變電站綜合自動化

1、. . . . 變電站綜合自動化 理工大學(xué) 穆§1 變電站綜合自動化系統(tǒng)介紹§1-1 概述變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對變電站二次設(shè)備（包括繼電保護(hù)、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置與遠(yuǎn)動裝置等）的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線，是提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向

2、用戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。國外變電站綜合自動化公司主要有：德國：西門子、ABB、AEG美國：GE、西屋瑞士：BBC法國：阿爾斯通日本：三菱電氣、關(guān)西1975年，日本關(guān)西、三菱公司開始研究，1979年12月SDCS-1在那須其竹克里變電站投運(yùn)。1985年德國西門子公司的LSA678在德國漢諾威投運(yùn)。國主要有： 四方：CSC2000 南瑞集團(tuán)：BSJ-2200 南瑞繼保：RCS-9000 國電南自：PS6000 許繼集團(tuán)：CBZ-8000 電子：DF3000 惠安：PowerComm2000 德威特：DVPS-600主要有： 華能自控：MTC-3 紫光：DCAP50001987年由清華

3、大學(xué)電機(jī)工程系研制的我國第一套變電站綜合自動化系統(tǒng)在威海的望島變電站（35KV城市變）投運(yùn)。90年代我國的變電站綜合自動化蓬勃發(fā)展。目前技術(shù)已比較成熟。§1-2 變電站綜合自動化的優(yōu)越性1、提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平。2、提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率。3、提高電力系統(tǒng)運(yùn)行、管理水平。4、縮小占地面積，減少總投資。5、減少維護(hù)工作量，減少值班人員勞動量。§1-3變電站綜合自動化的基本功能一、監(jiān)視和控制功能1、數(shù)據(jù)采集（模擬量、狀態(tài)量、脈沖量采集。在廠站端的遙測信息按重要程度分別在320s在調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)更新）。2、事件順序記錄（SOE，斷路器與保護(hù)動作順序記錄）。3、故障記

4、錄（35KV以下配電）、故障錄波和測距（110KV以上輸電）。4、操作控制（操作防誤、操作權(quán)限控制。五防：防帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；防誤入帶電間隔；防誤分、合斷路器；防帶電掛接地線；防帶地線合隔離開關(guān)）。5、安全監(jiān)視（測量越限告警、越限記錄，裝置異常監(jiān)視）。6、人機(jī)聯(lián)系（顯示數(shù)據(jù)與畫面、輸入數(shù)據(jù)、人控操作、診斷與維護(hù)）。7、打印功能。8、數(shù)據(jù)處理與記錄。9、諧波分析與監(jiān)視。二、微機(jī)保護(hù)功能微機(jī)保護(hù)功能是變電站綜合自動化系統(tǒng)最基本、最重要的功能。高壓輸電線主保護(hù)、后備保護(hù)主變壓器主保護(hù)、后備保護(hù)母線保護(hù)配電線路保護(hù)無功補(bǔ)償電容器組保護(hù)小電流接地系統(tǒng)單相接地選線三、其他安全自動裝置控制功能1、電壓、

5、無功綜合控制（有載調(diào)壓變分接頭調(diào)整，無功補(bǔ)償裝置）。2、低頻減載控制。3、備用電源自動投入控制（明備用，暗備用）。4、時鐘對時功能5、各種裝置的自診斷功能四、通信功能1、現(xiàn)場級通信：系統(tǒng)部的現(xiàn)場級通信。解決監(jiān)控主機(jī)與各子系統(tǒng)與各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信、信息交換問題。2、與上級調(diào)度通信：綜合自動化系統(tǒng)兼有RTU（遠(yuǎn)程終端單元）全部功能，可將采集的模擬量、開關(guān)量等信息與事件記錄等上傳至調(diào)度中心，同時接受調(diào)度中心下達(dá)的各種操作、控制、定值修改等命令。（國際電工委員會IEC建議允許的遠(yuǎn)動傳輸最大允許時延：命令信息0.12s，狀態(tài)變化與事件信息15s，正常遙測遙信15s，存儲數(shù)據(jù)15min。我國一般規(guī)定：

