第四章備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置

第四章備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置本章內(nèi)容包括：

備用電源自動(dòng)投入裝置的定義、一次分類及優(yōu)點(diǎn)，對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求，備用電源自動(dòng)投入裝置的典型接線微機(jī)型備投裝置工作原理。學(xué)習(xí)本章的目的是：認(rèn)識(shí)備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)具有的功能理解對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求通過對(duì)典型接線的分析掌握備用電源自動(dòng)投入裝置的工作原理理解微機(jī)型備投裝置的工作原理及方式，能對(duì)微機(jī)型備投裝置進(jìn)行簡單的調(diào)試與檢驗(yàn)。1234備用電源的備用方式對(duì)備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置的基本要求備用電源自動(dòng)投入裝置的工作原理

廠用電快速切換備用電源的備用方式備用電源自動(dòng)投入裝置是電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源、備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動(dòng)投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)控制裝置，簡稱AAT裝置，或BZT裝置。備用電源自動(dòng)投入是保證電力系統(tǒng)連續(xù)可靠供電的重要措施。備用電源的配置：明備用：系統(tǒng)正常時(shí)，備用電源或備用設(shè)備不工作，處于備用狀態(tài)，稱為明備用。

暗備用：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，備用電源也投入運(yùn)行的，稱為暗備用。暗備用實(shí)際上是兩個(gè)工作電源互為備用。采用AAT裝置的優(yōu)點(diǎn)：

（1）提高用戶供電可靠性。（2）簡化繼電保護(hù)。采用AAT裝置后，環(huán)形電網(wǎng)可以開環(huán)運(yùn)行，變壓器可以解列運(yùn)行，繼電保護(hù)的方向性等問題可不考慮。（3）限制短路電流。對(duì)備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置的基本要求

一般在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)備用電源和備用設(shè)備的自動(dòng)投入裝置1234

裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用電源；

由雙電源供電，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開作為備用的變電所；

降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有互為備用的母線段；

有備用機(jī)組的某些重要輔機(jī)。

對(duì)備自動(dòng)的基本要求

1保證在工作電源或設(shè)備確實(shí)斷開后，才投入備用電源或設(shè)備。防止合于故障電源.2工作電源電壓消失，AAT均應(yīng)動(dòng)作；手動(dòng)跳開工作電源,備自投不應(yīng)動(dòng)作。

3AAT裝置應(yīng)保證只動(dòng)作一次。對(duì)ATT裝置的基本要求（1）工作電源的電壓不論何種原因消失時(shí),ATS裝置均應(yīng)動(dòng)作.

實(shí)現(xiàn)：ATS在工作母線上設(shè)置獨(dú)立的低壓啟動(dòng)部分當(dāng)工作母線失去電壓后,起動(dòng)部分動(dòng)作,斷開供電元件的受電側(cè)斷路器。（2）應(yīng)保證在工作電源斷開后ATS裝置才動(dòng)作.

實(shí)現(xiàn)：供電元件側(cè)斷路器的動(dòng)斷觸點(diǎn)啟動(dòng)ATS出口。（3）ATS裝置應(yīng)保證只動(dòng)作一次.實(shí)現(xiàn)方法：控制備用電源斷路器的合閘脈沖,使之只能合閘一次而不能合閘兩次.(4)當(dāng)工作母線和備用母線同時(shí)失去電壓時(shí),ATS裝置不應(yīng)起動(dòng).

為此備用電源必須具備有壓鑒定功能。

（5）ATS動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該使負(fù)荷停電時(shí)間盡可能的短。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：取1-1.5s為宜.(6)電壓互感器二次側(cè)熔斷時(shí)，ATS裝置不應(yīng)動(dòng)作。低壓啟動(dòng)部分采用兩個(gè)低電壓繼電器，線圈接成V形，觸點(diǎn)串聯(lián)。(7)一個(gè)備用電源同時(shí)作為幾個(gè)工作電源的備用時(shí),如果備用電源己代替一個(gè)工作電源,當(dāng)另一個(gè)工作電源又被斷開時(shí),ATS裝置應(yīng)仍能動(dòng)作,只要事先己核實(shí)備用電源的容量能滿足.（8）應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)ATS裝置動(dòng)作時(shí)備用電源的過負(fù)荷情見及電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)情況.上述對(duì)ATS裝置的基本要求中，前四條是最主要的要求，是設(shè)計(jì)ATS裝置的基本框架，可以通過接線實(shí)現(xiàn)；其余幾條是對(duì)ATS總體設(shè)計(jì)提出的，使ATS裝置的工作更加完善。

