電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置 課件 第2章備用電源自動(dòng)投入裝置

電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置第2章

備用電源自動(dòng)投入裝置

重點(diǎn)

AAT裝置的工作原理；

微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置。教學(xué)目的：掌握備用電源自動(dòng)投入裝置含義、接線方式及基本要求，熟悉微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置的特點(diǎn)、硬件結(jié)構(gòu)和軟件原理，掌握備用電源自動(dòng)投入裝置參數(shù)整定原則及運(yùn)行維護(hù)。2.1備用電源自動(dòng)投入裝置的作用和要求一、備用電源自動(dòng)投入裝置的含義和作用當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)后，能自動(dòng)、迅速地將備用電源投入工作或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上，使負(fù)荷不至于停電的一種自動(dòng)裝置備用電源自動(dòng)投入裝置簡(jiǎn)稱AAT裝置

定義裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置的情況有:（1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電

（2）由雙電源供電的變電所和配電所,其中一個(gè)電源作為備用電源（3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線段（4）生產(chǎn)過(guò)程中某些重要的備用機(jī)組二、AAT裝置的備用方式

“明備用”方式一若備用電源在正常情況下不運(yùn)行，處于停電備用狀態(tài)，只有在工作電源發(fā)生故障時(shí)才投入運(yùn)行的備用方式，成為“明備用”正常運(yùn)行時(shí)T1、T2投入，T0備用，即設(shè)專用的備用變壓器。（一）明備用方式“明備用”方式二正常運(yùn)行時(shí)1QF、2QF、3QF投入，4QF斷開(kāi)，即設(shè)專用的備用線路。（二）暗備用方式

“暗備用”方式一“暗備用”方式二“暗備用”是指兩個(gè)電源平時(shí)都作為工作電源各帶一部分自用負(fù)荷且均保留有一定的備用容量，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源承擔(dān)全部負(fù)荷的運(yùn)行方式?？磕嘎?lián)開(kāi)關(guān)3QF取得互為備用采用備用電源自動(dòng)投入裝置優(yōu)點(diǎn)

（1）提高供電的可靠性，節(jié)省投資

（2）簡(jiǎn)化繼電保護(hù)（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓

三、對(duì)AAT裝置的基本要求為了實(shí)現(xiàn)這一要求，使備用電源斷路的合閘部分由供電元件受電側(cè)斷路器的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)來(lái)啟動(dòng)。①工作電源發(fā)生故障，工作斷路器尚未斷開(kāi)時(shí)，就投入備用電源，也就是將備用電源投入到故障元件上，造成事故擴(kuò)大②備用電源與工作電源不是取自同一點(diǎn)，往往存在電壓差或相位差，工作電源未斷開(kāi)就投入備用電源，可能導(dǎo)致非同期并列。

工作電源斷開(kāi)后，備用電源才能投入1①工作變壓器發(fā)生故障，繼電保護(hù)動(dòng)作，使兩側(cè)斷路器跳閘②工作母線本身故障，繼電保護(hù)使斷路器跳閘③工作母線上的出線發(fā)生故障，而該出線斷路器或繼電保護(hù)拒絕動(dòng)作，引起變壓器斷路器跳閘④變壓器斷路器誤跳閘（人為誤操作或保護(hù)誤動(dòng)作）⑤系統(tǒng)故障，高壓工作電源電壓消失為了實(shí)現(xiàn)這一要求，AAT裝置在工作母線上應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的低壓?jiǎn)?dòng)部分，以保證在工作母線失壓時(shí)，AAT裝置可靠啟動(dòng)工作母線突然失壓時(shí)AAT裝置應(yīng)能動(dòng)作2

AAT裝置只應(yīng)動(dòng)作一次

34AAT裝置動(dòng)作時(shí)間應(yīng)使負(fù)荷停電的時(shí)間盡可能短

當(dāng)工作母線或引出線發(fā)生持續(xù)性故障，保護(hù)動(dòng)作，切除工作電源，投入備用。因故障仍存在，保護(hù)動(dòng)作將備用電源跳開(kāi)，此時(shí)工作母線又失壓，若再次將備用電源投入，就會(huì)擴(kuò)大事故，對(duì)系統(tǒng)造成不必要的沖擊。

