自動裝置應(yīng)用

1、變電站自動裝置應(yīng)用劉文峰動裝置在變電站的應(yīng)用動裝置在變電站的應(yīng)用 變電站自動裝置主要是指備用電源自動投入裝置（APD）和線路自動重合閘裝置（ARD）。備用電源自動投入裝置是在設(shè)有兩路及以上的電源進(jìn)線或設(shè)備，在工作電源因故障被斷開后，能自動而且迅速地將備用電源或備用設(shè)備投入工作。自動重合閘裝置普遍裝設(shè)于有架空線路的饋出線保護(hù)中，當(dāng)線路發(fā)生瞬時性故障時，由繼電保護(hù)配合跳閘后實(shí)現(xiàn)自動重合，自動裝置從繼電器式發(fā)展到今天的微機(jī)保護(hù)式，功能更加完備，可靠性更強(qiáng)。一、備用電源自動投入裝置（一、備用電源自動投入裝置（APD） APD從其電源備用方式上可分成兩大類：第一種備用方式是裝設(shè)專用的備用變壓器或備用線路

2、，稱為明備用方式。 上圖（a）所示是有一條工作線路和一條備用線路的明備用情況，APD裝在備用進(jìn)線斷路器上。正常運(yùn)行時，備用線路斷開，當(dāng)工作線路因故障或其他原因失去電壓后，工作線路斷路器跳閘，APD立即將備用線路自動投入運(yùn)行。 第二種備用方式是不裝設(shè)專用的變壓器或備用線路，稱為暗備用方式。上圖（b）所示是兩條獨(dú)立工作的工作線路分別供電的暗備用情況，APD裝設(shè)在母線分段斷路器上。一種工作方式是分段斷路器合態(tài)，用兩路電源斷路器實(shí)現(xiàn)互為備用。另一種是分段斷路器分態(tài)，兩路電源斷路器合態(tài)供各對應(yīng)饋出線，當(dāng)其中一條電源線路因故障或者其他原因失電時，失壓線路的斷路器分開，用分段斷路器實(shí)現(xiàn)備用電源供給。安裝AP

3、D原則 供配電系統(tǒng)中，安裝APD原則是：變電所的所用電；由雙電源供電且其中一個電源經(jīng)常斷開可以作為備用的變電站所；有備用變壓器或互為備用的母線段的降壓變電站所；某些重要的備用機(jī)組。使用APD的具體要求 （1）應(yīng)保證在工作電源或設(shè)備斷電后，APD才能將備用電源投入。 （2）當(dāng)工作電源電壓不論何種原因消失時，APD均應(yīng)動作。 （3）應(yīng)保證APD只能動作一次，避免將備用電源多次投入到永久性故障元件上。 （4）APD動作時間以11.5S為宜，低電壓場合可減小到0.5S。 （5）若電源上級裝設(shè)重合閘時，優(yōu)先重合閘恢復(fù)送電。 （6）工作電源的正常停電操作及兩路電源同時失去電壓時APD不動作，即具有閉鎖備自

4、投的功能。 （7）電壓互感器兩側(cè)熔絲熔斷時，APD不動作。電流互感器二次斷線或電流為零時不動作，即檢無電流和檢無電壓后方可動作。高壓雙電源互為明備用的APD裝置 工作原理 QF1、QF2為兩路進(jìn)線電源的斷路器，假定電源1為工作電源，TV1、TV2均帶電，低電壓繼電器KV1KV4不動作，常閉觸點(diǎn)打開，切斷了APD啟動回路的時間繼電器KT1。用低電壓繼電器KV1、KV2及KV3、KV4的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，可防止電壓互感器因一相熔斷器熔斷而引起的APD誤動作。 當(dāng)工作電源1停電后，工作線路失壓，則低電壓繼電器KV1、KV2動作，其常閉觸點(diǎn)閉合，啟動時間繼電器KT1，經(jīng)過整定時間t后，延時觸點(diǎn)閉合，經(jīng)信號

5、繼電器KS1和跳閘線圈YR1，使斷路器QF1跳閘，跳閘后其常閉輔助觸點(diǎn)復(fù)歸閉合，通過防跳中間繼電器KM2常閉觸點(diǎn)閉合，使斷路器QF2合閘，備用電源2投入工作。QF2合閘后，其常開輔助觸點(diǎn)閉合，KM2啟動，其常閉觸點(diǎn)打開，切斷了QF2的合閘回路，從而保證QF2只動作一次。當(dāng)工作電源2為工作電源時，動作情況以此類推。2、微機(jī)保護(hù)式備自投、微機(jī)保護(hù)式備自投 以北恒綜保BHE345裝置為例說明工作原理： 裝置動作邏輯控制條件分為允許條件和閉鎖條件。當(dāng)允許條件滿足時，閉鎖條件不滿足時，備自投動作出口。為防止備自投裝置重復(fù)動作，在每一個備自投動作邏輯中設(shè)一個“充電”計數(shù)器， 其充電條件是：1、所有條件都滿

