自動裝置備用電源自動投入

第一章備用電源自動投入裝置目的要求：

掌握備用電源自動投入裝置的基本含義、接線方式及基本要求，掌握備用電源自動投入裝置的工作原理及基本參數(shù)整定，熟悉微機(jī)型備用電源自動投入裝置的特點(diǎn)、硬件結(jié)構(gòu)及軟件原理。

重點(diǎn)：

備自投的基本原理。難點(diǎn)：

典型接線分析第一章備用電源自動投入裝置

第一節(jié)備用電源自動投入裝置的作用第二節(jié)備用電源自動投入裝置的基本要求第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線第四節(jié)微機(jī)型備用電源自動投入裝置第一節(jié)備用電源自動投入裝置的作用一、備用電源自動投入裝置定義：

當(dāng)工作電源(或工作設(shè)備)因故障被斷開以后,能自動而迅速地將備用電源(或備用設(shè)備)投入工作,保證用戶連續(xù)供電的一種裝置。簡稱AAT。

二、分類：在實(shí)際應(yīng)用中，AAT裝置形式多樣，按照備用方式劃分，可分為明備用和暗備用兩種。明備用：

正常情況下，有明顯斷開的備用電源或備用設(shè)備。暗備用：

正常情況下，沒有斷開的備用電源或備用設(shè)備。分段母線間，利用分段斷路器取得相互備用．第一節(jié)備用電源自動投入裝置的作用1QF3QF2QF4QFT1T0工作母線Ⅰ正常工作時：1QF,2QF：閉合I母故障時：2QF,1QF:斷開；3QF,4QF:閉合。明備用舉例:3QF,4QF:斷開。備用電源AAT工作電源1QFT1ⅠⅡ4QF2QF5QF3QFT2正常工作時：1QF,2QF,閉合Ⅰ段故障時：2QF,1QF:斷開；3QF：閉合。ＡＡＴ暗備用舉例:3QF：斷開4QF,5QF，工作電源工作電源三、采用了ＡＡＴ裝置后,有如下的優(yōu)點(diǎn):（AＡＴ作用）

（1）提高供電可靠性；（2）簡化繼電保護(hù)；

（3）限制短路電流,提高母線殘余電壓:

出線短路電流將受到一定限制,高壓母線殘壓會相應(yīng)提高。

第一節(jié)備用電源自動投入裝置的作用應(yīng)用：

裝有備用電源廠用電源和所用電;由雙電源供電且其中一個電源經(jīng)常斷開以作備用的變電所;有備用變壓器或者有互為備用的母線段的降壓變電所;有備用機(jī)組的某些重要輔機(jī)。

第一節(jié)備用電源自動投入裝置的作用2）工作母線的電壓不論何種原因消失時,AAT裝置均應(yīng)動作；

1）應(yīng)保證在工作電源或工作設(shè)備斷開后，AAT裝置才可以動作；

3）AAT裝置應(yīng)保證只動作一次；但當(dāng)工作母線和備用母線同時失去電壓時,或備用電源消失時,AAT裝置不應(yīng)起動；

4）ATT的動作時間應(yīng)使負(fù)荷的停電時間盡可能短為宜；

第二節(jié)備用電源自動投入裝置的基本要求5）手動跳開工作電源時，ATT裝置不應(yīng)動作6）當(dāng)測量工作電源電壓的TV二次側(cè)FU熔斷時,ATT不應(yīng)動作；

防止其誤動的措施：

低壓起動部分采用兩個低壓繼電器，其線圈V形連接，觸點(diǎn)串聯(lián)。

7）一個備用電源同時作為幾個工作電源的備用時,如果備用電源己代替一個工作電源,當(dāng)另一個工作電源又被斷開時,ATT應(yīng)仍能投入。措施：

足夠的備用電源的容量。

第二節(jié)備用電源自動投入裝置的基本要求1QFT1ⅠⅡ4QF2QF5QF3QFT2ＡＡＴ（１）應(yīng)保證在工作電源或工作設(shè)備斷開后，AAT

裝置才可以動作說明：不滿足要求，會導(dǎo)致備用電源對故障設(shè)備供電，加重設(shè)備損壞程度措施：ＡＡＴ的動作前提為工作母線進(jìn)線斷路器２ＱＦ斷開。1QFT1ⅠⅡ4QF2QF5QF3QFT2說明：工作母線Ｉ段失壓的原因：措施：加裝低電壓啟動部分，并設(shè)置備用電源電壓監(jiān)視繼電器。變壓器Ｔ１故障；

