第一章备用电源和设备的自动投入

1、教材配套电子教案教材配套电子教案电力系统自动装置电力系统自动装置张瑛张瑛 高阳高阳 编制编制授授 课课 内内 容容备用电源和设备的自动投入备用电源和设备的自动投入输电线路自动重合闸输电线路自动重合闸自动并列装置自动并列装置同步发电机的励磁调节系统同步发电机的励磁调节系统电力系统自动调频电力系统自动调频 自动按频率减负荷和其它安全自动装置自动按频率减负荷和其它安全自动装置故障录波装置故障录波装置第二章第三章第四章第五章第六章第七章第一章参考文献参考文献杨冠城杨冠城主编.电力系统自动装置原理（第三版）.北京：中国电力出版社，2005.许正亚许正亚主编.电力系统自动装置.北京：水利电力出版社，199

2、3.丁书文丁书文编著 电力系统微机型自动装置中国电力出版社2005.第一章第一章 备用电源和设备的自动投入备用电源和设备的自动投入备用电源和设备自动投入的基本概念对AAT装置的基本要求备用电源自动投入装置接线原理微机型备用电源自动投装置发电厂厂用电源的切换方式厂用电源的快速切换装置第二节第一节第一节第三节第四节第五节第六节本章的主要内容：本章的主要内容：第一节第一节 备用电源和设备自动投入的基本概念备用电源和设备自动投入的基本概念一一.定义定义: 备用电源和备用设备自动投入装置是当备用电源和备用设备自动投入装置是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用

3、电源或备用设备投入工作，使用地将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致于停电的一种装置，简称户不致于停电的一种装置，简称AAT装置装置,或或BZT装置。装置。 一般在下列情况下，应装设备用电源和备用设备的自一般在下列情况下，应装设备用电源和备用设备的自动投入装置动投入装置1234 装有备用电源的发电厂厂用电源和装有备用电源的发电厂厂用电源和变电所所用电源；变电所所用电源； 由双电源供电，其中一个电源经常由双电源供电，其中一个电源经常断开作为备用的变电所；断开作为备用的变电所； 降压变电所内有备用变压器或有互降压变电所内有备用变压器或有互为备用的母线段；为备用的母线段； 有备用机组的某些重要辅机

4、。有备用机组的某些重要辅机。 二二.备用方式备用方式明备用明备用 装设有专用的装设有专用的备用电源或设备用电源或设备备. .正常运行正常运行时备用电源不时备用电源不工作工作. .暗备用暗备用不装设专用的备不装设专用的备用电源或设备，用电源或设备，两个电源互为备两个电源互为备用用. . 正常运行时正常运行时, ,备用电源也投备用电源也投入运行入运行. .备用方式备用方式应用应用AAT装置典型一次接线图装置典型一次接线图6QF1QF2QF3QF4QF5QF7QFT0T1T2 1QF2QF3QF4QF5QFT2T1 T01QF2QF3QF4QFT1 工工作作 备备用用图1-1（a）(b)(c)应用应

5、用AAT装置典型一次接线图装置典型一次接线图3QF1QF2QF4QF5QF 1QF2QF3QFT1T2工工作作线线备备用用线线(d)(e)(f)图1-1第二节 对备自动的基本要求1保证在工作电保证在工作电源或设备确实源或设备确实断开后，才投断开后，才投入备用电源或入备用电源或设备。防止合设备。防止合于故障电源于故障电源.2工作电源电压工作电源电压消失，消失，AAT均均应动作应动作 ；手；手动跳开工作电动跳开工作电源源,备自投不备自投不应动作。应动作。3AAT装置应保装置应保证只动作一次证只动作一次。发电厂用发电厂用AAT装置，还应符合下列要求装置，还应符合下列要求当一个备用电源同时作为几个工作

6、电源的备用时，如备用电源已代当一个备用电源同时作为几个工作电源的备用时，如备用电源已代替一个工作电源后，另一工作电源又被断开，必要时，替一个工作电源后，另一工作电源又被断开，必要时，AAT装置应装置应仍能动作仍能动作有两个备用电源的情况下，当两个备用电源为两个彼此独立的备有两个备用电源的情况下，当两个备用电源为两个彼此独立的备用系统时，应各装设独立的自动投入装置，当任一备用电源都能用系统时，应各装设独立的自动投入装置，当任一备用电源都能作为全厂各工作电源的备用时，自动投入装置应使任一备用电源作为全厂各工作电源的备用时，自动投入装置应使任一备用电源都能对全厂各工作电源实行自动投入都能对全厂各工作

