第一章備用電源

1、第一章第一章 備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置內容提要：內容提要：備用電源自動投入裝置的概念備用電源自動投入裝置的概念對備用電源自動投入裝置的基本要求對備用電源自動投入裝置的基本要求備用電源自動投入裝置的典型接線分析備用電源自動投入裝置的典型接線分析 教學目的：教學目的：掌握備用電源自動投入裝置的含義、掌握備用電源自動投入裝置的含義、作用、接線方式；理解對備用電源自動投入裝作用、接線方式；理解對備用電源自動投入裝置的基本要求；會分析備用電源自動投入裝置置的基本要求；會分析備用電源自動投入裝置基本原理；了解微機型備用電源自動投入裝置基本原理；了解微機型備用電源自動投入裝置的特點。的特點。

2、 重點：重點：備用電源自動投入裝置的工作原理。備用電源自動投入裝置的工作原理。 教學目的：教學目的：掌握備用電源自動投入裝置的含義、作掌握備用電源自動投入裝置的含義、作用、接線方式；理解備用電源自動投入裝置的基本用、接線方式；理解備用電源自動投入裝置的基本要求；會分析備用電源自動投入裝置基本原理；了要求；會分析備用電源自動投入裝置基本原理；了解微機型備用電源自動投入裝置的特點。解微機型備用電源自動投入裝置的特點。 重點：重點：備用電源自動投入裝置的工作原理。備用電源自動投入裝置的工作原理。第一節(jié)第一節(jié) 備用電源自動投入裝置的作用及基本要求備用電源自動投入裝置的作用及基本要求 一、備用電源自動投

3、入裝置的作用和優(yōu)點一、備用電源自動投入裝置的作用和優(yōu)點v定義：定義：備用電源自動投入裝置，是指當工作電源或備用電源自動投入裝置，是指當工作電源或工作設備因故障被斷開以后，能自動而迅速地將備工作設備因故障被斷開以后，能自動而迅速地將備用電源或備用設備投人工作，使用戶不停電的一種用電源或備用設備投人工作，使用戶不停電的一種自動裝置，簡稱為自動裝置，簡稱為AATAAT裝置。裝置。 v備用方式：備用方式：（一）明備用：（一）明備用： 在正常情況下有明顯斷開的備用電源或備用設備，在正常情況下有明顯斷開的備用電源或備用設備，裝設有專用的備用電源或備用設備。裝設有專用的備用電源或備用設備。（二）暗備用：（二

4、）暗備用： 在正常情況下沒有明顯斷開的備用電源或備用設在正常情況下沒有明顯斷開的備用電源或備用設備，而分段母線間利用分段斷路器取得相互備備，而分段母線間利用分段斷路器取得相互備用用 。 明備用方式：明備用方式： 正常運行時，正常運行時，T1投入，投入，T0備用，備用，3QF、4QF斷開斷開正常運行時，正常運行時，T1、T2投入，投入，T0備備用，用，3QF、4QF、5QF斷開斷開暗備用方式：暗備用方式： 靠分段斷路器靠分段斷路器3QF取得互為備用取得互為備用采用備用電源自動投入裝置有以下優(yōu)點：采用備用電源自動投入裝置有以下優(yōu)點：（1 1）提高供電的可靠性，節(jié)省建設投資；）提高供電的可靠性，節(jié)省

5、建設投資；（2 2）簡化繼電保護。）簡化繼電保護。 采用了采用了AATAAT裝置后，環(huán)形供電網絡可以開環(huán)運行，變壓器可裝置后，環(huán)形供電網絡可以開環(huán)運行，變壓器可以分裂運行，在保證供電可靠性的前提下，繼電保護裝置可以分裂運行，在保證供電可靠性的前提下，繼電保護裝置可以簡化。以簡化。（3 3）限制短路電流、提高母線殘余電壓。）限制短路電流、提高母線殘余電壓。 在受端變電所，如果采用環(huán)網開環(huán)運行和變壓器分裂運行，在受端變電所，如果采用環(huán)網開環(huán)運行和變壓器分裂運行，將使短路電流受到一些限制，供電母線上的殘余電壓相應也將使短路電流受到一些限制，供電母線上的殘余電壓相應也提高一些，有利于系統(tǒng)運行；在某些場