6、變位信息與廠站端工作狀態(tài)變化信息1s，電能等存儲信息幾分鐘到幾十分鐘）§1-4 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展與結(jié)構(gòu)形式一、變電站綜自系統(tǒng)發(fā)展的基本趨勢1、集中控制結(jié)構(gòu)分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2、功能分割、集中組屏式功能綜合、分散安裝式（功能分割指：保護(hù)、測量監(jiān)控、控制調(diào)節(jié)等功能各自硬件獨(dú)立；功能綜合指：測量監(jiān)控、保護(hù)、自動裝置等硬件一體化：LCU。集中組屏：在中控室或保護(hù)室或控制小間集中組屏；分散安裝：按電氣一次設(shè)備間隔（單元）分散安裝）二、具體的發(fā)展與結(jié)構(gòu)形式1、集中控制結(jié)構(gòu)(1) 集中控制結(jié)構(gòu)之一（早期具有RTU的結(jié)構(gòu)）(2) 集中控制結(jié)構(gòu)之二2、分層分布式控制結(jié)構(gòu)（流行趨勢）間隔層按變

7、電站電氣設(shè)備間隔進(jìn)行設(shè)計(jì)，將一個電氣間隔（如某斷路器間隔或斷路器屏柜）的數(shù)據(jù)采集、保護(hù)、測控等功能由一個或多個分散安裝在電氣間隔附近（或直接分散安裝在電氣一次屏柜上，或在中控室集中組屏，或部分集中組屏、部分分散安裝）的智能化測控單元IED（Intelligent electronic device）或稱就地控制單元LCU（即下位機(jī)）完成，各LCU由現(xiàn)場總線相連，并由連接在現(xiàn)場總線上的通信管理機(jī)連接到站控層，站控層由網(wǎng)絡(luò)總線連接各工作站（上位機(jī)）并由調(diào)度通訊站負(fù)責(zé)與上級調(diào)度中心（主站）通信。§1-5目前變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩大類：智能化的

8、一次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個層次：“過程層（設(shè)備層）”、“間隔層”、“站控層”。各層次部與層次之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。1、過程層（設(shè)備層）過程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面。主要功能分三類：電力運(yùn)行的實(shí)時電氣量檢測。運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)在線檢測與統(tǒng)計(jì)。操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動（執(zhí)行與驅(qū)動包括變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制，電容、電抗器投切控制，斷路器、刀閘合分控制，直流電源充放電控制等）。2、間隔層間隔層設(shè)備的主要功能是：匯總本間隔過程層實(shí)時數(shù)據(jù)信息。實(shí)施對一次設(shè)備保護(hù)控制功能。實(shí)施本間隔操作閉鎖功能。實(shí)施操作同期與其他控制功能。對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算與控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的控制。承上啟下

9、（上、下層之間）的高速雙口全雙工工作方式的通信功能。3、站控層站控層的主要任務(wù)是：通過兩級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時數(shù)據(jù)庫，按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫。按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心。接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行。具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能。具有(或備有)站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報警，甚至圖像，聲音等多媒體功能。具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能。具有(或備有)變電站故障自動分析和操作培訓(xùn)功能。§1-6目前變電站綜合自動化系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)選型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的命脈

10、，它的可靠性與信息傳輸?shù)目焖傩詻Q定了系統(tǒng)的可用性。其中網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性是最基本的條件，網(wǎng)絡(luò)通信速度的提高和合適的通信協(xié)議的制定是關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)所選用的一般方式有：RS485接口（有主站、從站之分，主站存在瓶頸現(xiàn)象；無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）局部操作網(wǎng)Lonworks(Local operating system)控制局域網(wǎng)CAN(Controller Area Network)現(xiàn)場總線基金會網(wǎng)FF(Fields Foundations)局域網(wǎng)LAN：以太網(wǎng)(ethernet)等目前以太網(wǎng)異軍突起，已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域，有進(jìn)入間隔層而取代現(xiàn)場總線的趨勢。基于TCP/IP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議），速

11、率達(dá)到100MHz的嵌入式以太網(wǎng)控制與接口芯片已大量出現(xiàn)，數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的兩級網(wǎng)絡(luò)全部采用100MHz以太網(wǎng)技術(shù)已是流行趨勢。（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的開放系統(tǒng)互連OSI七層模型協(xié)議：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層）§1-7 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的新技術(shù)1、智能化的一次設(shè)備（一次設(shè)備的智能檢測與控制與設(shè)備的一體化）2、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備3、分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（尤其是以太網(wǎng)的應(yīng)用）4、自動化的運(yùn)行管理系統(tǒng)5、數(shù)字式視頻圖象與音頻監(jiān)視技術(shù)6、狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)7、光纖通訊技術(shù)的應(yīng)用8、光電互感器的應(yīng)用OCToptical current tr