工作斷路器１QF、2QF誤跳；

母線故障；

出線故障未被出線斷路器斷開；

工作電源消失；但是，當(dāng)工作電源和備用電源同時消失時，ＡＴＴ不應(yīng)動作（２）工作母線的電壓不論何種原因消失時,AAT

均應(yīng)動作

工作電源ＡＡＴ措施：控制AAT的合閘脈沖時間,以保證AAT只能動作一次。說明：

永久性故障的多次動作會導(dǎo)致系統(tǒng)多次受到短路沖擊；（3）AAT裝置應(yīng)保證只動作一次1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ備用電源AAT工作電源一次措施：ATT裝置的動作時間在有高壓大容量電動機(jī)場合以1s至1.5s為宜，低壓場合可減至0.5s。說明：

停電時間短有利于用戶，但也不能太短:工作母線殘壓過高會對電動機(jī)等造成較大沖擊；保證AAT裝置的選擇性，先由繼電保護(hù)動作1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ備用電源工作電源（4）ATT的動作時間應(yīng)使負(fù)荷的停電時間盡可能短為宜

一、ATT由兩個部分組成：1）低壓起動部分：工作母線因各種原因失壓時，斷開工作電源。2）自動合閘部分：在工作電源QF斷開后，將備用電源的QF合閘。

第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作電源備用電源5QFⅡ2TV1TV(a)一次接線圖1TVa1TVbU<1KVU>2TVb2TVcKV1KV、2KV——反應(yīng)Ⅰ段母線電壓降低的欠壓繼電器KV——對備用電源進(jìn)行電壓監(jiān)視的過壓繼電器;(b)交流電壓回路1TVcU<2KV1.3備用電源自動投入裝置的典型接線+WC-WC1SA1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF22KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KM1QF聯(lián)動跳閘低電壓跳閘低電壓啟動AAT閉鎖AAT出口3QF合閘4QF合閘備用電源電壓監(jiān)視T1保護(hù)1SA-----切換開關(guān)；2YT-----2QF跳閘線圈；1KT-----低壓起動ATT的時間繼電器；2KT-----控制ATT發(fā)出合閘脈沖時間的閉鎖繼電器；2KM-----ATT動作的出口中間繼電器；3YC、4YC-----3QF、4QF合閘線圈；3KM-----備用電源電壓監(jiān)視中間繼電器1SA1SA來自II段母線AAT13579111.3備用電源自動投入裝置的典型接線+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保護(hù)1SA1SA來自II段母線AAT1357911工作原理：（1）正常情況：1QF、2QF合閘狀態(tài)，3QF、4QF斷開狀態(tài)，1SA接通,AAT投入,工作母線I段和備用電源母線有電壓,1KV2KV常閉觸點(diǎn)斷開，KV常開觸點(diǎn)閉合；1.3備用電源自動投入裝置的典型接線+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保護(hù)1SA1SA來自II段母線AAT1357911工作原理：（2）當(dāng)工作母線失壓時：1KV、2KV常閉接點(diǎn)接通，1KT動作；若備用電源有壓，2YT延時勵磁，若備用電源無壓，則2YT不動作。2YT勵磁，使2QF跳閘（聯(lián)跳1QF）；1.3備用電源自動投入裝置的典型接線+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保護(hù)1SA1SA來自II段母線AAT1357911工作原理：2KM線圈勵磁合3QF4QF；（2）當(dāng)工作母線失壓時：1KV、2KV常閉接點(diǎn)接通，1KT動作；若備用電源有壓，2YT延時勵磁，若備用電源無壓，則2YT不動作。2YT勵磁，使2QF跳閘（聯(lián)跳1QF）；

通過2KT失電延時斷開觸電保證ＡＡＴ裝置只動作一次；1.3備用電源自動投入裝置的典型接線+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保護(hù)1SA1SA來自II段母線AAT1357911工作原理：（1）正常情況：1QF、2QF合閘狀態(tài)，3QF、4QF斷開狀態(tài)，1SA接通,AAT投入,工作母線I段和備用電源母線有電壓,1KV2KV常閉觸點(diǎn)斷開，KV常開觸點(diǎn)閉合；（3）當(dāng)變壓器T1的繼電保護(hù)裝置動作時：2YT勵磁，使2QF跳閘（聯(lián)跳1QF）；

1.3備用電源自動投入裝置的典型接線+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保護(hù)1SA1SA來自II段母線AAT1357911工作原理：（1）正常情況：1QF、2QF合閘狀態(tài)，3QF、4QF斷開狀態(tài)，1SA接通,AAT投入,工作母線I段和備用電源母線有電壓,1KV2KV常閉觸點(diǎn)斷開，KV常開觸點(diǎn)閉合；（2）當(dāng)變壓器T1的繼電保護(hù)裝置動作時：2YT勵磁，使2QF跳閘（聯(lián)跳1QF）；

