備自投基本原理及應用教學內容

備自投裝置(zhuāngzhì)

的基本原理及應用第一頁，共53頁。兩條電源進線、兩段母線(mǔxiàn)、兩臺主變第二頁，共53頁。兩條電源(diànyuán)進線、兩段母線、兩臺主變第三頁，共53頁。備用電源自動投入裝置,是當工作電源因故障跳閘后，自動迅速地將備用電源投入的一種自動裝置(簡稱備自投裝置)。它可以提高供電可靠性、簡化繼電保護配置、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)(liánxù)可靠供電的重要手段。備自投裝置(zhuāngzhì)的作用第四頁，共53頁。1、工作電源:用于正常運行時給負荷或母線供電的獨立電源。2、備用電源:投入后給失電的負荷或母線恢復供電的獨立電源。3、備用電源自動投入裝置:用于備用變壓器、備用線路(xiànlù)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。一、備自投裝置(zhuāngzhì)的基本概念第五頁，共53頁。①進線備自投方式母線上的兩條電源進線正常時一條工作(gōngzuò)、一條備用，當工作(gōngzuò)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。二備自投常用(chánɡyònɡ)的方式第六頁，共53頁。②母聯(lián)（分段(fēnduàn)）備自投方式兩段母線正常時均投入，分段(fēnduàn)斷路器斷開，兩段母線互為備用，當一段母線因電源進線故障造成母線失去電壓時，備自投動作將分段(fēnduàn)斷路器自動投入。

第七頁，共53頁。在選擇備自投功能時則一定不可以投入低電壓保護，以免沖突引起拒動或誤動。母線備自投：兩條線路分別連接在斷開的母聯(lián)開關相連的兩條母線上。（1）正常運行(yùnxíng)：兩段母線電壓正常，兩線路相連開關閉合，母聯(lián)開關斷開。（2）備自投正向動作條件：裝置正向運行(yùnxíng)，一段母線失壓，另外一段母線電壓正常；無外部閉鎖開關量輸入。當滿足條件后，先跳開失壓線路開關，經延時后合上分段開關。第八頁，共53頁。（3）如果PT裝在線路側而非母線側，可以逆向動作，恢復到原有運行方式。逆向動作需要滿足的準備(zhǔnbèi)條件：一段進線電壓正常，分段開關合閘，一條線路開關斷開，另一條閉合。滿足準備(zhǔnbèi)條件后若干秒裝置切換到逆向運行方式。逆向動作條件：裝置逆向運行，失電進線電壓回復正常，無外部閉鎖開關量輸入。滿足逆向條件后，經延時跳開分段開關，確認后合上原失電開關。這種方式對無人值守變電站有意義。第九頁，共53頁。母聯(lián)自投充電條件一般為：①母聯(lián)自投壓板投入；②母聯(lián)閉鎖(bìsuǒ)信號斷開；③1#進線有壓；④2#進線有壓；⑤1#進線開關合位；⑥2#進線開關合位；⑦母聯(lián)開關分位。第十頁，共53頁。①1#進線無壓；②1#進線無流；③2#進線有壓④母聯(lián)自投充電完成(wánchéng)母聯(lián)自投保護動作閉鎖所需條件：①復合電壓（低電壓和負序電壓）過流保護動作閉鎖②過負荷保護動作閉鎖③PT斷線閉鎖④手動及遙控分閘閉鎖⑤延時時間內來電閉鎖母聯(lián)自投保護動作(dòngzuò)所需判別條件：