12、ansducer、OVToptical voltage transducer）9、電能質(zhì)量在線檢測技術(shù)10、新硬件技術(shù)的應(yīng)用（如32位微處理芯片、數(shù)據(jù)采集芯片DSP、高速高精度的A/D、FLASH閃存等）11、軟件新算法應(yīng)用（如小波算法用于微機(jī)保護(hù)、故障定位、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷、諧波檢測；模糊數(shù)學(xué)用于同期裝置的均頻控制、機(jī)組振動與故障診斷；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于解決非線性復(fù)雜系統(tǒng)的控制等）§1-8 數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展中的主要問題1、研究開發(fā)過程中專業(yè)協(xié)作需要加強(qiáng)，比如智能化電器的研究至少存在機(jī)、電、光三個專業(yè)協(xié)同攻關(guān)。2、材料器件方面的缺陷與改進(jìn)。3、試驗(yàn)設(shè)備、測試方法、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，

13、特別是EMC(電磁兼容)控制與試驗(yàn)還是薄弱環(huán)節(jié)。§1-9 變電站綜合自動化系統(tǒng)采集的主要信息一、模擬量信息1、聯(lián)絡(luò)線有功功率、無功功率、有功電能2、線路與旁路的有功功率、無功功率、電流3、不同電壓等級母線各段的線電壓、相電壓4、三繞組變?nèi)齻?cè)或高壓、中壓側(cè)以與兩繞組變兩側(cè)或高壓側(cè)的有功功率、無功功率、電流5、直流母線電壓6、所用變低壓側(cè)電壓7、母聯(lián)電流、分段電流、分支斷路器電流8、出線的有功功率或電流9、并聯(lián)補(bǔ)償裝置電流10、變壓器上層油溫等二、開關(guān)量信息1、變電站事故總信號2、線路、母聯(lián)、旁路和分段斷路器位置信號3、變壓器中性點(diǎn)接地隔離開關(guān)位置信號4、線路與旁聯(lián)重合閘動作信號5、變壓

14、器的斷路器位置信號6、線路與旁聯(lián)保護(hù)動作信號7、樞紐母線保護(hù)動作信號8、重要隔離開關(guān)位置信號9、變壓器部故障綜合信號10、斷路器失靈保護(hù)動作信號11、有關(guān)過壓、過負(fù)荷越限信號12、有載調(diào)壓變壓器分接頭位置信號13、變壓器保護(hù)動作總信號14、斷路器事故跳閘總信號15、直流系統(tǒng)接地信號16、控制方式由遙控轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)乜刂菩盘?7、斷路器閉鎖信號等三、設(shè)備異常和故障預(yù)告信息1、有關(guān)控制回路斷線信號2、有關(guān)操動機(jī)構(gòu)故障總信號3、變壓器油溫過高、繞組溫度過高總信號4、輕瓦斯動作信號5、變壓器或調(diào)壓裝置油溫過低總信號6、繼電保護(hù)系統(tǒng)故障總信號7、距離保護(hù)閉鎖信號8、高頻保護(hù)閉鎖信號9、消防報警信號10、大門打

15、開信號11、站UPS交流電源消失信號12、通信線路故障信號§2 變電站的自動控制與調(diào)節(jié)裝置（功能）§2-1 低頻減載控制一、概述突然退出電源容量或突增負(fù)荷容量有功缺額系統(tǒng)頻率f措施（規(guī)程規(guī)定允許頻率偏差為±0.2Hz,偏差超限，則需采取措施）：*各發(fā)電廠機(jī)組調(diào)速器按調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)增大出力（一次調(diào)頻）*系統(tǒng)中所設(shè)置的調(diào)頻電廠的調(diào)頻器按有差方式、無差方式或積差方式等上移機(jī)組調(diào)節(jié)特性曲線增大出力，投入系統(tǒng)熱備用容量（二次調(diào)頻）。*若系統(tǒng)熱備用容量全部投入后仍不能使頻率穩(wěn)定在允許圍，則分級切除系統(tǒng)中非重要負(fù)荷，恢復(fù)頻率。二、負(fù)荷頻率特性1、靜態(tài)特性系統(tǒng)有功缺額PSf負(fù)荷實(shí)際