6、足。2、時間超過15S。以上條件同時滿足后為“充電”狀態(tài)。其放電條件為：1、任何一個閉鎖條件滿足。2、備自投動作出口。以上任何一個條件滿足，立即對該計數(shù)器“放電”清零。 APD提供兩種備用自投方案，可分別適用于母聯(lián)開關(guān)和橋開關(guān)。以安裝于母聯(lián)開關(guān)為例說明。 用于母聯(lián)斷路器時，有兩種自投邏輯，自投一和自投二。裝置擔(dān)負(fù)母線分段斷路器3DL的保護(hù)，同時完成進(jìn)線一斷路器1DL和進(jìn)線二2DL斷路器的自投。自投一自投二的充電、放電邏輯相同，充電完成后“狀態(tài)”菜單中的“自投一、二”置為允許標(biāo)志，否則為禁止。 繼電器式APD僅有對電壓的檢測，若電壓互感器兩相熔斷器熔斷時備自投誤動作。而微機(jī)保護(hù)式備自投保護(hù)增加了

7、對電流的檢測，實(shí)現(xiàn)檢無壓（小于電壓整定）和檢無流（線路電流小于0.2A），以及斷路器狀態(tài)的檢測，保證動作可靠性，并實(shí)現(xiàn)正常操作的邏輯閉鎖備自投，使APD動作可靠性顯著增強(qiáng)。二、供配電線路自動重合閘裝置二、供配電線路自動重合閘裝置（ARD） 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，供配電系統(tǒng)的架空線路是發(fā)生故障最多的元件，且大多屬瞬時性故障，如雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)，線路對樹枝放電，大風(fēng)引起的碰線等，這些故障均可以自行消除。當(dāng)架空線路發(fā)生瞬時故障時，則繼電保護(hù)裝置動作使斷路器跳閘，若投入ARD后，則可自動重合閘恢復(fù)送電。當(dāng)然架空線路也可能發(fā)生永久性故障，如線路絕緣子擊穿、斷線等，此時在線路斷路器跳閘后，由ARD將斷路器

8、自動重合，若故障仍然存在，則要再借助于繼電保護(hù)將斷路器跳開，不再重合閘。裝設(shè)ARD 規(guī)程規(guī)定，電壓在1kV及以上的架空線路或電纜與架空線路的混合線路，裝設(shè)斷路器時一般應(yīng)裝設(shè)ARD。對于變壓器和母線，必要時亦可以裝設(shè)ARD。ARD應(yīng)滿足的要求是： （1）用控制開關(guān)手動操作，通過遙控裝置將斷路器斷開，斷路器投于故障線路時立即由繼電保護(hù)動作將其斷開時，ARD均不動作。 （2）繼電器式應(yīng)采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原理啟動ARD，微機(jī)保護(hù)式斷路器采用信息輸入邏輯判斷啟動ARD。 （3）在任何情況下，ARD的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。 （4）ARD動作以后應(yīng)能自動復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次動作。 （5）A

9、RD裝置應(yīng)與繼電保護(hù)配合，以實(shí)現(xiàn)重合閘前加速或后加速，加速供電系統(tǒng)故障部分切除時間。三相一次自動重合閘裝置”的原理 （1）正常運(yùn)行時，斷路器處于合態(tài)，控制開關(guān)SA被扳倒“合閘后”位置，觸點(diǎn)SA21-23接通，這時ZCH-1繼電器中的C經(jīng)R4充電，ARD裝置處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。 （2）當(dāng)線路發(fā)生瞬時性故障時，控制開關(guān)SA位置不變，繼電保護(hù)動作使斷路器跳閘，跳閘線圈的電流同時經(jīng)過防跳閉鎖繼電器3KM，使3KM啟動。斷路器跳閘后，其輔助觸點(diǎn)OF2打開，3KM電流線圈失電，觸點(diǎn)復(fù)歸。斷路器跳閘后，由于其常閉輔助觸點(diǎn)QF1閉合，使斷路器跳閘位置繼電器2KM接通，但因R10限流，合閘接觸器不動作，2KM的常

10、開觸點(diǎn)2KM1閉合，啟動ZCH-1中的時間繼電器KT，經(jīng)過（約0.7S）延時后KT延時觸點(diǎn)閉合，使電容器C對中間繼電器KM放電，KM動作，其觸點(diǎn)閉合，接通KO線圈和KS的串聯(lián)回路，使斷路器一次重合。重合后，其輔助觸點(diǎn)QF1斷開，繼電器2KM、KM及KT均返回，延時觸點(diǎn)KT1斷開后，電容器C又重新經(jīng)R4充電，經(jīng)過1525S后才能充滿，準(zhǔn)備下一次動作。 （3）當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時，一次重合不成功，繼電保護(hù)裝置第二次使斷路器跳閘，此時KT雖然再次啟動，但C尚未充滿電，KM不動作，保證只重合閘一次。 （4）利用控制開關(guān)SA6-7與21-23觸點(diǎn)的閉合特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)手動分閘不啟動自動重合回路。利用SA5-8