第十一頁，共53頁。其邏輯關系一般(yībān)為：

第十二頁，共53頁。

③變壓器備自投方式

兩臺變壓器一臺工作、一臺備用，當工作變壓器故障，母線失去(shīqù)電壓時，備自投動作將備用變壓器自動投入。

備自投常用(chánɡyònɡ)的方式：①進線備自投方式②母聯(lián)（分段）備自投方式③變壓器備自投方式第十三頁，共53頁。變電站一次接線方式較多，但備自投原理比較簡單，不管多復雜的備自投方式，都是下面介紹的兩種備自投方式的組合：㈠、變壓器備自投方式及低壓分段開關(kāiguān)自投方式㈡、進線備自投方式及高壓分段開關(kāiguān)備自投方式三、變電站常用(chánɡyònɡ)的備自投方式第十四頁，共53頁。㈠、變壓器備自投方式(fāngshì)及低壓分段開關自投方式(fāngshì)圖A.1兩條電源進線、兩段母線(mǔxiàn)、兩臺主變圖A.2一條(yītiáo)電源進線、兩段母線、兩臺主變第十五頁，共53頁。②“充電”條件：a)10KVⅠ母、Ⅱ母均有電壓;b)4DL開關合位，5DL開關分位，6DL合位；c)備投控制字投入；d)備投壓板投入。

③“放電”條件：a)備投保護動作出口；b)有外部閉鎖信號(xìnhào)④備自投啟動條件10KVI、II母線無電壓，1#主變低壓側無電流，110kvII母線有電壓。⑤備自投動作過程1#主變故障主保護動作使其高、低壓側開關跳閘或高、低壓側開關誤跳10KVI、II母線失壓且1#主變低壓側無電流備自投啟動延時后追跳1#主變低壓側4DL開關檢查1#主變低壓側斷路器4DL已斷開，且110kvII母線有電壓經延時先合上2#主變高壓側2DL開關，再經延時合上2#主變低壓側5DL開關。`A變壓器備自投方式(fāngshì)圖1.兩條電源進線、兩段母線(mǔxiàn)、兩臺主變

①運行條件10kV母聯(lián)6DL合上，1#主變兩側斷路器(1DL,4DL)合上，2#變壓器兩側斷路器(2DL,5DL)斷開，1#主變帶兩段低壓母線運行，2#主變備自投（要注意備用變壓器中性點刀閘的位置）。第十六頁，共53頁。②“充電”條件：a）Ⅰ母、Ⅱ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。③“放電”條件：a）7DL合位b）I1+I2>Ic)備投保護動作出口；d)有外部閉鎖(bìsuǒ)信號。④備自投啟動條件10KVII母線無電壓，2#主變低壓側無電流，10kvI母線有電壓。⑤備自投動作過程2#主變故障主保護動作使其高、低壓側開關跳閘或高、低壓側開關誤跳10KVII母線失壓且2#主變低壓側無電流備自投啟動延時后追跳2#主變低壓側6DL開關檢查2#主變低壓側斷路器6DL已斷開，且10kvI母線有電壓經延時合上低壓母線分段斷路器7DL。`B低壓(dīyā)分段備自投方式圖2、一條(yītiáo)電源進線、兩段母線、兩臺主變①運行條件兩臺主變投入運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。第十七頁，共53頁。㈡、進線備自投方式(fāngshì)及高壓分段開關備自投方式(fāngshì)圖3、兩條電源進線，兩段110kV母線(mǔxiàn)，兩臺主變圖4、兩條電源進線，兩段110kV母線(mǔxiàn)，兩臺主變第十八頁，共53頁。②“充電”條件a）110KVⅠ母、Ⅱ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。③“放電”條件a）備投保護動作出口；b）有外部閉鎖(bìsuǒ)信號。④備自投啟動條件110kV母線無電壓，進線一無電流，進線二有電壓。⑤備自投動作過程當電源進線一線路故障使1DL跳閘或誤跳110kV母線失壓且進線一無電流進線備自投啟動延時后追跳1DL檢查1DL斷路器已斷開，且進線二有電壓延時后合上2DL。A進線備自投(zìtóu)圖3、兩條電源進線，兩段110kV母線(mǔxiàn)，兩臺主變①運行條件電源進線一運行，帶兩段110kV母線，電源進線二熱備用，兩臺主變運行或一運行一備用。第十九頁，共53頁。②“充電”條件(tiáojiàn)：a）110KVⅠ母、Ⅱ母均有壓；b）1DL、2DL合位，5DL分位；c)備自投控制字投入；d)備投壓板投入。③“放電”條件(tiáojiàn)：a）5DL合位b)備投保護動作出口；c)有外部閉鎖信號。④備自投啟動條件(tiáojiàn)110KVII母無電壓，故障線路2DL無電流，110kVI母有電壓（或檢備用電源進線有電流）⑤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側分段備自投啟動延時后追跳故障側斷路器2DL檢查2DL斷路器已斷開且110kVI母有電壓延時后合上分段斷路器5DL。B高壓分段(fēnduàn)開關備自投圖4、兩條電源進線，兩段110kV母線，兩臺(liǎnɡtái)主變運行①運行條件電源進線一和電源進線二皆運行，分別帶兩段110kV母線，110kV分段斷路器熱備用，兩臺主變運行或一運行一備用。第二十頁，共53頁。110kV內橋接線方式此接線方式一般考慮配置兩套備自投裝置(zhuāngzhì)，一套為進線/高壓分段備自投裝置(zhuāngzhì)、另一套為低壓分段備自投裝置(zhuāngzhì)。110kV內橋接線(jiēxiàn)方式圖5、110kV內橋接線(jiēxiàn)第二十一頁，共53頁。備自投動作(dòngzuò)邏輯備自投動作邏輯中設有閉鎖條件、啟動(qǐdòng)條件、檢查條件。當啟動(qǐdòng)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，在動作判別中設計有充電條件,只有充滿電后才開放出口邏輯。第二十二頁，共53頁。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，以免備用電源合閘于故障；5）檢查備用電源是否(shìfǒu)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。備自投動作基本遵循(zūnxún)的原則：第二十三頁，共53頁。1、備用側的電壓應處于正常運行范圍，備用設備應處于正常的準備狀態(tài)下，備自投裝置方可動作。2、工作電源側的電壓應低于預定數(shù)值，并且持續(xù)時間大于預定時間，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備上時應加速跳閘，閉鎖備自投裝置。4、邏輯回路應有PT斷線閉鎖功能(gōngnéng),手動跳閘閉鎖及保護閉鎖功能(gōngnéng)。四、備自投裝置(zhuāngzhì)的運行原則第二十四頁，共53頁。5、備自投裝置動作(dòngzuò)后先追跳工作電源斷路器，確認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。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。7、站內如有兩套及以上備自投裝置，則各級備自投裝置應相互配合。

