自动装置应用课件

1、变电站自动装置应用刘文峰动装置在变电站的应用动装置在变电站的应用 变电站自动装置主要是指备用电源自动投入装置（APD）和线路自动重合闸装置（ARD）。备用电源自动投入装置是在设有两路及以上的电源进线或设备，在工作电源因故障被断开后，能自动而且迅速地将备用电源或备用设备投入工作。自动重合闸装置普遍装设于有架空线路的馈出线保护中，当线路发生瞬时性故障时，由继电保护配合跳闸后实现自动重合，自动装置从继电器式发展到今天的微机保护式，功能更加完备，可靠性更强。一、备用电源自动投入装置（一、备用电源自动投入装置（APD） APD从其电源备用方式上可分成两大类：第一种备用方式是装设专用的备用变压器或备用线路

2、，称为明备用方式。 上图（a）所示是有一条工作线路和一条备用线路的明备用情况，APD装在备用进线断路器上。正常运行时，备用线路断开，当工作线路因故障或其他原因失去电压后，工作线路断路器跳闸，APD立即将备用线路自动投入运行。 第二种备用方式是不装设专用的变压器或备用线路，称为暗备用方式。上图（b）所示是两条独立工作的工作线路分别供电的暗备用情况，APD装设在母线分段断路器上。一种工作方式是分段断路器合态，用两路电源断路器实现互为备用。另一种是分段断路器分态，两路电源断路器合态供各对应馈出线，当其中一条电源线路因故障或者其他原因失电时，失压线路的断路器分开，用分段断路器实现备用电源供给。安装AP

3、D原则 供配电系统中，安装APD原则是：变电所的所用电；由双电源供电且其中一个电源经常断开可以作为备用的变电站所；有备用变压器或互为备用的母线段的降压变电站所；某些重要的备用机组。使用APD的具体要求 （1）应保证在工作电源或设备断电后，APD才能将备用电源投入。 （2）当工作电源电压不论何种原因消失时，APD均应动作。 （3）应保证APD只能动作一次，避免将备用电源多次投入到永久性故障元件上。 （4）APD动作时间以11.5S为宜，低电压场合可减小到0.5S。 （5）若电源上级装设重合闸时，优先重合闸恢复送电。 （6）工作电源的正常停电操作及两路电源同时失去电压时APD不动作，即具有闭锁备自

4、投的功能。 （7）电压互感器两侧熔丝熔断时，APD不动作。电流互感器二次断线或电流为零时不动作，即检无电流和检无电压后方可动作。高压双电源互为明备用的APD装置 工作原理 QF1、QF2为两路进线电源的断路器，假定电源1为工作电源，TV1、TV2均带电，低电压继电器KV1KV4不动作，常闭触点打开，切断了APD启动回路的时间继电器KT1。用低电压继电器KV1、KV2及KV3、KV4的常开触点串联，可防止电压互感器因一相熔断器熔断而引起的APD误动作。 当工作电源1停电后，工作线路失压，则低电压继电器KV1、KV2动作，其常闭触点闭合，启动时间继电器KT1，经过整定时间t后，延时触点闭合，经信号

5、继电器KS1和跳闸线圈YR1，使断路器QF1跳闸，跳闸后其常闭辅助触点复归闭合，通过防跳中间继电器KM2常闭触点闭合，使断路器QF2合闸，备用电源2投入工作。QF2合闸后，其常开辅助触点闭合，KM2启动，其常闭触点打开，切断了QF2的合闸回路，从而保证QF2只动作一次。当工作电源2为工作电源时，动作情况以此类推。2、微机保护式备自投、微机保护式备自投 以北恒综保BHE345装置为例说明工作原理： 装置动作逻辑控制条件分为允许条件和闭锁条件。当允许条件满足时，闭锁条件不满足时，备自投动作出口。为防止备自投装置重复动作，在每一个备自投动作逻辑中设一个“充电”计数器， 其充电条件是：1、所有条件都满

6、足。2、时间超过15S。以上条件同时满足后为“充电”状态。其放电条件为：1、任何一个闭锁条件满足。2、备自投动作出口。以上任何一个条件满足，立即对该计数器“放电”清零。 APD提供两种备用自投方案，可分别适用于母联开关和桥开关。以安装于母联开关为例说明。 用于母联断路器时，有两种自投逻辑，自投一和自投二。装置担负母线分段断路器3DL的保护，同时完成进线一断路器1DL和进线二2DL断路器的自投。自投一自投二的充电、放电逻辑相同，充电完成后“状态”菜单中的“自投一、二”置为允许标志，否则为禁止。 继电器式APD仅有对电压的检测，若电压互感器两相熔断器熔断时备自投误动作。而微机保护式备自投保护增加了

7、对电流的检测，实现检无压（小于电压整定）和检无流（线路电流小于0.2A），以及断路器状态的检测，保证动作可靠性，并实现正常操作的逻辑闭锁备自投，使APD动作可靠性显著增强。二、供配电线路自动重合闸装置二、供配电线路自动重合闸装置（ARD） 运行经验表明，供配电系统的架空线路是发生故障最多的元件，且大多属瞬时性故障，如雷电引起的绝缘子表面闪络，线路对树枝放电，大风引起的碰线等，这些故障均可以自行消除。当架空线路发生瞬时故障时，则继电保护装置动作使断路器跳闸，若投入ARD后，则可自动重合闸恢复送电。当然架空线路也可能发生永久性故障，如线路绝缘子击穿、断线等，此时在线路断路器跳闸后，由ARD将断路器

