備自投基本原理及應(yīng)用

1、備自投裝置的基本原理及應(yīng)用 備用電源自動投入裝置,是當(dāng)工作電源因故障跳閘后，自動迅速地將備用電源投入的一備用電源投入的一種自動裝置種自動裝置(簡稱備自投裝置備自投裝置)。它可以提高供電可靠性、簡化繼電保護(hù)配置、限制短路電流并提高母線殘壓。 備自投裝置是電力部門為保證用戶連續(xù)可靠供電的重要手段。1 1、工作電源、工作電源: : 用于正常運(yùn)行時給負(fù)荷或母線供電的獨(dú)立電源。2 2、備用電源、備用電源: : 投入后給失電的負(fù)荷或母線恢復(fù)供電的獨(dú)立電源。3 3、備用電源自動投入裝置、備用電源自動投入裝置: : 用于備用變壓器、備用線路和發(fā)電廠、變電所的廠（站）用備用電源自動投入的裝置，簡稱備自投。進(jìn)線備

2、自投方式進(jìn)線備自投方式 母線上的兩條電源進(jìn)線正常時一條工作、一條備用，當(dāng)工作線路因故障跳閘造成母線失去電壓時，備自投動作將備用線路自動投入。母聯(lián)（分段）備自投母聯(lián)（分段）備自投方式方式 兩段母線正常時均投入，分段斷路器斷開，兩段母線互為備用，當(dāng)一段母線因電源進(jìn)線故障造成母線失去電壓時，備自投動作將分段斷路器自動投入。變壓器備自投方式變壓器備自投方式 兩臺變壓器一臺工作、一臺備用，當(dāng)工作變壓器故障，母線失去電壓時，備自投動作將備用變壓器自動投入。 備自投常用的方式：備自投常用的方式： 進(jìn)線備自投方式進(jìn)線備自投方式 母聯(lián)（分段）備自投方式母聯(lián)（分段）備自投方式 變壓器備自投方式變壓器備自投方式 變

3、電站一次接線方式較多，但備自投原理比較簡單，不管多復(fù)雜的備自投方式，都是下面介紹的兩種備自投方式的組合： 、變壓器備自投方式及低壓分段開關(guān)自投方式 、進(jìn)線備自投方式及高壓分段開關(guān)備自投方式圖A.1 兩條電源進(jìn)線、 兩段母線、兩臺主變 圖A.2 一條電源進(jìn)線、兩段母線、兩臺主變“ “充電充電” ”條件：條件： a ) 10KV 母、母均有電壓; b) 4DL開關(guān) 合位， 5DL 開關(guān)分位， 6DL 合位； c) 備投控制字投入； d) 備投壓板投入。 “ “放電放電” ”條件：條件： a) 備投保護(hù)動作出口； b) 有外部閉鎖信號備自投啟動條件備自投啟動條件 10KVI、II母線無電壓，1#主變

4、低壓側(cè)無電流，110kv II母線有電壓。備自投動作過程備自投動作過程 1#主變故障主保護(hù)動作使其高、低壓側(cè)開關(guān)跳閘或高、低壓側(cè)開關(guān)誤跳 10KVI、II母線失壓且1#主變低壓側(cè)無電流 備自投啟動 延時后追跳1#主變低壓側(cè)4DL開關(guān) 檢查1#主變低壓側(cè)斷路器4DL已斷開，且且 110kv II 110kv II母線有電壓母線有電壓 經(jīng)延時先合上2#主變高壓側(cè)2DL開關(guān)，再經(jīng)延時合上2#主變低壓側(cè)5DL開關(guān)。圖1. 兩條電源進(jìn)線、 兩段母線、兩臺主變 運(yùn)行條件運(yùn)行條件 10kV母聯(lián)6DL合上，1#主變兩側(cè)斷路器(1DL,4DL) 合上，2#變壓器兩側(cè)斷路器(2DL,5DL)斷開，1#主變帶兩段低