通過2KT失電延時斷開觸電保證ＡＡＴ裝置只動作一次；1.3備用電源自動投入裝置的典型接線+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保護(hù)1SA1SA來自II段母線AAT1357911工作原理：（4）當(dāng)1QF誤跳閘：2YT勵磁，使2QF跳閘；

2QF誤跳閘同理

如果備用電源投入到永久性故障時,則由設(shè)置在備用變壓器T0的繼電保護(hù)加速切除。二、接線特點(diǎn)：1、采用位置不對應(yīng)方式啟動AAT裝置；2、設(shè)有獨(dú)立的低電壓起動部分；3、利用2KT的延時常開觸點(diǎn)控制一次合閘脈沖。思考題1、1KV、2KV的作用？2、1KT的作用？3、1KM的作用？第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作電源5QFⅡ2TV三、參數(shù)整定（1）1KV、2KV的動作電壓值

整定要考慮兩方面：

1）躲過工作母線上電抗器后K1或者變壓器后K2發(fā)生短路故障時的殘余電壓，即

KV1、KV2動作電壓UOP

K1K2Uop=UcyKrelnTVUcy——I母線殘余電壓nTV——電壓互感器變比Krel——可靠系數(shù)，取1.1~1.2第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作電源5QFⅡ2TV三、參數(shù)整定（1）1KV、2KV的動作電壓值

整定要考慮兩方面：

2）躲過出線故障K3切除電動機(jī)自起動時的母線最低電壓。

K1K2K3※一般選擇UOP等于母線額定電壓的25%

Uop=UminKrKrelnTVUmin——最低母線電壓Kr——返回系數(shù)，取0.85~0.9第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作電源5QFⅡ2TV三、參數(shù)整定K1K2K3K4(2)過壓繼電器KV的動作電壓：

考慮如下情況：備用電源母線帶第Ⅱ段母線運(yùn)行時，出線上的故障被該出線斷路器切除后（如故障點(diǎn)K4），電動機(jī)自起動過程中備用母線可能出現(xiàn)最低運(yùn)行電壓時，保證允許AAT動作。

1TVUop=UminKrelKrnTVKrel——可靠系數(shù)，取1.1~1.2Kr——返回系數(shù)，Kr>1※一般UOP值不應(yīng)低于額定工作電壓的70%。(3)閉鎖繼電器2KT延時返回時間值:

既要保證QF可靠合閘，又要保證AAT只動作一次。

ton＜t2KT＜2ton

或

t2KT=ton+Δt

Δt—時間裕度，取為0.2～0.3S。

第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線Ton：3QF或4QF的合閘時間（包括傳動裝置的動作時間）(4)時間繼電器1KT的動作時限值

系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生使低電壓繼電器動作的短路故障時，為保證AAT的選擇性，應(yīng)先由系統(tǒng)的繼電保護(hù)切除故障而不應(yīng)使AAT裝置動作。

∴1KT的動作時間t1KT應(yīng)滿足下式：

t1kt=top·max+△t

top.max—當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生使低電壓繼電器動作的短路故障時，切除該短路故障的系統(tǒng)繼電保護(hù)最大動作時間；

Δt—時間裕度，取0.5～0.7s。

第三節(jié)備用電源自動投入裝置的典型接線1.4微機(jī)型備用電源自動投入裝置一、微機(jī)備自投裝置：微機(jī)備自投體積小重量輕、可靠性高，而且使用智能化，即能夠根據(jù)設(shè)定的運(yùn)行方式自動識別現(xiàn)行運(yùn)行方案、選擇自投方式。自動投入過程中還帶有過流保護(hù)和加速功能以及自投后過負(fù)荷聯(lián)切等功能。微機(jī)備自投裝置硬件結(jié)構(gòu)框圖1.4微機(jī)型備用電源自動投入裝置一、微機(jī)備自投裝置硬件結(jié)構(gòu)：1.4微機(jī)型備用電源自動投入裝置二、微機(jī)備自投裝置的軟件原理：

微機(jī)備自投的應(yīng)用方式，根據(jù)系統(tǒng)一次接線方案不同，可有進(jìn)線備自投、橋開關(guān)備自投、低壓母線分段備自投等功能模式，每種功能模式又有幾種運(yùn)行方式1QFⅠL11TV1TA2QF3TV2TV2TAL2二、微機(jī)備自投裝置的軟件原理：進(jìn)線單母線不分段備自投模式:

備用電源工作方式:

方式1:

