率的數(shù)值，即當(dāng)系統(tǒng)頻率低于整定值時(shí)，解列裝置就起動(dòng)使斷路器QF1跳閘，如圖6-8所示。如果還有其他條件，則將其相應(yīng)信號(hào)接入，構(gòu)成所需要的控制邏輯。

§6-3自動(dòng)解列裝置

二、系統(tǒng)解列的應(yīng)用第三十六頁，共四十九頁。§6-3自動(dòng)解列裝置

三、自動(dòng)切機(jī)與電氣制動(dòng)在電力系統(tǒng)中，大型水電站或坑口電廠一般都遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，經(jīng)輸電線路向受端電網(wǎng)遠(yuǎn)距離送電，如圖6-10所示。

第三十七頁，共四十九頁。設(shè)雙回輸電線路輸送的功率較大，當(dāng)其中一回線路發(fā)生三相短路故障時(shí)，繼電保護(hù)正確動(dòng)作，故障線路被切除，但由于輸送功率已超出一回線路運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定極限功率，使電廠A功率過剩，如果不迅速減少輸送功率，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。然而由于發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的執(zhí)行部件及自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)固有的慣性，使它們來不及迅速作出反應(yīng)，故障期間的過剩功率將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組加速，發(fā)電機(jī)電壓短時(shí)間內(nèi)迅速上升，不僅對(duì)定子繞組的絕緣產(chǎn)生威脅，而且會(huì)使系統(tǒng)失去穩(wěn)定。為此，可采取以下兩項(xiàng)緊急操作措施：（1）迅速切除部分機(jī)組，以減少輸電線路的傳輸功率。

（2）電氣制動(dòng)。其實(shí)施方案是在發(fā)電機(jī)端裝設(shè)足夠容量的并聯(lián)電阻，正常運(yùn)行時(shí)這些電阻與電網(wǎng)斷開，不投入運(yùn)行；當(dāng)發(fā)生故障需要減少發(fā)電機(jī)的輸出功率時(shí)，自動(dòng)控制裝置就迅速投入相應(yīng)數(shù)量的電阻。

§6-3自動(dòng)解列裝置

三、自動(dòng)切機(jī)與電氣制動(dòng)第三十八頁，共四十九頁?！?-4故障錄波裝置一、故障錄波裝置的作用（1）為正確分析事故原因、及時(shí)處理事故提供重要依據(jù)。裝置所錄故障過程波形圖和有關(guān)數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確反應(yīng)故障類型、相別、事故電流和電壓、斷路器的跳合閘時(shí)間及重合閘動(dòng)作情況等，從而為分析事故原因、研究有效對(duì)策和及時(shí)處理事故提供可靠的依據(jù)。（2）根據(jù)錄取的波形和數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置動(dòng)作的正確性。（3）根據(jù)錄取的波形圖和數(shù)據(jù)，結(jié)合短路電流計(jì)算結(jié)果，可以較準(zhǔn)確地判斷故障點(diǎn)的范圍，便于巡找故障點(diǎn)，加速處理事故進(jìn)程，減輕巡線人員的工作強(qiáng)度。（4）分析研究振蕩規(guī)律，為繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置參數(shù)整定提供依據(jù)。系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，從振蕩發(fā)生、失步、再同步過程以及振蕩周期、電流和電壓特征的電氣量信息全部記錄下來，因此有關(guān)振蕩的參數(shù)可方便獲取。（5）借助錄波裝置，可實(shí)測系統(tǒng)在異常情況下的有關(guān)參數(shù)，以便提高運(yùn)行水平。

第三十九頁，共四十九頁?！?-4故障錄波裝置二、故障錄波裝置的特點(diǎn)1、記錄量故障錄波裝置的記錄量有模擬量和開關(guān)量兩大類。當(dāng)系統(tǒng)連續(xù)發(fā)生大擾動(dòng)時(shí)，應(yīng)能無遺漏地記錄每次系統(tǒng)擾動(dòng)發(fā)生后的全過程數(shù)據(jù)。