5、壓母線運(yùn)行，2#主變備自投（要注意備用變壓器中性點(diǎn)刀閘的位置）。“ “充電充電” ”條件：條件： a）母、母均有壓； b）5DL、6DL 合位，7DL 分位； c) 備自投控制字投入； d) 備投壓板投入。 “ “放電放電” ”條件：條件： a）7DL 合位 b b）I1+I2II1+I2I c) 備投保護(hù)動作出口；d) 有外部閉鎖信號。備自投啟動條件備自投啟動條件 10KVII母線無電壓，2#主變低壓側(cè)無電流，10kv I母線有電壓。備自投動作過程備自投動作過程 2#主變故障主保護(hù)動作使其高、低壓側(cè)開關(guān)跳閘或高、低壓側(cè)開關(guān)誤跳 10KVII母線失壓且2#主變低壓側(cè)無電流 備自投啟動 延時后追

6、跳2#主變低壓側(cè)6DL開關(guān) 檢查2#主變低壓側(cè)斷路器6DL已斷開，且10kv I母線有電壓 經(jīng)延時合上低壓母線分段斷路器7DL 。圖2、 一條電源進(jìn)線、兩段母線、兩臺主變運(yùn)行條件運(yùn)行條件 兩臺主變投入運(yùn)行各帶一段低壓母線，低壓母線分段斷路器7DL斷開，兩臺主變壓器互為備用，低壓母線分段斷路器7DL備自投。圖3、 兩條電源進(jìn)線，兩段110kV母線，兩臺主變圖4、 兩條電源進(jìn)線，兩段110kV母線，兩臺主變“ “充電充電” ”條件條件 a）110KV 母、母均有電壓； b）1DL合位，2DL 分位，5DL 合位； c) 備自投控制字投入； d) 備投壓板投入。 “ “放電放電” ”條件條件 a）備

7、投保護(hù)動作出口； b）有外部閉鎖信號。備自投啟動條件備自投啟動條件 110kV母線無電壓，進(jìn)線一無電流，進(jìn)線二有電壓。備自投動作過程備自投動作過程 當(dāng)電源進(jìn)線一線路故障使1DL跳閘或誤跳 110kV母線失壓且進(jìn)線一無電流 進(jìn)線備自投啟動 延時后追跳1DL 檢查1DL斷路器已斷開，且進(jìn)線二有電壓 延時后合上2DL。 圖3、 兩條電源進(jìn)線，兩段110kV母線，兩臺主變運(yùn)行條件運(yùn)行條件 電源進(jìn)線一運(yùn)行，帶兩段110kV母線，電源進(jìn)線二熱備用，兩臺主變運(yùn)行或一運(yùn)行一備用?！?“充電充電” ”條件：條件： a）110KV 母、母均有壓； b）1DL、2DL 合位，5DL 分位； c) 備自投控制字投入；

8、 d) 備投壓板投入。 “ “放電放電” ”條件：條件： a）5DL 合位 b) 備投保護(hù)動作出口；c) 有外部閉鎖信號。備自投啟動條件備自投啟動條件 110KVII母無電壓，故障線路2DL無電流，110kVI母有電壓（或檢備用電源進(jìn)線有電流）備自投動作過程備自投動作過程 電源線路故障使2DL斷路器跳閘或誤跳110kVII母失壓且故障線路無電流 110kV側(cè)分段備自投啟動 延時后追跳故障側(cè)斷路器2DL 檢查2DL斷路器已斷開且110kV I110kV I母有電壓母有電壓 延時后合上分段斷路器5DL。 圖4、 兩條電源進(jìn)線，兩段110kV母線， 兩臺主變運(yùn)行運(yùn)行條件運(yùn)行條件 電源進(jìn)線一和電源進(jìn)線