備用電源自動(dòng)投入裝置的作用及基本要求

小結(jié)：掌握備自投定義理解兩種備自投一次接線掌握ATS裝置的基本要求ATS裝置的組成部分低壓啟動(dòng)部分。工作母線因各種原因失去電壓時(shí)，斷開工作電源。自動(dòng)合閘部分。工作電源斷路器斷開后，將備用電源的斷路器合上。備用電源自動(dòng)投入裝置的典型接線

啟動(dòng)方式1、采用“低電壓繼電器”檢測(cè)工作母線失去電壓的情況。（不足：需要克服TV斷線的影響）

2、采用“低電流繼電器和過電壓繼電器”檢測(cè)工作母線失去電源的狀況。（不足：需要增加設(shè)備投資）1、原理接線圖介紹工作變壓器備用變壓器時(shí)間繼電器過電壓繼電器低壓啟動(dòng)出口繼電器低電壓繼電器ATS裝置出口繼電器控制發(fā)出合閘脈沖時(shí)間的繼電器監(jiān)視備用的中間繼電器跳閘線圈合閘線圈2、工作原理分析1）、正常運(yùn)行情況1QF、2QF閉合，T1正常運(yùn)行Ⅰ段電壓正常備用母線電壓正常為ATS啟動(dòng)做好準(zhǔn)備KM3帶電2QF2閉合，KL帶電，觸點(diǎn)閉合為ATS出口做好準(zhǔn)備正常工作情況下Ⅰ段母線和備用電源均有電壓——KV1，KV2常閉觸點(diǎn)打開，KV3常開觸點(diǎn)閉合——KM3帶電，其常開觸點(diǎn)閉合——為ATS起動(dòng)做好準(zhǔn)備同時(shí)，因斷路器2QF處于合閘狀態(tài)——KL帶電，其觸點(diǎn)閉合，也為ATS裝置的出口動(dòng)作做好了準(zhǔn)備。2、工作原理分析2）、工作變壓器T1故障來自T1的保護(hù)T1保護(hù)使KM1得電動(dòng)作YT1、YT2通電，1QF、2QF跳閘KM2帶電，KM2觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)YC3、YC43QF、4QF閉合KL延時(shí)斷開，保證只動(dòng)作一次2、工作原理分析3）、Ⅰ段母線上短路時(shí)；Ⅰ段母線上的出線發(fā)生故障且該出線斷路器未斷開時(shí)。來自T1的保護(hù)T1保護(hù)使KM1得電動(dòng)作YT1、YT2通電，1QF、2QF跳閘KM2帶電，KM2觸電閉合，啟動(dòng)YC3、YC43QF、4QF閉合KL延時(shí)斷開，保證只動(dòng)作一次4）、2QF誤跳閘；2、工作原理分析KM2帶電，KM2觸電閉合，啟動(dòng)YC3、YC43QF、4QF閉合KL延時(shí)斷開，保證只動(dòng)作一次2QF誤跳閘5）、1QF誤跳，使2QF跳開。2、工作原理分析KM2帶電，KM2觸電閉合，啟動(dòng)YC3、YC43QF、4QF閉合KL延時(shí)斷開，保證只動(dòng)作一次1QF誤跳閘，YT2帶電，使2QF跳閘2、工作原理分析6）、電力系統(tǒng)故障使Ⅰ段母線失去電壓時(shí)Ⅰ段母線失壓,