第二十五頁，共53頁。8、在兩臺電源設備（互為暗備用時）同時運行在重負荷情況下，如存在一臺電源設備故障跳閘有可能造成另一臺電源設備過負荷的情況時，可采取如下措施：①電流自投，通過電流的整定，允許變壓器在一定負荷范圍內備用自投。②負荷聯(lián)切，即通過備自投裝置動作后聯(lián)切一部分負荷，同時應閉鎖這些線路的重合閘。聯(lián)切負荷時應根據(jù)負荷性質(xìngzhì)來整定，逐級切除非重要用戶。

第二十六頁，共53頁。9、備用電源斷路器上需裝設相應的繼電保護裝置（如：自動投入故障母線或故障設備的保護措施），并應與上、下相鄰的斷路器保護相配合，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。10、調度(diàodù)部門應結合每年遠切負荷、緊急事故拉閘序位表、低周方案等穩(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荷恢復。

第二十七頁，共53頁。11、站內如有有源線路(小水電，小火電)及調相機，則應在追跳運行開關的同時聯(lián)切有源線路及調相機。12、站內如有無功補償電容器則備自投啟動后應聯(lián)切電容器。如配置(pèizhì)有低電壓保護，也可以考慮由低電壓保護動作切除電容器，但應考慮時間配合。13、站內母線上如有接地變壓器帶消弧線圈，應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切除接地變壓器。110kV及以上中性點有效接地的系統(tǒng)中，要防止備自投動作后系統(tǒng)失去有效的中性點接地。

第二十八頁，共53頁。14、新建變電站時應配置低壓分段和主變備投，根據(jù)接線形式，結合備自投導則確定是否需要配置進線和高壓分段備投；低壓分段和主變備投應能自適應，并由一套裝置完成；備自投裝置應具有合電流閉鎖功能(gōngnéng)。15、備自投的投入方式應嚴格遵循湖北省電力公司企業(yè)標準《變電站備用電源自動投入裝置技術導則》。