16、吸收的有功PL負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)：KL=PL/f2、動態(tài)特性系統(tǒng)有功缺額PS頻率逐漸下降（按指數(shù)規(guī)律下降），最后穩(wěn)定在一個較低的頻率水平。若在t1時刻(即f<f1時)開始減負(fù)載：當(dāng)減負(fù)載量PL=PS時，曲線b，f由f1升到額定值fn當(dāng)減負(fù)載量PL<PS時，曲線c、d，f回升，但達(dá)不到額定值fn三、減載負(fù)荷量的確定減載后一般不需要f恢復(fù)到fn，允許存在f設(shè)：總的最大有功缺額為：PS.max 所需減載量為：PL.max則：PS.maxPL.max = KL f 即：PL.max =PS.maxKL f四、分級減載按負(fù)荷重要程度分級減載。第一級啟動頻率：f1=4848.5Hz末級啟動頻率：fm

17、=4646.5Hz例如（各級頻差f取0.5Hz，各級動作延時的時差t取0.5s）：第一級：啟動頻率f1=48.5Hz，動作延時t1=0.5s第二級：啟動頻率f2= f1f=48Hz，動作延時t2= t1+t=1s第三級：啟動頻率f3= f2f=47.5Hz，動作延時t3= t2+t=1.5s第四級：啟動頻率f4= f3f=47Hz，動作延時t4= t3+t=2s第五級（末級）：啟動頻率f5= f4f=46.5Hz，動作延時t5= t4+t=2.5s特殊級：啟動頻率f=47.548.5，動作延時t=1525s五、閉鎖功能1、閉鎖的作用：防止本母線上其他線路短路等原因造成的頻率降低導(dǎo)致本線路低周減

18、載誤動；防止本母線進(jìn)線電源瞬時消失（例如進(jìn)線的重合閘過程中），由于電動機(jī)的反饋?zhàn)饔茫灸妇€電壓不會立即消失，導(dǎo)致本線路低周減載誤動；防止本線路輕載時本線路低周減載誤動（輕載時，切除該支路對頻率恢復(fù)無意義）2、常用三種閉鎖：滑差過大閉鎖低電壓閉鎖低電流閉鎖§2-2電壓與無功控制系統(tǒng)感性無功缺額系統(tǒng)電壓U一、變壓器分接頭調(diào)壓可改善本局部區(qū)域的電壓質(zhì)量，但不能解決整個系統(tǒng)無功缺額問題。（相當(dāng)于搶別人的無功，其他區(qū)域的無功缺額更大，導(dǎo)致其他區(qū)域的電壓下降更嚴(yán)重）分有載調(diào)壓（具有防開路的切換裝置）和無載調(diào)壓為使分接頭上電流較小、對地電壓較低、安裝方便，分接頭一般設(shè)在變壓器電壓等級較高側(cè)、靠近中

19、性點(diǎn)端、外側(cè)套筒繞組上。有載調(diào)壓調(diào)壓原理圖：K1,K2：用于調(diào)節(jié)的可動分接頭；KM1,KM2：為防止可動分接頭在調(diào)壓過程中產(chǎn)生的電弧使變壓器絕緣油劣化，在單獨(dú)油箱中設(shè)置切換電流的2個接觸器（例如分接頭要由位置2換到位置1時，先將KM1斷開，再將K1調(diào)到位置1，再合上KM1，再將KM2斷開，再將K2調(diào)到位置1，再合上KM2）LC：用于限制調(diào)整分接頭過程中切換裝置中的環(huán)流。變壓器分接頭調(diào)壓適用于系統(tǒng)無功不缺，而由于線路較長、壓降較大導(dǎo)致本區(qū)域電壓較低的情況。三種調(diào)整方式：*遙控升壓（減少高壓繞組匝數(shù)）*遙控降壓（增加高壓繞組匝數(shù)）*遙控急停（分接頭調(diào)整出現(xiàn)滑檔時，立即停止滑檔）二、并聯(lián)電容器并聯(lián)電