原因考慮故障點(diǎn)應(yīng)有足夠的去游離時(shí)間，對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，停電時(shí)間短時(shí)殘壓高而帶來(lái)不利從工作電源失壓到備用電源投入恢復(fù)供電的這段停電時(shí)間，考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)，停電時(shí)間越短越好

5工作母線失去電壓時(shí)，應(yīng)檢查工作電壓無(wú)電流

備用電源無(wú)電壓時(shí)，AAT裝置不應(yīng)動(dòng)作6

正常停電操作時(shí)，AAT裝置不應(yīng)起動(dòng)7檢查工作電壓無(wú)電流的目的是防止TV二次側(cè)熔斷器熔斷而造成裝置誤動(dòng)備用電源無(wú)電壓時(shí)，裝置動(dòng)作也不能為負(fù)荷供電，即動(dòng)作無(wú)意義。

用戶不用電或相關(guān)設(shè)備檢修，進(jìn)行正常停電操作時(shí)，不需要投入備用電源

2.2備用電源自動(dòng)投入的一次接線方案

當(dāng)主變T1、T2同時(shí)運(yùn)行，而分段斷路器QF3斷開(kāi)時(shí)，一次系統(tǒng)中T1和T2互為備用電源，此方案稱為暗備用接線方案。

當(dāng)主變T1故障，保護(hù)跳開(kāi)QF1，或主變T1高壓側(cè)失壓，都會(huì)引起Ⅰ段母線失壓，無(wú)電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開(kāi)QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負(fù)荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無(wú)電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開(kāi)。

檢查無(wú)電流條件的目的：為了防止Ⅰ段母線TV斷線而引起備用電源自投的誤動(dòng)作。一、低壓母線分段斷路器自投方案

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（一）明備用接線方案

當(dāng)L1進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段運(yùn)行，即QF1、QF3在合閘位置，QF2在分閘位置時(shí)，線路L2是備用電源。若L2進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段運(yùn)行，即QF2、QF3在合閘位置，QF1在分閘位置時(shí)，線路L1是備用電源。

L1為運(yùn)行狀態(tài)，L2為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅰ段母線失去電壓、無(wú)電流，L2線路有電壓、QF1確已斷開(kāi)時(shí)合QF2。

L2為運(yùn)行狀態(tài)，L1為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅱ段母線失去電壓、無(wú)電流，L1線路有電壓、QF2確已斷開(kāi)時(shí)合QF1。

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（二）暗備用接線方案

如果兩段母線分列運(yùn)行，即橋斷路器QF3在分閘位置，而QF1、QF2在合閘位置，此時(shí)L1和L2成為互為備用電源。

當(dāng)L1故障，保護(hù)跳開(kāi)QF1，引起Ⅰ段母線失壓，無(wú)電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開(kāi)QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負(fù)荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無(wú)電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開(kāi)。

圖示備用電源自投方案接線為明備用方案接線。L1和L2中只有一個(gè)斷路器在合閘位置，另一個(gè)在分閘位置，因此當(dāng)母線失壓，備用線路有電壓，并（或）無(wú)電流，即可斷開(kāi)QF1（或QF2），合上QF2（或QF1）。該明備用方案的自投條件類似于內(nèi)橋斷路器自投方案中的明備用方案。