L1作為主電源，1QF合閘，2QF分閘，L2處于備用狀態(tài)。當(dāng)1QF因故跳開，母線I失電，此時2QF合閘，由L2供電。方式2:

L2作為主電源，2QF合閘，1QF分閘，L1處于備用狀態(tài)。當(dāng)2QF因故跳開，母線I失電，此時1QF合閘，由L1供電。L1、L2只有一個作為主電源，母線I為單母線，為明備用方式。電源進(jìn)線明備用示意圖1QFⅠL11TV3TV1TA2QFII2TV4TV2TA3TA3QFL2二、微機(jī)備自投裝置的軟件原理：進(jìn)線單母線分段或橋備自投:

備用電源工作方式:

方式1:

母線I、II分列運(yùn)行。如II母失電，則跳開2QF后，3QF自動合上，母線II由L1供電。方式2:

母線I、II分列運(yùn)行。如I母失電，則跳開1QF后，3QF自動合上，母線I由L2供電。方式3:

3QF合閘，母線I、II合并為一條母線。由L2供電，1QF斷開。如I、II母失電，則跳開2QF后，1QF自動合上，母線I、II由L1供電。方式4:

3QF合閘，母線I、II合并為一條母線。由L1供電，2QF斷開。如I、II母失電，則跳開1QF后，2QF自動合上，母線I、II由L2供電。方式1、2為暗備用方式；方式3、4為明備用方式。AAT實(shí)現(xiàn)方式1和2的程序邏輯框圖：＆AAT投入1QF合2QF合3QF分I母線有電壓II母線有電壓＆II母線無電壓進(jìn)線L2無電流I母線有電壓2QF合t10≥11QF分2QF分3QF合t20跳2QF＆2QF跳位≥1合3QF1DA2DO2DAT1T24DA＆I母線無電壓進(jìn)線L1無電流II母線有電壓1QF合＆1QF跳位t20跳1QF3DAT35DA1DO1.4微機(jī)型備用電源自動投入裝置AAT實(shí)現(xiàn)方式3的程序邏輯框圖：＆AAT投入1QF分2QF合3QF合I母線有電壓II母線有電壓＆I母線無電壓進(jìn)線L2無電流進(jìn)線L1有電壓2QF合t10≥11QF合2QF分3QF分t20跳2QF＆2QF跳位合1QF6DA3DO7DAT4T58DA進(jìn)線L1有電壓II母線無電壓1.4微機(jī)型備用電源自動投入裝置AAT實(shí)現(xiàn)方式4的程序邏輯框圖：＆AAT投入1QF合2QF分3QF合I母線有電壓II母線有電壓＆I母線無電壓進(jìn)線L1無電流進(jìn)線L2有電壓1QF合t10≥11QF分2QF合3QF分t20跳1QF＆1QF跳位合2QF6DA3DO7DAT4T58DA進(jìn)線L2有電壓II母線無電壓小結(jié)：

低電壓繼電器的作用：

1）當(dāng)電力系統(tǒng)內(nèi)的事故導(dǎo)致工作電源消失時起動ATS，跳開供電元件受電側(cè)QF，投入備用TO；

2）是Ⅰ段母線和所有出線保護(hù)的后備。

過電壓繼電器的作用：

防止電力系統(tǒng)內(nèi)的事故引起工作母線、備用母線同時失電而造成ATS動作。

小結(jié)：

簡化ATS的接線：

當(dāng)工作部分和備用部分由同一電源供電時，如圖6-1（f）所示的情況，則低電壓起動部分可以省去。

對于供電元件為輸電線路的受端變電所，如圖6-1（e）所示的情況，當(dāng)輸電線路發(fā)生短路時，一般情況下線路受電側(cè)的QF不跳閘，此時需采用低電壓起動來跳開受電側(cè)QF，保證ATS動作，這種情況下低電壓起動部分不能省略。

（1）工作電源的電壓不論何種原因消失時,ATS均應(yīng)動作

失去電壓的原因：

工作變T1或T2發(fā)生故障;Ⅰ段或Ⅱ段母線上發(fā)生短路;Ⅰ段或Ⅱ段母線上的出線發(fā)生短路且未被該出線QF斷開;1QF、2QF或6QF、7QF發(fā)生誤跳閘;運(yùn)行人員誤操作將T1或T2斷開,以及電力系統(tǒng)發(fā)生故障

措施：

ATS在工作母線上設(shè)獨(dú)立的低壓起動部分，保證不論何種原因工作母線失壓時,起動ATS跳閘回路,斷開供電元件的受電側(cè)QF，投入備用電源。

1.1備用電源自動投入裝置的作用及基本要求（2）應(yīng)保證在工作電源斷開后ATS才動作措施：

ATS合閘部分