20、容器可發(fā)出感性無功，改善局部區(qū)域無功缺額，減少線路無功傳輸，有利于節(jié)點(diǎn)電壓的提高與穩(wěn)定。并聯(lián)電容器一般安裝在變壓器低壓側(cè)或線路末端，可按負(fù)荷變化分組投切。由于補(bǔ)償容量Qc=U2/Xc，當(dāng)電壓下降時，補(bǔ)償?shù)臒o功反而減少，因此調(diào)壓能力較差。并聯(lián)電容器費(fèi)用低、安裝簡單、調(diào)控方便，廣泛用于配電系統(tǒng)以提高負(fù)荷側(cè)功率因數(shù)，減少負(fù)荷端電壓波動、減少線損。三、靜止無功補(bǔ)償器并聯(lián)電容僅僅是補(bǔ)償感性無功，若系統(tǒng)中感性無功富余，可通過并聯(lián)電抗器吸收感性無功。靜補(bǔ)（SVC）：將電容器和電抗器結(jié)合起來，并對其容量加以控制，以調(diào)整系統(tǒng)中的無功。組成：電容器、電抗器、控制部分。常用靜補(bǔ)器件：* 固定電容器（FC）、自飽和電

21、抗器（SR）、直流勵磁飽和電抗器（DCMSR）。* 晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管控制電容器（TSC）。常用靜補(bǔ)方式：FC+SR型；FC+TCR型；TCR+TSC型四、變壓器調(diào)壓與電容器投切聯(lián)合控制（九區(qū)圖）U+、U：本節(jié)點(diǎn)的電壓上、下限Q+、Q：系統(tǒng)送入本節(jié)點(diǎn)的無功上、下限0區(qū)：不越限，不調(diào)整1區(qū)：電壓越上限，調(diào)分接頭降壓5區(qū)：電壓越下限，調(diào)分接頭升壓3區(qū)：送入無功越上限，投電容器7區(qū)：送入無功越下限，切電容器2區(qū)：電壓、無功皆越上限，應(yīng)先降壓進(jìn)3區(qū)再投電容到0區(qū)（若先投電容，將使電壓進(jìn)一步升高）4區(qū)：電壓越下限、無功越上限，應(yīng)先投電容進(jìn)5區(qū)再升壓到0區(qū)6區(qū)：電壓、無功皆越下限，應(yīng)先升壓

22、進(jìn)7區(qū)再切電容到0區(qū)8區(qū)：電壓越上限、無功越下限，應(yīng)先切電容進(jìn)1區(qū)再降壓到0區(qū)（2，4，6，8調(diào)整皆需從兩方面調(diào)，調(diào)整的先后順序按“順時針”策略）§2-3斷路器的控制回路1SA：遙控轉(zhuǎn)就地開關(guān)（就地位置：1-2接通；遙控位置：5-6接通）2SA：就地控制開關(guān)（合閘位置：3-4接通；分閘位置：1-2接通）TS1：LCU的出口接點(diǎn)，用于遙控合閘TS2：LCU的出口接點(diǎn)，用于遙控分閘TS3：LCU的出口接點(diǎn)，用于保護(hù)分閘TS4：LCU的出口接點(diǎn)，用于自動重合閘TBJ：防跳躍繼電器HWJ：合閘位置繼電器TWJ：分閘位置繼電器HC：合閘接觸器TQ：分閘線圈* 防跳躍繼電器TBJ作用：若手動合閘

23、于永久故障上，保護(hù)動作，出口接點(diǎn)TS3閉合假設(shè)2SA的,接點(diǎn)未返回，TBJ的電壓線圈由TBJ1自保持，TBJ2保持在斷開位置，斷開合閘回路，防止了“跳躍”。TBJ3閉合，防止保護(hù)出口接點(diǎn)TS3先于QF常開輔助接點(diǎn)斷開造成TS3接點(diǎn)燒毀（切斷容量過大）。§2-4備用電源自投一、概述1、需裝設(shè)AAT的情況：發(fā)電廠的廠用電、變電所的所用電由雙電源供電的變電所，其中一個電源經(jīng)常斷開為備用降壓變電所裝有備用變或互為備用的母線段電力生產(chǎn)過程中某些重要的備用機(jī)組，如給水泵、循環(huán)泵等2、備用方式明備用：正常情況下有明顯斷開的專用備用電源、備用設(shè)備或備用線暗備用：正常情況下無明顯斷開的專用備用電源或設(shè)