母線無(wú)電壓，線路L2有電壓，無(wú)電流，QF1確已斷開(kāi)，合上QF2；

母線無(wú)電壓，線路L1有電壓，無(wú)電流，QF2確已斷開(kāi)，合上QF1。

三、線路備自投方案

2.3微機(jī)型AAT裝置一、微機(jī)型AAT裝置的硬件結(jié)構(gòu)母線I、II的三相電壓幅值、頻率和相位，母線I、II的進(jìn)線電流

當(dāng)QF2在跳閘狀態(tài)，并滿足母線Ⅰ無(wú)進(jìn)線電流，母線Ⅱ有電壓的條件，Y4動(dòng)作，H2動(dòng)作，在滿足Y3另一輸入條件時(shí)合QF3，此時(shí)QF2處“跳閘”，而其控制開(kāi)關(guān)仍處“合閘”，即當(dāng)二者不對(duì)應(yīng)就啟動(dòng)AAT裝置，這種方式為裝置的主要啟動(dòng)方式。

二、微機(jī)型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動(dòng)方式方式一方式一

當(dāng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致工作母線Ⅰ失壓，圖(b)可知，在滿足母線Ⅰ進(jìn)線無(wú)電流，備用母線Ⅱ有電壓的條件，Y6動(dòng)作，經(jīng)過(guò)延時(shí)，H3動(dòng)作，跳開(kāi)QF2，再由方式一AAT裝置，使QF3合閘。這種方式可看作是對(duì)方式一的輔助。二、微機(jī)型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動(dòng)方式方式一方式二

當(dāng)滿足QF2、QF5在合閘狀態(tài)，QF3在跳閘狀態(tài)，工作母線Ⅰ有電壓，備用母線Ⅱ也有電壓，并且無(wú)裝置的“放電”信號(hào)，則Y1動(dòng)作，使t1“充電”，經(jīng)過(guò)10～15s充電，為Y3的動(dòng)作做好了準(zhǔn)備，一旦Y3的另一輸入信號(hào)滿足條件，AAT裝置即動(dòng)作，合上QF3。

2、裝置的閉鎖（1）“充電”過(guò)程方式一

當(dāng)滿足QF3在合閘狀態(tài)或者工作母線Ⅰ及備用母線Ⅱ無(wú)電壓，則t1瞬時(shí)“放電”，Y3不能動(dòng)作，即閉鎖裝置。

2、裝置的閉鎖（2）“放電”過(guò)程方式一

當(dāng)AAT裝置動(dòng)作，QF3合閘后，t1瞬時(shí)“放電”，若合閘于故障母線上，則QF3的繼電保護(hù)加速動(dòng)作使QF3立即跳閘，此時(shí)母線Ⅰ無(wú)電壓，t1不能“充電”，裝置不能動(dòng)作，保證了裝置只動(dòng)作一次。

3、合閘于故障母線上方式一2.4

AAT裝置參數(shù)整定及運(yùn)行維護(hù)（一）低電壓元件動(dòng)作值的整定

1、整定原則：

當(dāng)工作母線失壓時(shí)能可靠動(dòng)作，同時(shí)又不能使動(dòng)作過(guò)于靈敏，防止不必要的頻繁動(dòng)作。一、AAT裝置參數(shù)整定2、整定條件BA躲過(guò)饋電線路或變壓器后發(fā)生短路時(shí)的母線殘壓躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)母線上最低電壓低電壓元件的動(dòng)作電壓一般取25%額定電壓（二）過(guò)電壓元件動(dòng)作值的整定

當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)工作母線和備用母線在最低工作電壓時(shí)，過(guò)電壓繼電器應(yīng)保持動(dòng)作狀態(tài)，因此過(guò)電繼電器應(yīng)按廠用母線允許最低運(yùn)行電壓整定。一、AAT裝置參數(shù)整定一般過(guò)電壓元件動(dòng)作電壓不低于70%額定電壓一、AAT裝置參數(shù)整定（三）AAT充電時(shí)間的整定（四）AAT動(dòng)作時(shí)間的整定為保證斷路器切斷能力的恢復(fù)，AAT的充電時(shí)間應(yīng)不小于斷路器第二個(gè)“合閘→跳閘”間的時(shí)間間隔，一般間隔時(shí)間取10～15S。AAT動(dòng)作時(shí)間是指因電力系統(tǒng)內(nèi)的故障使工作母線失壓跳開(kāi)工作母線受電側(cè)斷路器的延時(shí)時(shí)間。一、AAT裝置參數(shù)整定（五）低電流元件動(dòng)作值的整定（六）合閘加速保護(hù)時(shí)間的整定