KV1、KV2動(dòng)作。KT帶電，KT延時(shí)閉合。KM1帶電，觸點(diǎn)閉合。1QF、2QF跳閘KM2帶電3QF、4QF閉合KL延時(shí)斷開，保證只動(dòng)作一次2、工作原理分析7）、如果備用電源沒有電壓，則備用不投入運(yùn)行。KV3觸點(diǎn)斷開KV3觸點(diǎn)斷開，切斷ATS裝置的啟動(dòng)回路。3、接線特點(diǎn)保證ATT裝置的動(dòng)作的可靠性。低電壓起動(dòng)部分的工作十分可靠。監(jiān)視備用電源電壓的繼電器KM3的觸點(diǎn)直接串接在“低電壓跳閘”回路中，這樣連接的優(yōu)點(diǎn)是快速。當(dāng)備用電源無電壓時(shí)，ATT不動(dòng)作，可以人為退出ATT。低壓繼電器KV1、KV2的動(dòng)作電壓

一般選擇等于額定電壓工作電壓的25%

時(shí)間繼電器KT動(dòng)作時(shí)限值應(yīng)保證ATT的選擇性閉鎖繼電器KL觸點(diǎn)延時(shí)返回時(shí)間值的確定，既要保證斷路器可靠合閘，又要保證ATT只動(dòng)作一次過電壓繼電器KV3的動(dòng)作電壓值

一般不應(yīng)低于額定工作電壓的70%4、參數(shù)整定（1）低電壓繼電器KV1、KV2的動(dòng)作電壓值按如下兩原則確定。首先，接在工作母線上的電抗器之后，或者變壓器之后發(fā)生短路故障時(shí)（如K1，K2點(diǎn)），Ⅰ段母線上的殘余電壓相當(dāng)高，這時(shí)低電壓繼電器不應(yīng)動(dòng)作。其次，當(dāng)在母線的引出線上發(fā)生短路故障時(shí)（如K3或K4點(diǎn)），故障由出線斷路器切除后，此時(shí)低電壓繼電器的動(dòng)作電壓應(yīng)躲避電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最低母線電壓。一般選擇KV1、KV2的動(dòng)作電壓等于額定電壓工作電壓的25%，就可滿足上述兩個(gè)條件。(2)時(shí)間繼電器KT動(dòng)作時(shí)限值應(yīng)保證ATT的選擇性。當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生低電壓繼電器動(dòng)作的短路故障時(shí)，應(yīng)由電網(wǎng)保護(hù)切除故障tKT=td.max+Δttd.max—當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生使低電壓繼電器動(dòng)作的短路故障時(shí)，切除該短路故障的電網(wǎng)保護(hù)最大動(dòng)作時(shí)限；(3)閉合繼電器KL觸點(diǎn)延時(shí)返回時(shí)間值的確定，既要保證斷路器可靠合閘，又要保證ATT只動(dòng)作一次。為了保證3QF,4QF可靠合閘，KL延時(shí)返回時(shí)間tKL應(yīng)大于3QF或4QF的合閘時(shí)間thz；又為了保證ATS只工作一次，tKL應(yīng)小于3QF或4QF的兩倍合閘時(shí)間。因此有thz＜tKL＜2thz或tKL=thz+Δt（4）過電壓繼電器KV3的動(dòng)作電壓在整定時(shí)應(yīng)考慮備用電源母線最低運(yùn)行電壓和電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)兩個(gè)條件整定。當(dāng)備用母線出現(xiàn)最低運(yùn)行電壓UB.min時(shí),這時(shí)KV3繼電器仍應(yīng)保持動(dòng)作狀態(tài)，以使ATS裝置低電壓啟動(dòng)部分仍能啟動(dòng)。Uact=UB.min/nTVKrelKre（1）備用變壓器原理接線介紹（了解）（2）備用變壓器自動(dòng)投入裝置的工作原理分析（掌握）（3）備用變壓器自動(dòng)投入裝置的接線特點(diǎn)（理解）（4）參數(shù)整定（了解）小結(jié)備用電源自動(dòng)投入裝置的工作原理一.備用電源自動(dòng)投入裝置的典型硬件結(jié)構(gòu)1.備用電源自動(dòng)投入裝置的硬件結(jié)構(gòu)的工作原理