24、備，由運(yùn)行中的設(shè)備互為備用。3、對AAT的基本要求只有當(dāng)工作電源確保斷開后，備用電源才能投入（防止投入到故障元件上）工作母線無論何原因失壓時，AAT皆應(yīng)動作AAT只允許動作一次（不能反復(fù)投）AAT應(yīng)能同時滿足幾個工作電源的備用要求AAT投入應(yīng)滿足切換方式的要求?？刹捎脵z定同步的快速切換（母線失壓時間在0.3s以，此時母線上尚有較大殘壓）；也可采用母線殘壓閉鎖的慢速切換（母線失壓時間在11.5s以，要等殘壓消失時才切換）與長延時切換方式。備用電源無壓時，AAT不應(yīng)動作（退出）應(yīng)校驗(yàn)備用電源和設(shè)備的過負(fù)荷情況與電動機(jī)自啟動情況（過負(fù)荷或電動機(jī)不能自啟動時，應(yīng)自動減部分非重要負(fù)荷）AAT投于故障應(yīng)加

25、速保護(hù)動作二、備自投裝置ATT構(gòu)成與實(shí)現(xiàn)1、典型的四種備自投方式方式1（T2作T1的暗備用）：T1、T2分列運(yùn)行。I母失電后5QF自動投入。方式2（T1作T2的暗備用）：T1、T2分列運(yùn)行。II母失電后5QF自動投入。方式3（T2明備用）：2QF合、5QF合、4QF分。母線失電后，4QF自動投入。方式4（T1明備用）：4QF合、5QF合、2QF分。母線失電后，2QF自動投入。2、方式1備自投邏輯構(gòu)成（方式2與方式1類似） 2QF的跳閘（確保工作電源退出）：當(dāng)工作母線I失壓且其進(jìn)線支路無流（例如電力系統(tǒng)故障導(dǎo)致工作母線失壓），而備用母線II有壓時，經(jīng)延時top跳開2QF，切斷工作電源。另外T1故

26、障，T1保護(hù)動作后跳開2QF，切斷工作電源。備自投的充電正常運(yùn)行時，2QF合閘狀態(tài)、4QF合閘狀態(tài)、5QF分閘狀態(tài)，且兩條母線皆有壓，經(jīng)Y4、Y5使充電元件“充電”，經(jīng)tCD（15秒左右）充滿（輸出高電平），為Y10動作作好準(zhǔn)備。備自投的動作2QF在跳位且母線I進(jìn)線無流（即確認(rèn)工作電源已退出），而備用母線II有壓，經(jīng)Y9啟動備自投，在Y10作好準(zhǔn)備（“充電”完畢）的前提下合5QF。另外：*備自投動作后，啟動5QF保護(hù)的后加速功能，一旦投到故障母線上則加速跳開5QF；若投入成功，則退出后加速功能。但5QF上一般仍配有兩段式過流保護(hù)。*備自投動作后，短時投入聯(lián)切負(fù)荷功能（一般投入100s左右），若

27、出現(xiàn)過負(fù)荷，則聯(lián)切預(yù)定的非重要負(fù)荷支路。備自投的閉鎖（放電）* 若兩條母線同時無壓則放電閉鎖（即工作電源失壓時備用電源也無壓，則禁止備自投）。* 5QF在合位（即備自投已動作）則放電閉鎖（確保備自投只投一次）。* 有其他對方式1備自投進(jìn)行閉鎖的外部閉鎖信號時則放電閉鎖（例如：手動斷開工作電源時即手動跳2QF時；5QF合閘回路未準(zhǔn)備好時；等等）3、方式3備自投邏輯構(gòu)成（方式4與方式3類似）4、參數(shù)整定低電壓元件動作值（無壓判別）原則：應(yīng)低于工作母線出線短路故障切除后電動機(jī)自啟動時的最低母線電壓；且工作母線上電抗器或變壓器后發(fā)生短路故障時，低電壓元件不應(yīng)動作。低電壓元件動作值一般取額定電壓的25%