7、电源实行自动投入AAT装置，在条件可能时，可采用带有检定同步的快速切换方式；装置，在条件可能时，可采用带有检定同步的快速切换方式；也可采用带有母线残压闭锁的慢速切换方式及长延时切换方式。也可采用带有母线残压闭锁的慢速切换方式及长延时切换方式。(1)(2)(3)发电厂用发电厂用AAT装置，还应符合下列要求装置，还应符合下列要求 应校验备用电源和备用设备自动投入时过负荷的情况应校验备用电源和备用设备自动投入时过负荷的情况.(4)当备用电源自动投入装置动作时，如备用电源或设备投于永久故障，当备用电源自动投入装置动作时，如备用电源或设备投于永久故障，应使其保护加速动作。应使其保护加速动作。(5)备用备

8、用AAT装置的动作时间以使用户的停电时间尽可能短为原则。装置的动作时间以使用户的停电时间尽可能短为原则。(6)备用电源不满足有压条件，备用电源不满足有压条件，AAT装置不应动作。装置不应动作。(7)第三节第三节 备用电源自动投入装置接线原理备用电源自动投入装置接线原理一一.AAT装置的工作原理装置的工作原理 1典型接线典型接线 装置由起动部分和合闸部分组成装置由起动部分和合闸部分组成1QF2QF3QF4QF5QFT0T1K1K2K31TV2TV工工作作电电源源备备用用电电源源 工工作作母母线线 段段 工工作作母母线线 段段CAAT装置中的继电器装置中的继电器 开关元件开关元件1KV、2KV反应

9、反应I母线电压降低的低电压继电器；母线电压降低的低电压继电器；1KT低电压起动低电压起动AAT装置的时间继电器；装置的时间继电器；1KM控制控制AAT装置是发出合闸脉冲时间的闭锁继电器，为瞬动延装置是发出合闸脉冲时间的闭锁继电器，为瞬动延返，当其励磁时，触点闭合，当其线圈失电时，其触点经一定延时后返，当其励磁时，触点闭合，当其线圈失电时，其触点经一定延时后才断开；才断开；2KMAAT装置动作的出口中间继电器；装置动作的出口中间继电器；KV反应备用电源母线有、无电压的过电压继电器；反应备用电源母线有、无电压的过电压继电器；3KM备用电源电压监视中间继电器；备用电源电压监视中间继电器；1SAAAT

10、装置切换开关；装置切换开关；2YT、4YT2QF、4QF跳闸线圈；跳闸线圈；3YC、4YC2QF、4QF合闸线圈；合闸线圈；KCF防跳继电器；防跳继电器；1KS、2KS信号继电器；信号继电器； 低电压启动部分低电压启动部分1TVa1TVb1TVc2TVb2TVa1KVKV1QF1SA1KS2QF12YT2QF22QF32KM3KM1KV2KS1KM1KT1KT1KM1KMHJD T1保保护护+WC+WC-WC-WC1 1Q QF F联联动动跳跳闸闸低低电电压压跳跳闸闸低低电电压压启启动动A AA AT T闭闭锁锁A AA AT T出出口口2KV2KV图1-2 （b）合闸部分合闸部分KV2SA4

11、KM3QF3KM3YCKCFKCFKCF1SA2KMW CW CU备备用用电电源源电电压压监监视视AAT 段段AAT 段段3QF合合闸闸4YC4Y TKS1SA1SA4QF4QF2KMIXBWCWCT0保保护护分分支支过过流流保保护护AAT 段段合合4 4Q QF FA AA AT T后后加加速速分分支支线线后后备备保保护护T T0 0继继电电保保护护4QF4QF跳跳闸闸图1-2 （d）（e）二二.参数整定参数整定1低电压继电器低电压继电器1KV、2KV的动的动作电压值整定原作电压值整定原则如下：则如下： 接在工作母接在工作母线上的电抗器或线上的电抗器或变压器后发生短变压器后发生短路故障路故障

12、(如图如图k1、k2点点)时，低电压时，低电压继电器不应动作。继电器不应动作。(2)在工作母线的在工作母线的引出线上发生短路引出线上发生短路故障故障(如图中如图中k3点点)时，故障由引出线时，故障由引出线继继 电保护切除后，电保护切除后，低电压继电器的动低电压继电器的动作电压应躲过电动作电压应躲过电动机自起动时的最低机自起动时的最低母线电压。母线电压。TVrelcyopnKUU (1-1opU1KV、2KV的动作电压的动作电压cyUI母线残余电压母线残余电压relK可靠系数，取可靠系数，取1.1-1.3TVn电压互感器变电压互感器变比比)KreKnUUrelTVopmin参数整定参数整定1QF