6、合，由于短路電流受提高一些，有利于系統(tǒng)運行；在某些場合，由于短路電流受到限制，不需要再裝出線電抗器，從而節(jié)省了投資。到限制，不需要再裝出線電抗器，從而節(jié)省了投資。 在下列情況應裝設備用電源自動投入裝置：在下列情況應裝設備用電源自動投入裝置：（1 1）裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用）裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用電源；電源；（2 2）由雙電源供電，其中有一個電源經常斷開作為）由雙電源供電，其中有一個電源經常斷開作為備用的變電所備用的變電所（3 3）降壓變電所內有備用變壓器或互為備用的母線）降壓變電所內有備用變壓器或互為備用的母線段。段。（4 4）有備用機組的某些重要輔機。）有

7、備用機組的某些重要輔機。 二、對二、對AAT裝置的基本要求裝置的基本要求1.1.保證在工作電源確實斷開后保證在工作電源確實斷開后AATAAT裝置才動作。裝置才動作。 假如工作電源發(fā)生了故障，當其斷路器尚未斷開時就投假如工作電源發(fā)生了故障，當其斷路器尚未斷開時就投入備用電源，這就造成將備用電源投入到故障元件上，不入備用電源，這就造成將備用電源投入到故障元件上，不但起不到但起不到AAT裝置的作用，還可能擴大故障，加重故障設裝置的作用，還可能擴大故障，加重故障設備的損壞程度。備的損壞程度。 為了滿足這一要求，為了滿足這一要求， AAT裝置的合閘部分應由供電元裝置的合閘部分應由供電元件受電側斷路器的輔

8、助動斷觸點動作。件受電側斷路器的輔助動斷觸點動作。2.2.無論因何種原因工作母線上的電壓消失時，無論因何種原因工作母線上的電壓消失時，AATAAT裝置均應動作。裝置均應動作。 為了滿足這一要求，為了滿足這一要求，AAT裝置在工作母線上應設有獨立的裝置在工作母線上應設有獨立的低電壓啟動部分，并設有備用電源電壓監(jiān)視繼電器。低電壓啟動部分，并設有備用電源電壓監(jiān)視繼電器。 但是，當工作母線和備用母線同時失去電壓時，但是，當工作母線和備用母線同時失去電壓時，AATAAT裝置裝置不應動作。不應動作。3. AAT3. AAT裝置應保證只動作一次。裝置應保證只動作一次。 當工作母線發(fā)生永久性短路故障或者引出線

9、上發(fā)生永久當工作母線發(fā)生永久性短路故障或者引出線上發(fā)生永久性短路故障未被其斷路器斷開的時，備用電源第一次投性短路故障未被其斷路器斷開的時，備用電源第一次投入后，由于故障仍然存在，繼電保護裝置動作將備用電入后，由于故障仍然存在，繼電保護裝置動作將備用電源斷開。此后，不允許再次投入備用電源，以免多次投源斷開。此后，不允許再次投入備用電源，以免多次投入對系統(tǒng)造成不必要的再次沖擊。入對系統(tǒng)造成不必要的再次沖擊。4. AAT4. AAT裝置的動作時間，應使用戶的停電時間盡可能裝置的動作時間，應使用戶的停電時間盡可能短為宜。短為宜。 對于用戶來說，無疑是希望停電時間盡可能短，越有利于用對于用戶來說，無疑是

10、希望停電時間盡可能短，越有利于用戶電動機的自啟動。但當工作母線上裝有高壓大容量電動機戶電動機的自啟動。但當工作母線上裝有高壓大容量電動機時，工作母線停電后因電動機反送電，使工作母線殘壓較高，時，工作母線停電后因電動機反送電，使工作母線殘壓較高，投入備用電源時，如果備用電源電壓和電動機殘壓之間的相投入備用電源時，如果備用電源電壓和電動機殘壓之間的相角差又較大，將會產生很大的沖擊電流而造成電動機的損壞。角差又較大，將會產生很大的沖擊電流而造成電動機的損壞。所以，考慮這些情況，動作時間不能太短。所以，考慮這些情況，動作時間不能太短。 運行經驗表明，在有高壓大容量電動機的情況下，運行經驗表明，在有高壓