28、。過電壓元件動作值（有壓判別）備用母線（暗備用）上的出線故障被出線斷路器斷開后，母線上電動機(jī)自啟動時母線上出現(xiàn)的最低電壓Umin應(yīng)使過電壓元件動作。 過電壓元件動作值一般不低于70%的額定電壓。工作母線受電側(cè)斷路器跳閘的動作延時top系統(tǒng)發(fā)生會使備自投中的低電壓元件動作的短路故障時，由于切除短路的保護(hù)的動作可能存在延時，為確保此時備自投不會誤動作，備自投中跳閘的動作延時top應(yīng)躲過系統(tǒng)中切除該短路的保護(hù)的最大延時。低電流元件動作值（進(jìn)線無流判別） 動作值取二次額定電流的8%。§2-5線路的自動重合閘一、概述1、故障性質(zhì)（按存在的時間分）瞬時性故障：供電電源斷開后，故障自行消失，重新供

29、電后可恢復(fù)正常。永久性故障：供電電源斷開后，故障仍然存在，重新供電后保護(hù)會再次跳閘。2、重合閘主要作用與不利影響(1) 作用對于瞬時性故障（占線路故障的80%以上），保護(hù)跳閘后，利用重合閘重合，可提高供電可靠性，減少線路停電次數(shù)（對單側(cè)電源供電線路尤為顯著）；并可提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性（由于解列時間很短，兩側(cè)系統(tǒng)功角尚未擺開便重新并列恢復(fù)運(yùn)行）?？杉m正繼保誤動、斷路器本身機(jī)構(gòu)不良以與誤碰引起的誤跳閘（斷路器偷跳）。(2) 不利影響若重合于永久性故障，電力設(shè)備將再次受到故障沖擊，且容易造成系統(tǒng)振蕩，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。使斷路器工作條件惡化。3、重合閘分類(1) 按動作次數(shù)分：一次重合閘（普遍采用）

30、；二次重合閘（很少采用）(2) 按重合相分：三相重合閘：各種故障時保護(hù)跳開三相，然后進(jìn)行三相重合，若為永久性故障保護(hù)再跳三相。單相重合閘：單相故障時，保護(hù)只跳開故障相，然后進(jìn)行單相重合，若為永久性故障保護(hù)再跳三相（不允許長期非全相運(yùn)行時）；相間故障時，保護(hù)跳開三相并不進(jìn)行重合。綜合重合閘：相間故障時：采用三相重合閘（保護(hù)跳三相，重合閘重合三相）單相故障時：采用單相重合閘（保護(hù)跳單相，重合閘重合單相）4、重合閘啟動方式(1) 位置不對應(yīng)啟動（控制開關(guān)與斷路器實(shí)際位置不對應(yīng)）：控制開關(guān)在合后位置，而斷路器實(shí)際在跳閘位置（跳閘位置繼電器TWJ反映）。(2) 保護(hù)啟動（不能糾正斷路器偷跳）：利用保護(hù)跳

31、閘出口來啟動重合閘。5、重合閘配置的基本原則1kV與以上架空線路與電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，如用電設(shè)備允許且無備用電源自動投入時，應(yīng)裝設(shè)重合閘。旁路斷路器和兼作旁路的母聯(lián)斷路器或分段斷路器，應(yīng)裝設(shè)重合閘。低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)重合閘。必要時，母線故障也可采用重合閘。（電纜線路故障幾率小，且故障往往是電纜絕緣遭到永久性破壞，故電纜線路一般不設(shè)重合閘）二、雙側(cè)電源線路重合閘的同期問題1、檢無壓與檢同期重合閘雙側(cè)電源線路上，一側(cè)設(shè)為檢無壓重合方式（檢無壓元件V<），另一側(cè)設(shè)為檢同期重合方式（檢同期元件V-V）。*檢無壓側(cè)的檢同期元件也同時投入：在該側(cè)由于QF偷跳或保