外部電流和電壓輸入經(jīng)變換器隔離變換后，由低通濾波器輸入至A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器，經(jīng)過CPU采樣和數(shù)據(jù)處理后，有邏輯程序完成各種預(yù)定功能。2.ATT的主要輸入和輸出（1）由電壓互感器判斷母線有無電壓，這里測(cè)量的是三相電壓，而不是單相電壓。（2）采用用電流互感器是防止TV斷線誤判斷工作母線失壓導(dǎo)致誤啟動(dòng)AAT。(3)斷路器的跳位與合位的信息有跳閘位置繼電器和合閘位置繼電器的觸點(diǎn)提供，來識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行方式及選擇自動(dòng)投入方式(4)斷路器合閘后的觸點(diǎn)，作為手跳斷路器后閉鎖自動(dòng)投入和外部自動(dòng)投入輸入點(diǎn)二．微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置軟件原理微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置軟件邏輯框圖如圖所示。下面以圖暗備用方式進(jìn)行分析。正常時(shí)母線Ⅲ

、Ⅳ分列運(yùn)行，斷開。1暗備用方式的AAT軟件原理(1)AAT裝置的啟動(dòng)方式方式一：由圖（c）分析可知，當(dāng)QF2在跳閘狀態(tài)，并滿足母線Ⅲ無進(jìn)線電流，母線Ⅳ有電壓的條件，Y9動(dòng)作，H4動(dòng)作，在Y11滿足另一輸入條件時(shí)合QF5，此時(shí)QF2處于跳閘位置，而其控制開關(guān)仍處于合閘位置，即當(dāng)二者不對(duì)應(yīng)就啟動(dòng)備用電源自動(dòng)投入裝置，這種方式為裝置的主要啟動(dòng)方式。

方式二：當(dāng)電力系統(tǒng)側(cè)各種故障導(dǎo)致工作母線Ⅲ失去電壓，此時(shí)分析圖（b）可知，在滿足母線Ⅲ進(jìn)線無電流，備用母線Ⅳ有電壓的條件，Y2動(dòng)作，經(jīng)過延時(shí)，跳開QF2，再由方式一啟動(dòng)備用電源自動(dòng)投入裝置，使QF5合閘。這種方式可看作是對(duì)方式一的輔助。

以上兩種方式保證無論任何原因?qū)е鹿ぷ髂妇€Ⅲ

失去電壓均能啟動(dòng)備用電源自動(dòng)投入裝置，并且保證QF2跳閘后QF5才合閘的順序，并且從圖的邏輯框圖中可知，工作母線Ⅲ與備用母線Ⅳ同時(shí)失去電壓時(shí)，裝置不會(huì)動(dòng)作；備用母線Ⅳ無電壓，裝置同樣不會(huì)動(dòng)作。(2)AAT“充電”功能從圖(c)中看到，當(dāng)滿足QF2、QF4在合閘狀態(tài)，QF5在跳閘狀態(tài)，工作母線Ⅲ有電壓，備用母線Ⅳ也有電壓，并且無裝置的“放電”信號(hào)，則Y5動(dòng)作，使t3“充電”，經(jīng)過10～15S的充電過程，為Y11的動(dòng)作做好了準(zhǔn)備，一旦Y11的另一輸入信號(hào)滿足條件，裝置即動(dòng)作，合上QF5。AAT裝置的充電條件①變壓器T1和T2分列運(yùn)行，即QF2處于合閘位置QF4出合閘位置，QF5出跳閘位置，所以與門Y1動(dòng)作②母線Ⅲ和母Ⅳ均有三相電壓，與門Y6動(dòng)作。（3）TTA裝置的“放電功能”當(dāng)滿足QF5在合閘狀態(tài)或者工作母線及備用母線Ⅳ無電壓，則t3瞬時(shí)“放電”，Y11不能動(dòng)作，即閉鎖裝置t3的放電條件①Q(mào)F5處于合閘位置②母線Ⅲ和母線Ⅳ均三項(xiàng)無三相電壓③備用方式一和備用方式二閉鎖投入（4）AAT裝置的動(dòng)作過程

①若工作變壓器T1故障，T1保護(hù)動(dòng)作信號(hào)經(jīng)H1使QF2跳閘。②工作母線Ⅲ發(fā)生短路故障，T1后備保護(hù)動(dòng)作信號(hào)經(jīng)H1