電力系統(tǒng)自動裝置 課件 第2章備用電源自動投入裝置

電力系統(tǒng)自動裝置第2章

備用電源自動投入裝置

重點

AAT裝置的工作原理；

微機型備用電源自動投入裝置。教學(xué)目的：掌握備用電源自動投入裝置含義、接線方式及基本要求，熟悉微機型備用電源自動投入裝置的特點、硬件結(jié)構(gòu)和軟件原理，掌握備用電源自動投入裝置參數(shù)整定原則及運行維護。2.1備用電源自動投入裝置的作用和要求一、備用電源自動投入裝置的含義和作用當(dāng)工作電源因故障被斷開后，能自動、迅速地將備用電源投入工作或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上，使負荷不至于停電的一種自動裝置備用電源自動投入裝置簡稱AAT裝置

定義裝設(shè)備用電源自動投入裝置的情況有:（1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電

（2）由雙電源供電的變電所和配電所,其中一個電源作為備用電源（3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線段（4）生產(chǎn)過程中某些重要的備用機組二、AAT裝置的備用方式

“明備用”方式一若備用電源在正常情況下不運行，處于停電備用狀態(tài)，只有在工作電源發(fā)生故障時才投入運行的備用方式，成為“明備用”正常運行時T1、T2投入，T0備用，即設(shè)專用的備用變壓器。（一）明備用方式“明備用”方式二正常運行時1QF、2QF、3QF投入，4QF斷開，即設(shè)專用的備用線路。（二）暗備用方式

“暗備用”方式一“暗備用”方式二“暗備用”是指兩個電源平時都作為工作電源各帶一部分自用負荷且均保留有一定的備用容量，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源承擔(dān)全部負荷的運行方式。靠母聯(lián)開關(guān)3QF取得互為備用采用備用電源自動投入裝置優(yōu)點

（1）提高供電的可靠性，節(jié)省投資

（2）簡化繼電保護（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓

三、對AAT裝置的基本要求為了實現(xiàn)這一要求，使備用電源斷路的合閘部分由供電元件受電側(cè)斷路器的動斷輔助觸點來啟動。①工作電源發(fā)生故障，工作斷路器尚未斷開時，就投入備用電源，也就是將備用電源投入到故障元件上，造成事故擴大②備用電源與工作電源不是取自同一點，往往存在電壓差或相位差，工作電源未斷開就投入備用電源，可能導(dǎo)致非同期并列。

工作電源斷開后，備用電源才能投入1①工作變壓器發(fā)生故障，繼電保護動作，使兩側(cè)斷路器跳閘②工作母線本身故障，繼電保護使斷路器跳閘③工作母線上的出線發(fā)生故障，而該出線斷路器或繼電保護拒絕動作，引起變壓器斷路器跳閘④變壓器斷路器誤跳閘（人為誤操作或保護誤動作）⑤系統(tǒng)故障，高壓工作電源電壓消失為了實現(xiàn)這一要求，AAT裝置在工作母線上應(yīng)設(shè)置獨立的低壓啟動部分，以保證在工作母線失壓時，AAT裝置可靠啟動工作母線突然失壓時AAT裝置應(yīng)能動作2

AAT裝置只應(yīng)動作一次

34AAT裝置動作時間應(yīng)使負荷停電的時間盡可能短

當(dāng)工作母線或引出線發(fā)生持續(xù)性故障，保護動作，切除工作電源，投入備用。因故障仍存在，保護動作將備用電源跳開，此時工作母線又失壓，若再次將備用電源投入，就會擴大事故，對系統(tǒng)造成不必要的沖擊。

原因考慮故障點應(yīng)有足夠的去游離時間，對于高壓電動機來說，停電時間短時殘壓高而帶來不利從工作電源失壓到備用電源投入恢復(fù)供電的這段停電時間，考慮電動機自起動，停電時間越短越好

5工作母線失去電壓時，應(yīng)檢查工作電壓無電流

備用電源無電壓時，AAT裝置不應(yīng)動作6

正常停電操作時，AAT裝置不應(yīng)起動7檢查工作電壓無電流的目的是防止TV二次側(cè)熔斷器熔斷而造成裝置誤動備用電源無電壓時，裝置動作也不能為負荷供電，即動作無意義。