9、二皆運(yùn)行，分別帶兩段110kV母線，110kV分段斷路器熱備用，兩臺主變運(yùn)行或一運(yùn)行一備用。 110kV110kV內(nèi)橋接線方式內(nèi)橋接線方式 此接線方式一般考慮配置兩套備自投裝置，一套為進(jìn)線/高壓分段備自投裝置、另一套為低壓分段備自投裝置。 圖5、 110kV內(nèi)橋接線 備自投動作邏輯中設(shè)有閉鎖條件、啟動條件、檢查條件。當(dāng)啟動條件全部滿足，閉鎖條件不滿足時，動作出口，檢查條件用于檢測動作成功與否。 另外為了防止裝置誤動，在動作判別中設(shè)計(jì)有充電條件,只有充滿電后才開放出口邏輯。1）滿足充電條件；2）工作母線失壓（非PT斷線造成）；3）檢查有無其他外部條件閉鎖備自投；4）跳開與原工作電源相連接的斷路器

10、，以免備用 電源合閘于故障；5）檢查備用電源是否合格，如滿足要求則合上工 作母線與備用電源相連的斷路器；6）備自投只動作一次。1、備用側(cè)的電壓應(yīng)處于正常運(yùn)行范圍，備用設(shè)備應(yīng)處于正常的準(zhǔn)備狀態(tài)下，備自投裝置方可動作。2、工作電源側(cè)的電壓應(yīng)低于預(yù)定數(shù)值，并且持續(xù)時間大于預(yù)定時間，方可動作。3、備自投裝置只允許備投一次，動作投于永久性故障的設(shè)備上時應(yīng)加速跳閘，閉鎖備自投裝置。4、邏輯回路應(yīng)有PT斷線閉鎖功能, 手動跳閘閉鎖及保護(hù)閉鎖功能。5、備自投裝置動作后先追跳工作電源斷路器，確認(rèn)工作電源斷路器斷開后，備自投裝置才能投入備用電源開關(guān)。6、整定時既保證追跳和自投的時間差合理，可靠，又保證失壓時間短。

11、7、站內(nèi)如有兩套及以上備自投裝置，則各級備自投裝置應(yīng)相互配合。8、在兩臺電源設(shè)備（互為暗備用時）同時運(yùn)行在重負(fù)荷情況下，如存在一臺電源設(shè)備故障跳閘有可能造成另一臺電源設(shè)備過負(fù)荷的情況時，可采取如下措施： 電流自投，通過電流的整定，允許變壓器在一定負(fù)荷范圍內(nèi)備用自投。 負(fù)荷聯(lián)切，即通過備自投裝置動作后聯(lián)切一部分負(fù)荷，同時應(yīng)閉鎖這些線路的重合閘。聯(lián)切負(fù)荷時應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)來整定，逐級切除非重要用戶。9、備用電源斷路器上需裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置（如：自動投入故障母線或故障設(shè)備的保護(hù)措施），并應(yīng)與上、下相鄰的斷路器保護(hù)相配合，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。10、調(diào)度部門應(yīng)結(jié)合每年遠(yuǎn)切負(fù)荷、緊急事故拉閘序位表、低

12、周方案等穩(wěn)定措施確定各站備自投的方式，主要是不允許使用備用電源自動投入裝置將以上措施所切除的負(fù)荷恢復(fù)。11、站內(nèi)如有有源線路(小水電，小火電)及調(diào)相機(jī)，則應(yīng)在追跳運(yùn)行開關(guān)的同時聯(lián)切有源線路及調(diào)相機(jī)。12、站內(nèi)如有無功補(bǔ)償電容器則備自投啟動后應(yīng)聯(lián)切電容器。如配置有低電壓保護(hù)，也可以考慮由低電壓保護(hù)動作切除電容器，但應(yīng)考慮時間配合。13、站內(nèi)母線上如有接地變壓器帶消弧線圈，應(yīng)核算備自投動作后消弧線圈的脫諧度；如果有可能造成諧振過電壓則應(yīng)切除接地變壓器。110kV及以上中性點(diǎn)有效接地的系統(tǒng)中，要防止備自投動作后系統(tǒng)失去有效的中性點(diǎn)接地。14、新建變電站時應(yīng)配置低壓分段和主變備投，根據(jù)接線形式，結(jié)合備