32、護(hù)誤動僅跳開了該側(cè)QF時，由該側(cè)的檢同期元件進(jìn)行檢同期重合。*由于檢無壓重合側(cè)在線路永久性故障時其QF要連續(xù)2次切斷短路電流，工作條件惡劣，為平衡兩側(cè)QF工作條件，一般兩側(cè)的檢無壓與檢同期重合方式應(yīng)定期倒換（兩側(cè)都裝有檢無壓和檢同期元件，只是檢無壓方式側(cè)的檢無壓元件投入，而檢同期方式側(cè)的檢無壓元件不投入）。*對于發(fā)電廠送出線路，電廠側(cè)一般不采用檢無壓方式，以避免重合于永久性故障時發(fā)電機(jī)在短時間遭受兩次沖擊（保護(hù)發(fā)電機(jī)大軸安全）2、快速重合閘當(dāng)線路兩側(cè)采用全線速動的快速保護(hù)且采用快速Q(mào)F時，若線路故障，保護(hù)快速斷開QF后，重合閘不檢同期地快速重合。由于從斷開到重合的時間很短（0.50.6秒），兩

33、側(cè)電源電勢之間的夾角擺開不大，重合時的沖擊不大，且系統(tǒng)會很快拉入同步。3、非同期重合閘在滿足以下條件且認(rèn)為有必要時，才采用非同期重合閘：(1)兩側(cè)電源電勢之間的夾角擺開最大時重合造成的沖擊電流I=不超過允許值。（E：兩側(cè)電勢的有效值，Z：兩側(cè)電勢之間的總阻抗，：取180°）(2)非同期重合產(chǎn)生的振蕩過程中對重要負(fù)荷的影響小。(3)重合后系統(tǒng)可較快地恢復(fù)同步運(yùn)行。(4)在非同步運(yùn)行過程中對可能誤動的保護(hù)已采取了相應(yīng)措施。4、檢平行線路電流重合閘對于平行雙回線，檢查另一回線有電流（說明兩側(cè)電源仍然是同步的）而重合。5、自動解列重合閘如圖所示，小電源容量與地區(qū)重要負(fù)荷基本平衡，正常時由大系

34、統(tǒng)向小電源側(cè)輸送功率。3QF作為解列點(diǎn)。當(dāng)聯(lián)絡(luò)線故障時，保護(hù)動作使1QF、3QF跳閘（2QF不跳閘），大系統(tǒng)側(cè)的1QF采用檢無壓方式重合，若重合成功，3QF再采用人工同步并列。整個過程中小電源側(cè)的重要負(fù)荷的供電不會中斷；非重要負(fù)荷短時中斷（對瞬時性故障，重合成功）或長期中斷（對永久性故障，重合不成功）。三、重合閘與保護(hù)的配合1、前加速（重合閘動作前加速保護(hù)）線路L1、L2、L3上分別配置動作時限按階梯原則配合的定時限過流保護(hù)，在靠電源的變壓器出口線路L1上配置重合閘并設(shè)置重合閘前加速保護(hù)（其保護(hù)圍一般包含末級線路L3，但不宜延伸太長，一般不超出后接變壓器T2的另一側(cè)母線）。當(dāng)任一級線路上發(fā)生故

35、障時，首先由最靠近電源的變壓器出口線路L1的前加速保護(hù)無選擇性瞬時跳閘（同時前加速功能退出），重合閘重合后，若故障仍存在（即永久性故障），各級保護(hù)再按選擇性由故障線路的保護(hù)按相應(yīng)的動作時限跳閘。前加速特點(diǎn)：(1)能快速切除線路上的瞬時性故障，迅速恢復(fù)正常供電。(2)在整個前加速保護(hù)圍只裝設(shè)一套自動重合閘（裝在靠近電源的出口線路上）。(3)靠電源的出口線路上重合閘拒絕動作（或其斷路器拒絕合閘）時，將擴(kuò)大停電圍。(4)裝設(shè)重合閘的靠電源的出口線路上的斷路器工作條件惡劣（跳、合閘次數(shù)多）。(5)適合于35kV與以下由發(fā)電廠或主要變電站引出的直配線路上（由于保護(hù)第一次動作為非選擇性動作，有可能擴(kuò)大停電圍。而對于110kV與以上線路不允許這種非選擇性動作）。2、后加速（重合閘動作后加速保護(hù)）線路上發(fā)生故障時，保護(hù)第一次動作按相應(yīng)動作時限有選擇性地動作于跳閘，相應(yīng)保護(hù)處的重合閘重合后，若故障仍存在（即永久性故障），相應(yīng)保護(hù)