用戶不用電或相關(guān)設(shè)備檢修，進行正常停電操作時，不需要投入備用電源

2.2備用電源自動投入的一次接線方案

當(dāng)主變T1、T2同時運行，而分段斷路器QF3斷開時，一次系統(tǒng)中T1和T2互為備用電源，此方案稱為暗備用接線方案。

當(dāng)主變T1故障，保護跳開QF1，或主變T1高壓側(cè)失壓，都會引起Ⅰ段母線失壓，無電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開。

檢查無電流條件的目的：為了防止Ⅰ段母線TV斷線而引起備用電源自投的誤動作。一、低壓母線分段斷路器自投方案

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（一）明備用接線方案

當(dāng)L1進線帶Ⅰ、Ⅱ段運行，即QF1、QF3在合閘位置，QF2在分閘位置時，線路L2是備用電源。若L2進線帶Ⅰ、Ⅱ段運行，即QF2、QF3在合閘位置，QF1在分閘位置時，線路L1是備用電源。

L1為運行狀態(tài)，L2為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅰ段母線失去電壓、無電流，L2線路有電壓、QF1確已斷開時合QF2。

L2為運行狀態(tài)，L1為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅱ段母線失去電壓、無電流，L1線路有電壓、QF2確已斷開時合QF1。

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（二）暗備用接線方案

如果兩段母線分列運行，即橋斷路器QF3在分閘位置，而QF1、QF2在合閘位置，此時L1和L2成為互為備用電源。

當(dāng)L1故障，保護跳開QF1，引起Ⅰ段母線失壓，無電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開。

圖示備用電源自投方案接線為明備用方案接線。L1和L2中只有一個斷路器在合閘位置，另一個在分閘位置，因此當(dāng)母線失壓，備用線路有電壓，并（或）無電流，即可斷開QF1（或QF2），合上QF2（或QF1）。該明備用方案的自投條件類似于內(nèi)橋斷路器自投方案中的明備用方案。

母線無電壓，線路L2有電壓，無電流，QF1確已斷開，合上QF2；

母線無電壓，線路L1有電壓，無電流，QF2確已斷開，合上QF1。

三、線路備自投方案

2.3微機型AAT裝置一、微機型AAT裝置的硬件結(jié)構(gòu)母線I、II的三相電壓幅值、頻率和相位，母線I、II的進線電流

當(dāng)QF2在跳閘狀態(tài)，并滿足母線Ⅰ無進線電流，母線Ⅱ有電壓的條件，Y4動作，H2動作，在滿足Y3另一輸入條件時合QF3，此時QF2處“跳閘”，而其控制開關(guān)仍處“合閘”，即當(dāng)二者不對應(yīng)就啟動AAT裝置，這種方式為裝置的主要啟動方式。

二、微機型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動方式方式一方式一

當(dāng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致工作母線Ⅰ失壓，圖(b)可知，在滿足母線Ⅰ進線無電流，備用母線Ⅱ有電壓的條件，Y6動作，經(jīng)過延時，H3動作，跳開QF2，再由方式一AAT裝置，使QF3合閘。這種方式可看作是對方式一的輔助。二、微機型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動方式方式一方式二

當(dāng)滿足QF2、QF5在合閘狀態(tài)，QF3在跳閘狀態(tài)，工作母線Ⅰ有電壓，備用母線Ⅱ也有電壓，并且無裝置的“放電”信號，則Y1動作，使t1“充電”，經(jīng)過10～15s充電，為Y3的動作做好了準(zhǔn)備，一旦Y3的另一輸入信號滿足條件，AAT裝置即動作，合上QF3。

2、裝置的閉鎖（1）“充電”過程方式一

當(dāng)滿足QF3在合閘狀態(tài)或者工作母線Ⅰ及備用母線Ⅱ無電壓，則t1瞬時“放電”，Y3不能動作，即閉鎖裝置。

2、裝置的閉鎖（2）“放電”過程方式一

當(dāng)AAT裝置動作，QF3合閘后，t1瞬時“放電”，若合閘于故障母線上，則QF3的繼電保護加速動作使QF3立即跳閘，此時母線Ⅰ無電壓，t1不能“充電”，裝置不能動作，保證了裝置只動作一次。