第二十九頁，共53頁。1、應該有備用電源或備用設備。2、當滿足動作條件，又無閉鎖條件時，備自投只允許(yǔnxǔ)動作一次。3、不管工作電源的斷路器是否跳開，均應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備。4、備用電源的母線電壓滿足要求。電壓互感器應該安裝在母線處。如果是雙母線，都應該安裝。取線路側電壓也可以。5、備自投裝置應能實現(xiàn)PT斷線閉鎖功能，合電流閉鎖功能，手動跳閘閉鎖及保護閉鎖功能。6、強調時差的配合，既保證追跳和自投的時間差合理，可靠，又保證失壓時間短?？傊?，備自投的基本運行(yùnxíng)原則是：第三十頁，共53頁。五、備自投裝置的二次回路

（一）四方CSC-246微機(wēijī)備自投交流回路第三十一頁，共53頁。（二）、四方(sìfāng)CSC-246備自投直流回路第三十二頁，共53頁。一）、說明：1、備自投裝置接線已按設計圖接入，裝置取變電站10KV5#、6#母線A、B、C相電壓；主變低壓側開關（51、52）B相電流(diànliú)；接入開關量有：51、52手跳接點，51、52、01、02開關TWJ位置接點，53開關TWJ位置接點。裝置可分合51、52及合01、02、53開關。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(diànliú)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備自投及變壓器備自投方案加用。六、備自投裝置的試驗(shìyàn)方案第三十三頁，共53頁。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。注意一次運行方式倒換時，二次作相應變換的安全措施。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。注意一次運行方式倒換時，二次作相應變換的安全措施。3、斷開跳、合01、51、02、52、53開關的出口(chūkǒu)壓板。作那一套試驗，壓那一套相關的壓板。注意一次運行方式倒換時，二次作相應變換的安全措施。

第三十四頁，共53頁。三）、帶開關整組試驗：①、低壓分段備自投試驗a、運行方式(fāngshì)：1#、2#主變并列運行，53開關停用（拉開531、532刀閘）b、模擬1#變主保護動作，造成10KV1#母線失壓，備自投動作追跳51開關后合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#主變開關偷跳時，造成10KV1#母線失壓，備自投合上53開關。（壓上：合53壓板）

第三十五頁，共53頁。②、主變備自投試驗a、運行方式：①：1#主變經53開關送全站負荷，2#主變停用，斷開2#主變聯(lián)跳53壓板。②：2#主變經53開關送全站負荷，1#主變停用，斷開1#主變聯(lián)跳53壓板。b、模擬(mónǐ)1#主變故障，造成10KV母線失壓，備自投追跳51開關后合02、52。（壓上：跳51，合02、52壓板）c、模擬(mónǐ)PT斷線時，備自投可靠不動d、模擬(mónǐ)主變低壓側開關手動分閘，備自投可靠不動e、模擬(mónǐ)主變保護動作，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

第三十六頁，共53頁。七、微機(wēijī)備自投裝置的應用南瑞RCS-9651C許繼WTB-820系列(xìliè)四方CSC-246（一）變電站常用(chánɡyònɡ)的備自投裝置第三十七頁，共53頁。1、微機線路備自投保護裝置（以下簡稱備自投）核心部分(bùfen)采用高性能單片機，包括CPU模塊、繼電器模塊、交流電源模塊、人機對話模塊等構成，具有抗干擾性強、穩(wěn)定可靠、使用方便等優(yōu)點。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通訊接口實現(xiàn)遠程控制。3、裝置采用交流不間斷采樣方式采集到信號后實時進行傅立葉法計算，能精確判斷電源狀態(tài)，并實施延時切換電源。4、備自投具有在線運行狀態(tài)監(jiān)視功能，可觀察各輸入電氣量、開關量、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。（二）微機備自投裝置(zhuāngzhì)的特點第三十八頁，共53頁。（三）微機備自投裝置使用說明