13、自投導(dǎo)則備自投導(dǎo)則確定是否需要配置進(jìn)線和高壓分段備投；低壓分段和主變備投應(yīng)能自適應(yīng)，并由一套裝置完成；備自投裝置應(yīng)具有合電流閉鎖功能。15、備自投的投入方式應(yīng)嚴(yán)格遵循湖北省電力公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)變電站備用電源自動投入裝置技術(shù)變電站備用電源自動投入裝置技術(shù)導(dǎo)則導(dǎo)則。1 1、應(yīng)該有備用電源或備用設(shè)備。、應(yīng)該有備用電源或備用設(shè)備。2 2、當(dāng)滿足動作條件，又無閉鎖條件時，備自投只允許動作、當(dāng)滿足動作條件，又無閉鎖條件時，備自投只允許動作一次。一次。3 3、不管工作電源的斷路器是否跳開，均應(yīng)由備自投追跳一、不管工作電源的斷路器是否跳開，均應(yīng)由備自投追跳一次工作電源的斷路器后才能投入備用電源或設(shè)備。次工作電源的

14、斷路器后才能投入備用電源或設(shè)備。4 4、備用電源的母線電壓滿足要求。電壓互感器應(yīng)該安裝在、備用電源的母線電壓滿足要求。電壓互感器應(yīng)該安裝在母線處。如果是雙母線，都應(yīng)該安裝。取線路側(cè)電壓也可以。母線處。如果是雙母線，都應(yīng)該安裝。取線路側(cè)電壓也可以。5 5、備自投裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)、備自投裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)PTPT斷線閉鎖功能，合電流閉鎖功能，斷線閉鎖功能，合電流閉鎖功能，手動跳閘閉鎖及保護(hù)閉鎖功能。手動跳閘閉鎖及保護(hù)閉鎖功能。6 6、強(qiáng)調(diào)時差的配合，既保證追跳和自投的時間差合理，可、強(qiáng)調(diào)時差的配合，既保證追跳和自投的時間差合理，可靠，又保證失壓時間短?？?，又保證失壓時間短。一）、說明：1、備自投裝置接線已按

15、設(shè)計(jì)圖接入，裝置取變電站10KV5#、6#母線A、B、C相電壓；主變低壓側(cè)開關(guān)（51、52）B相電流； 接入開關(guān)量有： 51、52手跳接點(diǎn)， 51、52、01、02開關(guān)TWJ位置接點(diǎn)，53開關(guān)TWJ位置接點(diǎn)。裝置可分合51、52及合01、02、53開關(guān)。2、備自投裝置啟動條件：母線電壓小于U01值。3、備自投裝置閉鎖條件：線路電流大于I01（I02）及各開入量狀態(tài)。4、備自投動作邏輯按低壓分段低壓分段備自投及變壓器變壓器備自投方案加用。二）、安全措施：1、防止PT二次短路及反送。斷開電壓空開，在加電壓模擬量處斷開端連片或者斷開至備自投裝置的電壓線。注意一次運(yùn)行方式倒換時，二次作相應(yīng)變換的安全措

16、施。2、防止CT二次開路。檢查CT二次回路在線路控制屏已可靠短接后方可斷開。注意一次運(yùn)行方式倒換時，二次作相應(yīng)變換的安全措施。3、斷開跳、合 01、51、02、52、53開關(guān)的出口壓板。作那一套試驗(yàn)，壓那一套相關(guān)的壓板。注意一次運(yùn)行方式倒換時，二次作相應(yīng)變換的安全措施。三）、帶開關(guān)整組試驗(yàn)： 、低壓分段備自投試驗(yàn)、低壓分段備自投試驗(yàn) a、 運(yùn)行方式：1#、2#主變并列運(yùn)行，53開關(guān)停用（拉開531、532刀閘） b、模擬1#變主保護(hù)動作，造成10KV1#母線失壓，備自投動作追跳51開關(guān)后合53。（壓上：跳51，合53壓板）d、模擬PT斷線時，備自投可靠不動e、模擬1#主變開關(guān)偷跳時，造成10K