11、大容量電動機的情況下，AAT裝裝置的動作的時間以置的動作的時間以11.5s為宜，低電壓場合可減小到為宜，低電壓場合可減小到0.5s。5.5.低壓啟動部分電壓互感器二次側熔斷器熔斷時，低壓啟動部分電壓互感器二次側熔斷器熔斷時， AATAAT裝置不應動作。裝置不應動作。 防止其誤動作的措施是：低電壓啟動部分采用兩防止其誤動作的措施是：低電壓啟動部分采用兩個低電壓繼電器，其觸點串聯(lián)。個低電壓繼電器，其觸點串聯(lián)。 6.6.應校驗應校驗AATAAT裝置動作時備用電源的過負荷情況及裝置動作時備用電源的過負荷情況及電動機自啟動情況；如果備用電源投入到故障設電動機自啟動情況；如果備用電源投入到故障設備上，應使

12、其保護加速動作。備上，應使其保護加速動作。 對對AAT裝置的基本要求小結：裝置的基本要求小結：v動作原因：工作母線突然失去電壓動作原因：工作母線突然失去電壓v動作次序：工作電源先斷開，備用電源再投入動作次序：工作電源先斷開，備用電源再投入v動作次數(shù)：只動作一次動作次數(shù)：只動作一次v動作時間：保證停電時間盡可能短，但要防止誤動作時間：保證停電時間盡可能短，但要防止誤動作動作v不誤動：電壓互感器二次側熔斷器熔斷時不動作不誤動：電壓互感器二次側熔斷器熔斷時不動作v閉鎖：當備用電源無壓、正常停電操作時不動作閉鎖：當備用電源無壓、正常停電操作時不動作第二節(jié)第二節(jié) AAT裝置的典型接線裝置的典型接線一、一

13、、AATAAT裝置的組成：裝置的組成：（1 1）低壓啟動部分。監(jiān)視工作母線失壓和備用電源）低壓啟動部分。監(jiān)視工作母線失壓和備用電源正常情況，并使正常情況，并使AATAAT裝置啟動。裝置啟動。（2 2）自動合閘部分。在工作電源斷路器斷開后，將）自動合閘部分。在工作電源斷路器斷開后，將備用電源的斷路器合閘。備用電源的斷路器合閘。二、二、“明備用明備用”AAT裝置的工作原裝置的工作原理理備用變壓器自動投入裝置原理接線圖：備用變壓器自動投入裝置原理接線圖：1KV、2KV反應反應I段母線段母線電壓降低的低電壓繼電器；電壓降低的低電壓繼電器；KT低電壓啟動低電壓啟動AAT裝置裝置的時間繼電器；的時間繼電器

14、；1KM1QF、2QF的跳閘的跳閘出口繼電器，出口繼電器，2KMAAT裝置動作的出裝置動作的出口中間繼電器；口中間繼電器；3KV監(jiān)視備用電源有無監(jiān)視備用電源有無電壓的過電壓繼電器；電壓的過電壓繼電器；3KM備用電源電壓監(jiān)視備用電源電壓監(jiān)視中間繼電器；中間繼電器；1KL控制控制AAT裝置發(fā)出裝置發(fā)出合閘脈沖的閉鎖繼電器；合閘脈沖的閉鎖繼電器；1YT、2YT1QF、2QF跳跳閘線圈；閘線圈；3YC、4YC（3KMC、4KMC）3QF、4QF合閘線圈；合閘線圈；電氣二次圖的類型電氣二次圖的類型v原理圖：原理圖：表示二次回路動作原理的電路圖，也稱為表示二次回路動作原理的電路圖，也稱為歸總式原理圖。不表

15、明電氣設備和電氣元件的接線歸總式原理圖。不表明電氣設備和電氣元件的接線方式和安裝情況。一般將與二次回路有關的主回路方式和安裝情況。一般將與二次回路有關的主回路畫出。所有繼電器和其他電器元件都以整體形式出畫出。所有繼電器和其他電器元件都以整體形式出現(xiàn)。現(xiàn)。v總歸式原理圖對于控制回路較為復雜的設備，由于總歸式原理圖對于控制回路較為復雜的設備，由于接線相互交叉，會顯得十分零亂。介紹復雜二次回接線相互交叉，會顯得十分零亂。介紹復雜二次回路的情況時，幾乎都采用路的情況時，幾乎都采用展開圖（第二章介紹）展開圖（第二章介紹）。二、二、 “明備用明備用” AAT裝置的工作原裝置的工作原理理（1）系統(tǒng)正常運行時