A、CSC-246備用(bèiyòng)電源自投裝置1.1備投方式及正常運行時的狀態(tài)①、備投方式：為10KV母聯(lián)或1＃、2#變壓器備用備自投自適應方式（裝置所帶保護功能退出）。②、指示燈：裝置面板液晶屏左側設置(shèzhì)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。第三十九頁，共53頁。③、面板(miànbǎn)指示燈含義對照表第四十頁，共53頁。1.2壓板(yābǎn)名稱及作用第四十一頁，共53頁。①面板上信號指示燈（6個）1、運行燈：綠燈，裝置正常運行時，每秒閃爍5次，如果閃爍不正常表示裝置處于不正常運行狀態(tài)。2、跳閘燈：紅燈，裝置正常運行時熄滅，裝置動作于跳閘時點亮，保持到有復歸命令發(fā)出(fāchū)。3、合閘燈：紅燈，正常運行時熄滅，裝置動作于合閘時點亮，保持到有復歸命令發(fā)出(fāchū)。4、告警燈：紅燈，正常運行時熄滅，保護動作或裝置發(fā)生故障時點亮，保持到有復歸命令發(fā)出(fāchū).5-6、備用：共兩個信號燈，備用熄滅狀態(tài)。B、許繼WBT-822備用電源自投裝置

1.1正常運行(yùnxíng)時的狀態(tài)a、第一屏主信息圖顯示本裝置一次側接線原理圖,同時顯示一次側電流(diànliú)、電壓值及其它實時參數(shù)。b、進線二自投充電狀態(tài)（2#變自投充電狀態(tài)）（C1）c、進線一自投充電狀態(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，從上至下為1-3；狀態(tài)為假時不顯。②液晶面板信息顯示：第四十二頁，共53頁。1.2壓板名稱(míngchēng)及作用第四十三頁，共53頁。C、南瑞RCS-9651C備用(bèiyòng)電源自投裝置1.1正常運行時的狀態(tài)(zhuàngtài)①、指示燈說明裝置正常運行時，“運行”燈應亮，告警指示燈（黃燈）應不亮。按“信號復歸”按鈕，復歸所有跳閘指示燈，并使液晶顯示處于正常顯示主畫面。②、液晶屏幕主畫面方式1和2：對應1#和2#進線(或變壓器)互為明備用的兩種動

作方式。方式3和4：對應通過(tōngguò)分段(或橋)斷路器實現(xiàn)Ⅱ母和Ⅰ母互為暗備用的兩種動作方式。第四十四頁，共53頁。

③、裝置自檢報告裝置能存儲64次裝置自檢報告，保護裝置運行中，硬件(yìnɡjiàn)自檢出錯或系統(tǒng)運行異常將立即顯示自檢報告，當一次自檢報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：第四十五頁，共53頁。1.2、壓板名稱(míngchēng)及作用第四十六頁，共53頁。（1）備自投裝置(zhuāngzhì)投運前必須完成裝置(zhuāngzhì)調試和整組調試。改造或新增裝置(zhuāngzhì)調試時不帶實際斷路器，采用模擬斷路器的方式進行。在裝置(zhuāngzhì)調試完畢后，安裝單位應編寫出整組調試方案，經本單位主任工程師審核簽字后報公司生產技術部。生產技術部復核方案后協(xié)同調度部門安排整組試驗，調度部門應及時安排運行方式，確保整組調試正常進行。（2）安裝調試完畢后安裝單位應向變電運行單位提交運行說明，經二次專責工程師審核后下發(fā)執(zhí)行，并報送生產技術部和調度部門。（3）運行單位應對備自投裝置(zhuāngzhì)進行嚴格驗收，整組調試必須全過程參與。八、備自投安裝、驗收工作中應注意(zhùyì)的問題第四十七頁，共53頁。（1）在進行備自投的定檢前，要采取相應的安全措施，做好外回路風險點的拆除與記錄，避免試驗時相鄰保護及運行設備發(fā)生(fāshēng)誤動的事故。（2）在對備自投進行定檢時，因兩路電源進線不可能同時停電，給備自投的傳動試驗帶來很大的風險與困難。校驗備自投裝置時可不進行帶斷路器的整組試驗，可通過檢查出口接點是否導通的方式進行。也可以結合進線開關輪停的檢修方式、采取分步傳動的試驗方法進行。九、備自投裝置(zhuāngzhì)的定檢及考核管理第四十八頁，共53頁。（3）備自投裝置新安裝第一年內必須做一次校驗，以后每三年進行一次校驗