17、V1#母線失壓，備自投合上53開關(guān)。（壓上：合53壓板）、主變備自投試驗(yàn)、主變備自投試驗(yàn) a、 運(yùn)行方式： ：1#主變經(jīng)53開關(guān)送全站負(fù)荷， 2#主變停用，斷開2#主變聯(lián)跳53壓板。 ：2#主變經(jīng)53開關(guān)送全站負(fù)荷， 1#主變停用，斷開1#主變聯(lián)跳53壓板。 b、模擬1#主變故障，造成10KV母線失壓，備自投追跳51開關(guān)后合02、52 。（壓上：跳51，合02、52壓板） c、模擬PT斷線時，備自投可靠不動 d 、模擬主變低壓側(cè)開關(guān)手動分閘，備自投可靠不動 e 、模擬主變保護(hù)動作，備自投可靠不動 f、在壓上備自投停用壓板后，備自投可靠不動南瑞RCS-9651C 許繼WTB-820系列 四方 C

18、SC-246（一）變電站常用的備自投裝置1、微機(jī)線路備自投保護(hù)裝置（以下簡稱備自投）核心部分采用高性能單片機(jī)，包括CPU模塊、繼電器模塊、交流電源模塊、人機(jī)對話模塊等構(gòu)成，具有抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。2、備自投液晶數(shù)顯屏和備自投面板上所帶的按鍵使得操作簡單方便，也可通過RS485通訊接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。3、裝置采用交流不間斷采樣方式采集到信號后實(shí)時進(jìn)行傅立葉法計(jì)算，能精確判斷電源狀態(tài)，并實(shí)施延時切換電源。4、備自投具有在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視功能，可觀察各輸入電氣量、開關(guān)量、定值等信息，其有可靠的軟硬件看門狗功能和事件記錄功能。1.1 1.1 備投方式及正常運(yùn)行時的狀備投方式及正常運(yùn)行時的

19、狀態(tài)態(tài)、備投方式、備投方式 ：為10KV母聯(lián)或1、2#變壓器備用備自投自適應(yīng)方式（裝置所帶保護(hù)功能退出）。、指示燈：、指示燈：裝置面板液晶屏左側(cè)設(shè)置了十一只紅綠雙色指示燈，亮綠燈指示充電滿，亮紅燈指示動作出口。 面板上信號指示燈（面板上信號指示燈（6 6 個）個）1、運(yùn)行燈：綠燈，裝置正常運(yùn)行時，每秒閃爍 5 次，如果閃爍不正常表示裝置處于不正常運(yùn)行狀態(tài)。 2、跳閘燈：紅燈，裝置正常運(yùn)行時熄滅，裝置動作于跳閘時點(diǎn)亮，保持到有復(fù)歸命令發(fā)出。 3、合閘燈：紅燈，正常運(yùn)行時熄滅，裝置動作于合閘時點(diǎn)亮，保持到有復(fù)歸命令發(fā)出。 4、告警燈：紅燈，正常運(yùn)行時熄滅，保護(hù)動作或裝置發(fā)生故障時點(diǎn)亮，保持到有復(fù)歸