11、與21-21觸點(diǎn)配合實(shí)現(xiàn)手動合閘于永久故障時斷路器迅速跳閘，4KM為加速繼電器，為合閘于永久故障迅速跳閘提供回路。2、微機(jī)保護(hù)式自動重合閘、微機(jī)保護(hù)式自動重合閘 三相一次重合閘有三種重合閘啟動方式：即無條件重合閘、檢同期重合閘，檢無壓無流重合閘。為了保證重合閘的可靠穩(wěn)定，設(shè)置了充電條件，條件滿足才啟動重合。ARD動作邏輯見下圖： 微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)繼電器式ARD比較 微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)繼電器式ARD比較，性能可靠穩(wěn)定，使用硬件設(shè)備少故障率明顯降低?？朔死^電器式ARD因轉(zhuǎn)換開關(guān)、繼電器等機(jī)械故障帶來的ART拒動或誤動。三、變電站如何正確應(yīng)用自動裝置三、變電站如何正確應(yīng)用自動裝置 目前，微機(jī)保護(hù)自動裝置

12、已基本代替了繼電器式自動裝置。微機(jī)保護(hù)裝置將繼電保護(hù)及二次設(shè)備要求的可靠性、靈敏性、快速性及選擇性發(fā)揮到空前高度。但是要實(shí)現(xiàn)自動裝置功能需要可靠的一次和二次設(shè)備配合，控制元件與執(zhí)行元件的可靠才能使系統(tǒng)工作可靠。二次設(shè)備自動控制裝置像人的大腦，接收信息，分析判斷后發(fā)出指令，指令通過信號傳輸通道到達(dá)執(zhí)行元件，完成綜合自動化操作。一次設(shè)備是自動裝置最終實(shí)現(xiàn)功能的重要組成部分，是自動裝置發(fā)出指令的執(zhí)行者，若不能可靠動作將無法實(shí)現(xiàn)功能甚至使故障擴(kuò)大。例：2012年7月12日，魯中礦業(yè)110kV變電站就發(fā)生一起因?yàn)榱驍嗦菲饕幌噙B桿斷裂未拉開主觸頭，在主用線路故障倒電源時，備用電源反送到主用供電線路故

13、障點(diǎn)，造成兩路電源全部失電，使全礦停電2小時，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。自動裝置投入后應(yīng)重點(diǎn)注意以下事項(xiàng)：各一次供電設(shè)備要嚴(yán)格按照國家電網(wǎng)最新交接與預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行電氣試驗(yàn)，試驗(yàn)必須合格后方能投入運(yùn)行。自動裝置及其所屬斷路器繼電保護(hù)要定期進(jìn)行校驗(yàn)和整組傳動實(shí)驗(yàn)，預(yù)防性試驗(yàn)可使用模擬斷路器進(jìn)行聯(lián)動。合理編制大修計劃，按規(guī)程進(jìn)行大修，保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行。自動裝置投入后應(yīng)重點(diǎn)注意以下事項(xiàng)： 電壓互感器的熔斷器要合理選擇，運(yùn)行時要經(jīng)常巡視線路電壓。 變電運(yùn)行人員日常巡視要“巡實(shí)”，并要在跳閘故障較多的季節(jié)增加斷路器的巡視次數(shù)，重點(diǎn)巡視斷路器的外觀，能見機(jī)構(gòu)傳動部分（機(jī)構(gòu)連桿等）。油斷路器要觀察油位油色

14、，六氟化硫斷路器要觀察氣體壓力。室外設(shè)備要防止機(jī)構(gòu)箱受潮，要保證除濕設(shè)備正常工作。自動裝置投入后應(yīng)重點(diǎn)注意以下事項(xiàng)：二次電纜與各裝置連接應(yīng)可靠，電纜溝注意防水防小動物。注意直流電源的可靠及絕緣監(jiān)察，發(fā)生直流接地要盡快查處，必要時可停用自動裝置。自動裝置工作環(huán)境溫度-1050，相對濕度不大于90%。變電站正常倒閘操作過程中發(fā)生自動裝置動作時要停止操作，觀察自動裝置是否動作正確。自動裝置投入后應(yīng)重點(diǎn)注意以下事項(xiàng)：APD與ARD動作次序和定值要協(xié)調(diào)配合實(shí)現(xiàn)選擇性。自動裝置所在微機(jī)保護(hù)裝置要巡視液晶屏屏顯情況，檢查通信數(shù)據(jù)是否正常。發(fā)生自動裝置動作不正確后，可根據(jù)情況解除自動裝置，手動操作，過后要對自動裝置進(jìn)行全面檢查。自動裝置投入后應(yīng)重點(diǎn)注意以下事項(xiàng)：供配電專業(yè)人員要加強(qiáng)技術(shù)學(xué)習(xí)，熟練掌握自動裝置的原理和使用注意事項(xiàng)，防止維檢