《水電站自動(dòng)化》-備用電源自動(dòng)投入裝置

案例1：2003年8月14日北美東部發(fā)生最大停電事故

2003年8月14日北美東部發(fā)生有史以來(lái)最大的停電事故，100多個(gè)發(fā)電廠和幾十條高壓輸電線路停運(yùn)，紐約市當(dāng)晚發(fā)生60起火災(zāi)，9座核電站和11個(gè)核反應(yīng)堆被迫關(guān)閉，波及24000km2，損失負(fù)荷61.8GW=61800MW（大約相當(dāng)于3個(gè)三峽），停電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)29h，受停電影響的人口約5000萬(wàn)人，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)300億美元?！端娬咀詣?dòng)化》精品課程案例2：2006年7月河南因電網(wǎng)故障大面積停電

2006年7月1日晚8時(shí)，河南電網(wǎng)進(jìn)入用電高峰，500千伏嵩鄭雙回線路突然發(fā)生故障先后跳閘，造成豫西、豫中部分220千伏線路過(guò)載跳閘，電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)波動(dòng)。三門峽、洛陽(yáng)、濟(jì)源、開(kāi)封等地區(qū)受到影響，河南省經(jīng)歷了一場(chǎng)多年罕見(jiàn)的電力故障。鄭州市區(qū)大面積停電，大街小巷的燈光突然忽明忽暗，不少市民將家里所有電器的電源拔掉。約5分鐘后，鄭州市大片區(qū)域陷入黑暗之中。

《水電站自動(dòng)化》精品課程模塊7備用電源自動(dòng)投入裝置

主講人：曹利剛

院部：機(jī)電工程分院時(shí)間：2014年6月5日《水電站自動(dòng)化》精品課程《水電站自動(dòng)化》精品課程項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論1、備用電源自動(dòng)投入裝置的定義備用電源自動(dòng)投入裝置簡(jiǎn)稱BZT裝置當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)后，能自動(dòng)、迅速地將備用電源投入工作或?qū)⒂脩羟械絺溆秒娫瓷?，使?fù)荷不至停電的一種自動(dòng)裝置。

《水電站自動(dòng)化》精品課程2、備用電源自動(dòng)投入裝置的發(fā)展過(guò)程項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論

電磁（整流）型晶體型

集成電路型微機(jī)型《水電站自動(dòng)化》精品課程3、備用電源自動(dòng)投入裝置的優(yōu)點(diǎn)項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論（1）提高供電的可靠性，節(jié)省投資（2）簡(jiǎn)化繼電保護(hù)（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓

在線路因?yàn)樗矔r(shí)故障一旦被保護(hù)斷開(kāi)后，由自動(dòng)重合閘裝置可再進(jìn)行一次重合閘，往往就能恢復(fù)原工作電源向負(fù)荷供電。但當(dāng)工作電源永久性故障跳閘后必須投入另一路備用電源，才能保證連續(xù)供電?！局豢膳浜鲜褂茫豢苫槿〈俊端娬咀詣?dòng)化》精品課程4、備自投裝置與自動(dòng)重合閘裝置的本質(zhì)區(qū)別項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論《水電站自動(dòng)化》精品課程5、裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置的原則項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論（1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。（2）有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開(kāi)作為備用。（3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線端。（4）生產(chǎn)過(guò)程中某些重要的備用機(jī)組，如給水泵、循環(huán)水泵等?！端娬咀詣?dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論1工作電源先切，備用電源后投當(dāng)工作電源發(fā)生故障時(shí)，工作斷路器尚未斷開(kāi)時(shí)，就投入備用電源，將會(huì)造成事故擴(kuò)大。備用電源和工作電源存在電壓差或相位差，工作為退出就投入備用，導(dǎo)致非同期并列。＋備用電源斷路器的合閘部分，由供電元件受電側(cè)斷路器的動(dòng)斷觸點(diǎn)來(lái)啟動(dòng)【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】《水電站自動(dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論2工作母線突然失壓時(shí)BZT應(yīng)能動(dòng)作工作變壓器發(fā)生故障、繼電保護(hù)動(dòng)作，使兩側(cè)斷路器跳閘工作母線本身故障繼電保護(hù)使斷路器跳閘。＋BZT在工作母線上應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的低壓?jiǎn)?dòng)部分【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】＋工作電源突然停止供電。＋……《水電站自動(dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論3BZT裝置只動(dòng)作一次當(dāng)工作母線或引出線發(fā)生永久性故障，保護(hù)動(dòng)作，切除工作電源，投入備用。因故障仍存在，備用電源跳開(kāi)，工作母線又失壓，若備用電源再次投入，就會(huì)擴(kuò)大事故，對(duì)系統(tǒng)造成沖擊。設(shè)置斷路器的合閘脈沖，使其只能合閘一次【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】《水電站自動(dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論4BZT裝置應(yīng)使負(fù)荷中斷供電時(shí)間盡可能短（1-1.5S）從失壓到恢復(fù)供電，考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)，停電時(shí)間越短越好。設(shè)置斷路器的合閘脈沖，使其只能合閘一次【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】停電時(shí)間過(guò)短，電動(dòng)機(jī)殘壓高，導(dǎo)致電機(jī)損傷?！端娬咀詣?dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論5工作母線TV二次側(cè)熔斷器熔斷時(shí)，BZT不應(yīng)動(dòng)作TV二次側(cè)斷線時(shí)，但一次側(cè)回路正常，母線仍然正常工作，此時(shí)備自投不應(yīng)動(dòng)作。BZT裝置應(yīng)予以閉鎖【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】《水電站自動(dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論6備用電源無(wú)壓時(shí)，BZT不應(yīng)動(dòng)作即使動(dòng)作也不能使負(fù)荷供電。加裝有壓鑒定功能【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】《水電站自動(dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論7正常停電操作時(shí)，BZT不應(yīng)動(dòng)作如手動(dòng)跳閘，工作電源不是因故障退出運(yùn)行。加裝閉鎖功能【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】《水電站自動(dòng)化》精品課程6、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論8投入故障時(shí)，BZT應(yīng)加速動(dòng)作因故障性質(zhì)已經(jīng)確定，可實(shí)現(xiàn)快速切除故障。縮短BZT投入時(shí)間【原因】【實(shí)現(xiàn)方法】◆明備用：若備用電源在正常情況下不運(yùn)行，處于停電備用狀態(tài)，只有在工作電源發(fā)生故障時(shí)才自動(dòng)投入運(yùn)行的備用方式。◆暗備用：是指兩個(gè)電源平時(shí)都作為工作電源各帶一部分自用負(fù)荷且均保留有一定的備用容量，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源承擔(dān)全部負(fù)荷的運(yùn)行方式?！端娬咀詣?dòng)化》精品課程7、備自投裝置的電源備用方式項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論《水電站自動(dòng)化》精品課程7、備自投裝置的電源備用方式項(xiàng)目19備用電源自動(dòng)投入裝置的基本理論圖19.1

BZT裝置一次接線舉例（a）~（d）明備用（e）、（f）暗備用《水電站自動(dòng)化》精品課程低電壓繼電器過(guò)電壓繼電器時(shí)間繼電器信號(hào)繼電器閉鎖繼電器BZT切換開(kāi)關(guān)備用電源退出開(kāi)關(guān)跳閘線圈跳閘線圈合閘線圈8、暗備用原理接線圖介紹《水電站自動(dòng)化》精品課程9、工作原理分析（1）正常運(yùn)行狀態(tài)◆一次回路6個(gè)隔離開(kāi)關(guān)均為閉合狀態(tài)?！簪?、Ⅱ母線電壓正常?！?KT、2KT不動(dòng)作?！鬕M處于勵(lì)磁狀態(tài)，但不發(fā)合閘脈沖。《水電站自動(dòng)化》精品課程9、工作原理分析(2)Ⅰ段母線失壓后的BZT投入過(guò)程◆一次回路6個(gè)隔離開(kāi)關(guān)均為閉合狀態(tài)?！簪?、Ⅱ母線電壓正常?！?KT、2KT不動(dòng)作?！鬕M處于勵(lì)磁狀態(tài)，但不發(fā)合閘脈沖。Ⅱ段母線失壓與Ⅰ段失壓動(dòng)作過(guò)程相同。《水電站自動(dòng)化》精品課程9、工作原理分析(3)遇永久性故障時(shí)，BZT只動(dòng)作一次若合