8、自动重合，若故障仍然存在，则要再借助于继电保护将断路器跳开，不再重合闸。装设ARD 规程规定，电压在1kV及以上的架空线路或电缆与架空线路的混合线路，装设断路器时一般应装设ARD。对于变压器和母线，必要时亦可以装设ARD。ARD应满足的要求是： （1）用控制开关手动操作，通过遥控装置将断路器断开，断路器投于故障线路时立即由继电保护动作将其断开时，ARD均不动作。 （2）继电器式应采用控制开关位置与断路器位置不对应原理启动ARD，微机保护式断路器采用信息输入逻辑判断启动ARD。 （3）在任何情况下，ARD的动作次数应符合预先的规定。 （4）ARD动作以后应能自动复归，准备好下一次动作。 （5）A

9、RD装置应与继电保护配合，以实现重合闸前加速或后加速，加速供电系统故障部分切除时间。三相一次自动重合闸装置”的原理 （1）正常运行时，断路器处于合态，控制开关SA被扳倒“合闸后”位置，触点SA21-23接通，这时ZCH-1继电器中的C经R4充电，ARD装置处于准备工作状态。 （2）当线路发生瞬时性故障时，控制开关SA位置不变，继电保护动作使断路器跳闸，跳闸线圈的电流同时经过防跳闭锁继电器3KM，使3KM启动。断路器跳闸后，其辅助触点OF2打开，3KM电流线圈失电，触点复归。断路器跳闸后，由于其常闭辅助触点QF1闭合，使断路器跳闸位置继电器2KM接通，但因R10限流，合闸接触器不动作，2KM的常

10、开触点2KM1闭合，启动ZCH-1中的时间继电器KT，经过（约0.7S）延时后KT延时触点闭合，使电容器C对中间继电器KM放电，KM动作，其触点闭合，接通KO线圈和KS的串联回路，使断路器一次重合。重合后，其辅助触点QF1断开，继电器2KM、KM及KT均返回，延时触点KT1断开后，电容器C又重新经R4充电，经过1525S后才能充满，准备下一次动作。 （3）当线路发生永久性故障时，一次重合不成功，继电保护装置第二次使断路器跳闸，此时KT虽然再次启动，但C尚未充满电，KM不动作，保证只重合闸一次。 （4）利用控制开关SA6-7与21-23触点的闭合特点实现手动分闸不启动自动重合回路。利用SA5-8

11、与21-21触点配合实现手动合闸于永久故障时断路器迅速跳闸，4KM为加速继电器，为合闸于永久故障迅速跳闸提供回路。2、微机保护式自动重合闸、微机保护式自动重合闸 三相一次重合闸有三种重合闸启动方式：即无条件重合闸、检同期重合闸，检无压无流重合闸。为了保证重合闸的可靠稳定，设置了充电条件，条件满足才启动重合。ARD动作逻辑见下图： 微机保护与传统继电器式ARD比较 微机保护与传统继电器式ARD比较，性能可靠稳定，使用硬件设备少故障率明显降低。克服了继电器式ARD因转换开关、继电器等机械故障带来的ART拒动或误动。三、变电站如何正确应用自动装置三、变电站如何正确应用自动装置 目前，微机保护自动装置

12、已基本代替了继电器式自动装置。微机保护装置将继电保护及二次设备要求的可靠性、灵敏性、快速性及选择性发挥到空前高度。但是要实现自动装置功能需要可靠的一次和二次设备配合，控制元件与执行元件的可靠才能使系统工作可靠。二次设备自动控制装置像人的大脑，接收信息，分析判断后发出指令，指令通过信号传输通道到达执行元件，完成综合自动化操作。一次设备是自动装置最终实现功能的重要组成部分，是自动装置发出指令的执行者，若不能可靠动作将无法实现功能甚至使故障扩大。例：2012年7月12日，鲁中矿业110kV变电站就发生一起因为六氟化硫断路器一相连杆断裂未拉开主触头，在主用线路故障倒电源时，备用电源反送到主用供电线路故

13、障点，造成两路电源全部失电，使全矿停电2小时，造成了巨大的经济损失。自动装置投入后应重点注意以下事项：各一次供电设备要严格按照国家电网最新交接与预防性试验规程进行电气试验，试验必须合格后方能投入运行。自动装置及其所属断路器继电保护要定期进行校验和整组传动实验，预防性试验可使用模拟断路器进行联动。合理编制大修计划，按规程进行大修，保证设备安全可靠运行。自动装置投入后应重点注意以下事项： 电压互感器的熔断器要合理选择，运行时要经常巡视线路电压。 变电运行人员日常巡视要“巡实”，并要在跳闸故障较多的季节增加断路器的巡视次数，重点巡视断路器的外观，能见机构传动部分（机构连杆等）。油断路器要观察油位油色

14、，六氟化硫断路器要观察气体压力。室外设备要防止机构箱受潮，要保证除湿设备正常工作。自动装置投入后应重点注意以下事项：二次电缆与各装置连接应可靠，电缆沟注意防水防小动物。注意直流电源的可靠及绝缘监察，发生直流接地要尽快查处，必要时可停用自动装置。自动装置工作环境温度-1050，相对湿度不大于90%。变电站正常倒闸操作过程中发生自动装置动作时要停止操作，观察自动装置是否动作正确。自动装置投入后应重点注意以下事项：APD与ARD动作次序和定值要协调配合实现选择性。自动装置所在微机保护装置要巡视液晶屏屏显情况，检查通信数据是否正常。发生自动装置动作不正确后，可根据情况解除自动装置，手动操作，过后要对自动装置进行全面检查。自动装置投入后应重点注意以下事项：供配电专业人员要加强技术学习，熟练掌握自动装置的原理和使用注意事项，防止维检