16、，工作）系統(tǒng)正常運行時，工作母線電壓正常，母線電壓正常，AAT處于準備處于準備狀態(tài)。狀態(tài)。1QF、2QF處于合閘狀態(tài)處于合閘狀態(tài) ，低，低電壓繼電器的電壓繼電器的1KV、2KV返回，返回，其動斷觸點斷開，過電壓繼電其動斷觸點斷開，過電壓繼電器器3KV處于動作狀態(tài)，其動合處于動作狀態(tài)，其動合觸點閉合，觸點閉合，3KM處于勵磁動處于勵磁動作狀態(tài)，動合觸點閉合，接通作狀態(tài)，動合觸點閉合，接通低壓啟動部分的正電源。同時，低壓啟動部分的正電源。同時，2QF輔助觸點輔助觸點2QF3打開，斷打開，斷開了合閘部分的電源。輔助觸開了合閘部分的電源。輔助觸點點2QF1、2QF2閉合，為低壓閉合，為低壓啟動跳閘和聯(lián)

17、動跳閘做好準備，啟動跳閘和聯(lián)動跳閘做好準備，并使閉鎖繼電器并使閉鎖繼電器lKL勵磁，為勵磁，為AAT裝置動作出口作好準備裝置動作出口作好準備 。 二、二、 “明備用明備用” AAT裝置的工作原裝置的工作原理理（2）變壓器）變壓器T1故障，故障，T1的保的保護動作時，護動作時，AAT裝置的動作過裝置的動作過程。程。T1的保護動作使的保護動作使1KM得電動得電動作，其動合觸點閉合，使跳閘作，其動合觸點閉合，使跳閘線圈線圈1YT、2YT通電勵磁，斷通電勵磁，斷路器路器1QF、2QF跳閘。輔助觸跳閘。輔助觸點點2QF3閉合，通過閉合，通過KL觸點使觸點使2KM勵磁動作，其動合觸點閉勵磁動作，其動合觸點

18、閉合，使合，使3KMC、4KMC勵磁，勵磁，3QF、4QF合閘，投入備用變合閘，投入備用變壓器壓器T0。輔助觸點輔助觸點2QF2斷開使斷開使1KL失失磁，延時返回的觸點經延時打磁，延時返回的觸點經延時打開，使開，使2KM失磁，保證失磁，保證AAT裝裝置只動作一次。置只動作一次。 二、二、 “明備用明備用” AAT裝置的工作原裝置的工作原理理（3）1QF誤跳閘時，誤跳閘時，輔助輔助動斷觸點動斷觸點1QF2閉合，使跳閉合，使跳閘線圈閘線圈2YT通電勵磁，使通電勵磁，使2QF跳閘。跳閘。2QF2跳閘后，跳閘后，AAT裝置的動作情況與上裝置的動作情況與上述（述（2）相同。）相同。說明：說明：AAT裝置

19、能彌補斷路器誤裝置能彌補斷路器誤動作時的供電可靠性。動作時的供電可靠性。 二、二、 “明備用明備用” AAT裝置的工作原裝置的工作原理理（4）當工作母線由于某種原）當工作母線由于某種原因失去電壓時因失去電壓時，1KV、2 KV動動作，其動斷觸點閉合，若備用作，其動斷觸點閉合，若備用電源母線有電壓，電源母線有電壓，3KV動作，動作，使使3KM處于動作狀態(tài)，處于動作狀態(tài)， 3KM觸點閉合，啟動時間繼電器觸點閉合，啟動時間繼電器KT。經經KT預定延時時間后，其延時預定延時時間后，其延時動合觸點閉合，使動合觸點閉合，使KM1得電動得電動作，跳開作，跳開1QF、2QF，然后投，然后投入備用變壓器入備用變