20、命令發(fā)出.5-6、備用：共兩個信號燈，備用熄滅狀態(tài)。 a、第一屏主信息圖顯示本裝置一次側(cè)接線原理圖,同時顯示一次側(cè)電流、電壓值及其它實(shí)時參數(shù)。b、進(jìn)線二自投充電狀態(tài)（2#變自投充電狀態(tài)）（C1）c、進(jìn)線一自投充電狀態(tài)（1#變自投充電狀態(tài)）（C2）d、分段自投充電狀態(tài)（C3） 以上狀態(tài)為真時以黑色圓圈顯，以上狀態(tài)為真時以黑色圓圈顯，從上至下為從上至下為 1-3 1-3；狀態(tài)為假時不顯；狀態(tài)為假時不顯。 液晶面板信息顯示：液晶面板信息顯示：、 指示燈說明指示燈說明 裝置正常運(yùn)行時，“運(yùn)行”燈應(yīng)亮，告警指示燈（黃燈）應(yīng)不亮。按“信號復(fù)歸”按鈕，復(fù)歸所有跳閘指示燈，并使液晶顯示處于正常顯示主畫面。、液

21、晶屏幕主畫面液晶屏幕主畫面方式 1 和 2：對應(yīng) 1#和 2#進(jìn)線(或變壓器)互為明備用的兩種動作方式。方式 3 和 4：對應(yīng)通過分段(或橋)斷路器實(shí)現(xiàn)母和母互為暗備用的兩種動作方式。 、裝置自檢報(bào)告、裝置自檢報(bào)告 裝置能存儲 64 次裝置自檢報(bào)告，保護(hù)裝置運(yùn)行中，硬件自檢出錯或系統(tǒng)運(yùn)行異常將立即顯示自檢報(bào)告，當(dāng)一次自檢報(bào)告中有多個出錯信息時，所有自檢信息將滾屏顯示，格式如下：（1 1）備自投裝置投運(yùn)前必須完成裝置調(diào)試和整組調(diào)試。改造或新增裝置調(diào)試時不帶實(shí)際斷路器，采用模擬斷路器的方式進(jìn)行。在裝置調(diào)試完畢后，安裝單位應(yīng)編寫出整組調(diào)試方案，經(jīng)本單位主任工程師審核簽字后報(bào)公司生產(chǎn)技術(shù)部。生產(chǎn)技術(shù)部

22、復(fù)核方案后協(xié)同調(diào)度部門安排整組試驗(yàn)，調(diào)度部門應(yīng)及時安排運(yùn)行方式，確保整組調(diào)試正常進(jìn)行。（2 2）安裝調(diào)試完畢后安裝單位應(yīng)向變電運(yùn)行單位提交運(yùn)行說明，經(jīng)二次專責(zé)工程師審核后下發(fā)執(zhí)行，并報(bào)送生產(chǎn)技術(shù)部和調(diào)度部門。（3 3）運(yùn)行單位應(yīng)對備自投裝置進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收，整組調(diào)試必須全過程參與。 （1 1）在進(jìn)行備自投的定檢前，要采取相應(yīng)的安全措施，做好外回路風(fēng)險點(diǎn)的拆除與記錄，避免試驗(yàn)時相鄰保護(hù)及運(yùn)行設(shè)備發(fā)生誤動的事故。（2 2）在對備自投進(jìn)行定檢時，因兩路電源進(jìn)線不可能同時停電，給備自投的傳動試驗(yàn)帶來很大的風(fēng)險與困難。校驗(yàn)備自投裝置時可不進(jìn)行帶斷路器的整組試驗(yàn)，可通過檢查出口接點(diǎn)是否導(dǎo)通的方式進(jìn)行。也可以結(jié)合進(jìn)線開關(guān)輪停的檢修方式、采取分步傳動的試驗(yàn)方法進(jìn)行。 （3 3）備自投裝置新安裝第一年內(nèi)必須做一次校驗(yàn)，以后每三年進(jìn)行一次校驗(yàn)。（4 4）備自投裝置每正確動作一次，評價為110kV繼電保護(hù)正確動作一次。備自投裝置拒動或誤動一次，評價為110kV繼電保護(hù)不正確動作一次。1、運(yùn)行人員對備自投進(jìn)行日常維護(hù)時，應(yīng)特別注意裝置的充電標(biāo)志是否正常。2、當(dāng)運(yùn)行人員操作導(dǎo)致壓板變位或更改定值