采用低電流元件的作用：防止TV二次回路斷線時(shí)AAT誤起動(dòng)；同時(shí)兼作斷路器跳閘的輔助判據(jù)。

低電流元件動(dòng)作值可取TA二次額定電流的8%（如TA二次額定電流為5A時(shí)，低電流元件動(dòng)作值為0.4A）。

合閘加速保護(hù)電流元件的動(dòng)作值應(yīng)保證該母線上短路故障時(shí)不低于1.5的靈敏度；當(dāng)加速保護(hù)有復(fù)合電壓起動(dòng)時(shí)，負(fù)序電壓可取7V（相電壓）、正序電壓可取50～60V；加速時(shí)間取3S。1.裝置運(yùn)行及巡視檢查

1檢查運(yùn)行回路的低電壓元件應(yīng)處于動(dòng)作狀態(tài)，閉鎖中間元件應(yīng)勵(lì)磁，且無(wú)其他異?，F(xiàn)象。檢查備自投裝置的投退開(kāi)關(guān)位置應(yīng)正確，電壓和時(shí)間等元件整定值正確。在有兩臺(tái)變壓器工作的變電所，當(dāng)工作變壓器跳閘、備用變壓器投入后，應(yīng)檢查負(fù)荷情況，以防止變壓器過(guò)負(fù)荷。

2

3二、裝置運(yùn)行維護(hù)2.裝置的異常處理1若備自投裝置在母線失壓后不動(dòng)作或開(kāi)關(guān)合不上，應(yīng)匯報(bào)調(diào)度，安排處理。若運(yùn)行中出現(xiàn)“交流電壓斷線”或“直流電源消失”信號(hào)，應(yīng)停用備自投裝置，并查出原因，予以消除。23.裝置動(dòng)作后處理(1)動(dòng)作成功后的處理1)恢復(fù)音響信號(hào)及備自投裝置的動(dòng)作掉牌信號(hào)。當(dāng)備用電源投入成功時(shí)，該路紅燈閃光，電流表應(yīng)有指示，同時(shí)原運(yùn)行的斷路器綠燈也閃光，這時(shí)應(yīng)將原備用線路的開(kāi)關(guān)由“分后”轉(zhuǎn)至“合后”位置，再將原運(yùn)行斷路器的控制開(kāi)關(guān)由“合后”轉(zhuǎn)至“分后”位置。操作完畢查明母線失壓情況，向調(diào)度員匯報(bào)并作好記錄，善后的工作和運(yùn)行方式按調(diào)度命令執(zhí)行。2)3)(2)動(dòng)作不成功的處理備自投裝置動(dòng)作，備用設(shè)備（線路或變壓器）投入后，備用設(shè)備又跳閘，不允許再進(jìn)行試送，因?yàn)榇朔N情況可能是一次設(shè)備發(fā)生了永久性故障。

小結(jié)

備用電源自動(dòng)投入裝置是指當(dāng)失去工作電源后，能迅速自動(dòng)地將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去,使用戶不至于停電的一種裝置,簡(jiǎn)稱AAT裝置。AAT裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可大大提高供電可靠性，廣泛用于發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)或變、配電所的所用電系統(tǒng)中。通常采用兩種備用方式，即：明備用和暗備用，設(shè)有可見(jiàn)的專用備用電源的稱為明備用，互為備用的稱為暗備用。

對(duì)AAT裝置的基本要求是：動(dòng)作原因--工作母線突然失壓；動(dòng)作次序--工作電源先斷，備用電源后投；動(dòng)作次數(shù)--只動(dòng)作一次；動(dòng)作時(shí)間--使負(fù)荷中斷供