3、合閘于故障母線上方式一2.4

AAT裝置參數(shù)整定及運行維護（一）低電壓元件動作值的整定

1、整定原則：

當(dāng)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。一、AAT裝置參數(shù)整定2、整定條件BA躲過饋電線路或變壓器后發(fā)生短路時的母線殘壓躲過電動機自起動時母線上最低電壓低電壓元件的動作電壓一般取25%額定電壓（二）過電壓元件動作值的整定

當(dāng)正常運行時工作母線和備用母線在最低工作電壓時，過電壓繼電器應(yīng)保持動作狀態(tài)，因此過電繼電器應(yīng)按廠用母線允許最低運行電壓整定。一、AAT裝置參數(shù)整定一般過電壓元件動作電壓不低于70%額定電壓一、AAT裝置參數(shù)整定（三）AAT充電時間的整定（四）AAT動作時間的整定為保證斷路器切斷能力的恢復(fù)，AAT的充電時間應(yīng)不小于斷路器第二個“合閘→跳閘”間的時間間隔，一般間隔時間取10～15S。AAT動作時間是指因電力系統(tǒng)內(nèi)的故障使工作母線失壓跳開工作母線受電側(cè)斷路器的延時時間。一、AAT裝置參數(shù)整定（五）低電流元件動作值的整定（六）合閘加速保護時間的整定

采用低電流元件的作用：防止TV二次回路斷線時AAT誤起動；同時兼作斷路器跳閘的輔助判據(jù)。

低電流元件動作值可取TA二次額定電流的8%（如TA二次額定電流為5A時，低電流元件動作值為0.4A）。

合閘加速保護電流元件的動作值應(yīng)保證該母線上短路故障時不低于1.5的靈敏度；當(dāng)加速保護有復(fù)合電壓起動時，負序電壓可取7V（相電壓）、正序電壓可取50～60V；加速時間取3S。1.裝置運行及巡視檢查

1檢查運行回路的低電壓元件應(yīng)處于動作狀態(tài)，閉鎖中間元件應(yīng)勵磁，且無其他異常現(xiàn)象。檢查備自投裝置的投退開關(guān)位置應(yīng)正確，電壓和時間等元件整定值正確。在有兩臺變壓器工作的變電所，當(dāng)工作變壓器跳閘、備用變壓器投入后，應(yīng)檢查負荷情況，以防止變壓器過負荷。

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3二、裝置運行維護2.裝置的異常處理1若備自投裝置在母線失壓后不動作或開關(guān)合不上，應(yīng)匯報調(diào)度，安排處理。若運行中出現(xiàn)“交流電壓斷線”或“直流電源消失”信號，應(yīng)停用備自投裝置，并查出原因，予以消除。23.裝置動作后處理(1)動作成功后的處理1)恢復(fù)音響信號及備自投裝置的動作掉牌信號。當(dāng)備用電源投入成功時，該路紅燈閃光，電流表應(yīng)有指示，同時原運行的斷路器綠燈也閃光，這時應(yīng)將原備用線路的開關(guān)由“分后”轉(zhuǎn)至“合后”位置，再將原運行斷路器的控制開關(guān)由“合后”轉(zhuǎn)至“分后”位置。操作完畢查明母線失壓情況，向調(diào)度員匯報并作好記錄，善后的工作和運行方式按調(diào)度命令執(zhí)行。2)3)(2)動作不成功的處理備自投裝置動作，備用設(shè)備（線路或變壓器）投入后，備用設(shè)備又跳閘，不允許再進行試送，因為此種情況可能是一次設(shè)備發(fā)生了永久性故障。

小結(jié)

備用電源自動投入裝置是指當(dāng)失去工作電源后，能迅速自動地將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動切換到備用電源上去,使用戶不至于停電的一種裝置,簡稱AAT裝置。AAT裝置結(jié)構(gòu)簡單，可大大提高供電可靠性，廣泛用于發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)或變、配電所的所用電系統(tǒng)中。通常采用兩種備用方式，即：明備用和暗備用，設(shè)有可見的專用備用電源的稱為明備用，互為備用的稱為暗備用。

對AAT裝置的基本要求是：動作原因--工作母線突然失壓；動作次序--工作電源先斷，備用電源后投；動作次數(shù)--只動作一次；動作時間--使負荷中斷供