20、壓器T0。若備用電源母線也無電壓若備用電源母線也無電壓，3KV觸點不閉合，觸點不閉合，3KM不帶電，不帶電，低壓啟動回路不能接通。備用低壓啟動回路不能接通。備用變壓器不能投入變壓器不能投入。保證當工作電源和備用電源同保證當工作電源和備用電源同時失壓時，時失壓時，AAT裝置不動作裝置不動作。二、二、 “明備用明備用” AAT裝置的工作原裝置的工作原理理（5）當備用電源投入到永久）當備用電源投入到永久性故障時，性故障時，則應由設置在則應由設置在4QF上過流保護（圖中未畫出）加上過流保護（圖中未畫出）加速動作跳開速動作跳開4QF，此后，此后AAT裝裝置不再動作。置不再動作。三、三、AAT裝置的接線特

21、點裝置的接線特點（1 1）保證）保證AATAAT裝置動作的可靠性。裝置動作的可靠性。AATAAT裝置的自動合閘部分由裝置的自動合閘部分由供電元件供電元件受電側斷路器受電側斷路器的輔助觸點啟動，滿足了工作電源斷的輔助觸點啟動，滿足了工作電源斷開后備用電源才投入的要求。開后備用電源才投入的要求。（2 2）設有獨立的低電壓啟動部分。為防止電壓互感器二次側）設有獨立的低電壓啟動部分。為防止電壓互感器二次側斷線時斷線時AATAAT裝置的誤動作，裝置的誤動作，采用兩個低壓繼電器采用兩個低壓繼電器1KV1KV、2KV2KV接接在不同的相別上，將其觸點串聯(lián)，在不同的相別上，將其觸點串聯(lián)，所以低電壓啟動部分動作

22、所以低電壓啟動部分動作是可靠的。是可靠的。（3 3）AATAAT裝置一次合閘脈沖，采用裝置一次合閘脈沖，采用KLKL繼電器的延時打開動合觸繼電器的延時打開動合觸點控制合閘脈沖的長短，實現(xiàn)點控制合閘脈沖的長短，實現(xiàn)AATAAT裝置只動作一次。裝置只動作一次。四、四、AAT裝置的參數(shù)整定裝置的參數(shù)整定（一）低電壓繼電器（一）低電壓繼電器lKVlKV、2KV2KV的動作電壓整定的動作電壓整定 1.1.整定原則：整定原則：當工作母線失壓時能可靠動作，同時又當工作母線失壓時能可靠動作，同時又不能使動作過于靈敏，防止不必要的頻繁動作。不能使動作過于靈敏，防止不必要的頻繁動作。2.2.整定條件：整定條件：（

23、1 1）在工作變壓器高、低壓母線上的出線）在工作變壓器高、低壓母線上的出線電抗器電抗器之之后，或者后，或者變壓器變壓器之后發(fā)生短路故障時之后發(fā)生短路故障時( (如圖如圖1-21-2中，中，k1k1、k2k2點點) )，低電壓繼電器不應動作。，低電壓繼電器不應動作。（集中阻抗元件集中阻抗元件） 因為這兩點發(fā)生短路時母線電壓雖然下降，但因為這兩點發(fā)生短路時母線電壓雖然下降，但殘余殘余電壓相當高電壓相當高，AATAAT裝置不應動作。裝置不應動作。（2 2）低電壓繼電器的動作電壓應躲過電動機）低電壓繼電器的動作電壓應躲過電動機自啟動時的最低母線電壓。自啟動時的最低母線電壓。 原因：工作母線的引出線上發(fā)

24、生短路故障時（如圖中原因：工作母線的引出線上發(fā)生短路故障時（如圖中k3k3點），工作母線上的殘余電壓接近于零，低電壓繼電器必點），工作母線上的殘余電壓接近于零，低電壓繼電器必然動作，當故障由引出線繼電保護切除后，在電動機自啟然動作，當故障由引出線繼電保護切除后，在電動機自啟動過程中，母線電壓不能立即恢復，而是維持在電動機自動過程中，母線電壓不能立即恢復，而是維持在電動機自啟動的最低電壓。此時，低電壓繼電器應可靠返回，啟動的最低電壓。此時，低電壓繼電器應可靠返回，AATAAT裝裝置不應動作。置不應動作。 低電壓繼電器的動作電壓取母線額定電壓的低電壓繼電器的動作電壓取母線額定電壓的2525即可。即