記錄的模擬量包括：輸電線路的三相電流和零序電流（包括旁路斷路器帶線路時(shí)）；高頻保護(hù)的高頻信號(hào)；母線電壓的三個(gè)相電壓和零序電壓；主變壓器的三相電流和零序電流；發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)三相電流，發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)零序電壓，發(fā)電機(jī)負(fù)序電壓和負(fù)序電流，發(fā)電機(jī)三相電壓，發(fā)電機(jī)頻率等。

第四十頁，共四十九頁。記錄的開關(guān)量包括：輸電線路的A相跳閘、B相跳閘、C相跳閘、三相跳閘信號(hào)；線路兩套保護(hù)的A相動(dòng)作、B相動(dòng)作、C相動(dòng)作、三相動(dòng)作、重合閘動(dòng)作信號(hào)；線路縱聯(lián)保護(hù)接收和輸出信號(hào)；母聯(lián)斷路器跳閘信號(hào)；母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作、充電保護(hù)動(dòng)作、失靈保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；遠(yuǎn)跳信號(hào)；主變壓器保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；發(fā)電機(jī)主汽門動(dòng)作、滅磁開關(guān)動(dòng)作信號(hào)以及各種保護(hù)及安全自動(dòng)裝置動(dòng)作信號(hào)。

§6-4故障錄波裝置二、故障錄波裝置的特點(diǎn)第四十一頁，共四十九頁。2、數(shù)據(jù)的記錄時(shí)間和采樣速率為便于分析，應(yīng)將系統(tǒng)在大擾動(dòng)前、擾動(dòng)過程中及擾動(dòng)平息后整個(gè)過程的數(shù)據(jù)完整清晰地記錄下來，同時(shí)為減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，模擬量采集方式如圖6-11所示。（1）A時(shí)段記錄系統(tǒng)大擾動(dòng)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)，輸出原始記錄波形及有效值，記錄時(shí)間不小于0.04s，采樣頻率為10000HZ。（2）B時(shí)段記錄系統(tǒng)大擾動(dòng)后初期的狀態(tài)數(shù)據(jù)，可直接輸出原始記錄波形，可觀察到五次諧波，同時(shí)也可輸出每一工頻周期的工頻有效值及直流分量值，記錄時(shí)間不小于0.1s，采樣頻率為10000HZ?！?-4故障錄波裝置二、故障錄波裝置的特點(diǎn)第四十二頁，共四十九頁。（3）C時(shí)段記錄系統(tǒng)大擾動(dòng)后中期狀態(tài)數(shù)據(jù)，可輸出原始記錄波形和連續(xù)工頻有效值，記錄時(shí)間不小于2s，采樣頻率不低于2000HZ。（4）D時(shí)段記錄系統(tǒng)大擾動(dòng)后長期過程數(shù)據(jù)，每0.1s記錄一個(gè)工頻有效值，記錄時(shí)間一般取600s。當(dāng)出現(xiàn)振蕩、長期低電壓、低頻等工況時(shí)，可持續(xù)記錄，也可加長C時(shí)段、減少D時(shí)段時(shí)間。對(duì)于記錄的開關(guān)量，要求分辯率不大于1ms。

§6-4故障錄波裝置二、故障錄波裝置的特點(diǎn)第四十三頁，共四十九頁。3、起動(dòng)錄波方式故障錄波裝置一經(jīng)起動(dòng)，就將接入的記錄量按前述方式全部記錄下來。其起動(dòng)方式有人工起動(dòng)、開關(guān)量起動(dòng)、模擬量起動(dòng)三種。

人工起動(dòng)包括就地手動(dòng)起動(dòng)和遠(yuǎn)方起動(dòng)。遠(yuǎn)方起動(dòng)也稱為遙控起動(dòng)，是上級(jí)調(diào)度部門通過遠(yuǎn)動(dòng)通道命令起動(dòng)。

開關(guān)量起動(dòng)可設(shè)定為變位起動(dòng)、開起動(dòng)、閉起動(dòng)或不