25、可。 （二）過電壓繼電器（二）過電壓繼電器3KV3KV的動作電壓整定的動作電壓整定 過電壓繼電器的動作電壓值整定時應考慮按過電壓繼電器的動作電壓值整定時應考慮按備用電備用電源母線可能出現(xiàn)的最低運行電壓源母線可能出現(xiàn)的最低運行電壓。當備用電源母線。當備用電源母線出現(xiàn)最低運行電壓時，繼電器出現(xiàn)最低運行電壓時，繼電器3KV仍應保持動作狀仍應保持動作狀態(tài)，以使態(tài)，以使AAT裝置低電壓啟動部分仍能啟動。裝置低電壓啟動部分仍能啟動。 過電壓繼電器的動作電壓取母線額定電壓的過電壓繼電器的動作電壓取母線額定電壓的7070即可。即可。（三）時間繼電器（三）時間繼電器KTKT的動作時限整定的動作時限整定 當工作母

26、線的出線上發(fā)生使低電壓繼電器當工作母線的出線上發(fā)生使低電壓繼電器lKVlKV、2KV2KV動作的短路故障時，為保證動作的短路故障時，為保證AATAAT裝置的選擇性，應裝置的選擇性，應首先由該出線的繼電保護切除故障而不應使首先由該出線的繼電保護切除故障而不應使AATAAT裝裝置動作，因此置動作，因此KTKT的動作時限值應滿足：的動作時限值應滿足：KTop.maxttt （四）閉鎖繼電器（四）閉鎖繼電器1KL1KL的延時返回時間整定的延時返回時間整定 閉鎖繼電器閉鎖繼電器1KL1KL的延時返回時間值決定的延時返回時間值決定AATAAT裝置動作裝置動作次數(shù)。要保證次數(shù)。要保證AATAAT裝置只動作一

27、次，裝置只動作一次，IKLIKL延時返回時延時返回時間值間值t tKLKL既應大于備用電源斷路器（既應大于備用電源斷路器（3QF3QF或或4QF4QF）的合）的合閘時間閘時間t tonon ，又要小于，又要小于3QF3QF或或4QF4QF的兩倍合閘時間。的兩倍合閘時間。即：即：onKLon2tttKLon=ttt四、四、“暗備用暗備用”AAT裝置的工作原理裝置的工作原理母線分段斷路器的自動投入接線母線分段斷路器的自動投入接線AAT裝置接線簡化：省略了裝置接線簡化：省略了低電壓啟動部分。因為兩段低電壓啟動部分。因為兩段母線由同一電源供電。母線由同一電源供電。2YT2QF跳閘線圈；跳閘線圈；3YC

28、 （3KMC）母線分母線分段斷路器段斷路器3QF的合閘線圈；的合閘線圈；五、五、“暗備用暗備用”AAT裝置的工作原理裝置的工作原理母線分段斷路器的自動投入接線母線分段斷路器的自動投入接線（1）系統(tǒng)正常運行時，）系統(tǒng)正常運行時，AAT處于準備狀態(tài)。處于準備狀態(tài)。工作電源通過工作電源通過T1給工作母給工作母線線1段供電，段供電， T2給工作母線給工作母線2段供電，段供電， 3QF斷開，斷開， 2QF處于合閘狀態(tài)處于合閘狀態(tài) ，同時，輔，同時，輔助觸點助觸點2QF3開，斷開了合開，斷開了合閘部分的電源。輔助觸點閘部分的電源。輔助觸點2QF1、2QF2閉合，為聯(lián)動閉合，為聯(lián)動跳閘做好準備，并使閉鎖繼跳閘做好準備，并使閉鎖繼電器電器lKL勵磁，為勵磁，為AAT裝置裝置動作出口作好準備。動作出口作好準備。 四、四、“暗備用暗備用”AAT裝置的工作原理裝置的工作原理母線分段斷路器的自動投入接線母線分段斷路器的自動投入接線（2）變壓器）變壓器T1故障，故障，T1的保護動作時，的保護動作時，AAT裝置裝置的動作過程。的動作過程。T1的保護動作斷