13、2QF3QF4QF5QFT0T1K1K2K31TV2TV工工作作电电源源备备用用电电源源 工工作作母母线线 段段 工工作作母母线线 段段 2时间继电器时间继电器1KT的动作时限值的动作时限值 当系统发生使低电压继电器当系统发生使低电压继电器1KV、2KV动作的动作的短路故障时，为保证短路故障时，为保证AAT装置的选择性，应先由装置的选择性，应先由系统的继电保护切除故障而不应使系统的继电保护切除故障而不应使AAT装置起动，装置起动，所以所以1KT的动作时限值应满足下式的动作时限值应满足下式 tttopKTmax.1 3 3闭锁继电器闭锁继电器1KM1KM延时返回时间值延时返回时间值 onKMon

14、ttt21 KCB延时返回时间值决定延时返回时间值决定AAT装置动作次数。要装置动作次数。要保证保证AAT装置只动作一次，装置只动作一次，KCB延时返回时间值延时返回时间值既应大于既应大于3QF或或4QF的合闸时间的合闸时间 (包括传动装置的包括传动装置的动作时间动作时间)，又要小于，又要小于3QF或或4QF两倍合闸时间，两倍合闸时间，即即tttonKM1第三节第三节 微机备自投装置的工作原理微机备自投装置的工作原理 微机备自投装置的特点微机备自投装置的特点满足基本要求是通过逻辑判断来实现满足基本要求是通过逻辑判断来实现;工作母线失压时还必须检查工作电源无流，才能工作母线失压时还必须检查工作电

15、源无流，才能启动备自投，以防止启动备自投，以防止TV二次三相断线造成误投。二次三相断线造成误投。备用电源自投切除工作电源断路器时，必须经延备用电源自投切除工作电源断路器时，必须经延时切除工作电源进线断路器，这是为了躲过工作时切除工作电源进线断路器，这是为了躲过工作母线引出线故障造成的母线电压下降。母线引出线故障造成的母线电压下降。手动、就地或遥控跳开工作电源断路器时，备自手动、就地或遥控跳开工作电源断路器时，备自投装置不应动作。投装置不应动作。备用电源不满足有压条件，微机型备用电源自投备用电源不满足有压条件，微机型备用电源自投装置不应动作。装置不应动作。应具有闭锁备自投装置的功能。应具有闭锁备

16、自投装置的功能。由硬件部分和软件部分组成由硬件部分和软件部分组成放电放电-就是模拟闭锁备用电源自投装置，放电后就是模拟闭锁备用电源自投装置，放电后就不会发生备用电源自投装置第二次动作。就不会发生备用电源自投装置第二次动作。充电充电-备用电源自投装置满足启动的逻辑条件备用电源自投装置满足启动的逻辑条件第三节第三节 微机备自投装置的工作原理微机备自投装置的工作原理 微机备用电源自动投入装置的硬件结构微机备用电源自动投入装置的硬件结构图1-3 微机备用自动投入装置硬件结构方框图发电厂厂用电源的切换方式发电厂厂用电源的切换方式 一、按运行状态区分 1、正常切换。在正常运行时，由于运行的需要(如开机、停

17、机等)，厂用母线从一个电源切换到另一个电源，对切换速度没有特殊要求。 2、事故切换。由于发生事故(包括单元接线中的厂总变、发电机、主变压器、汽轮机和锅炉等事故)，厂用母线的工作电源被切除时，要求备用电源自动投入，以尽快实现安全切换。 按断路器的动作顺序区分按断路器的动作顺序区分 1、并联切换。在切换期间，工作电源和备用电源是短时并联运行的，它的优点是保证厂用电连续供给，缺点是并联期间短路容量增大，增加了断路器的断流要求。但由于并联时间很短(一般在几秒内)，发生事故的机率低，所以在正常的切换中被广泛采用。但应注意观测工作电源与备用电源之间的差拍电压和相角差。 2、断电切换(串联切换)。其切换过程

18、是，一个电源切除后，才允许投入另一个电源，一般是利用被切除电源断路器的辅助触点去接通备用电源断路器的合闸回路。因此厂用母线上出现一个断电时间，断电时间的长短与断路器的合闸速度有关。其优缺点与并联切换相反。 3、同时切换。在切换时，切除一个电源和投入另一个电源的脉冲信号同时发出。由于断路器分闸时间和合闸时间的长短不同以及本身动作时间的分散性，在切换期间，一般有几个周波的断电时间，但也有可能出现12周波两个电源并联的情况。所以在厂用母线故障及在母线供电的馈线回路故障时应闭锁切换装置，否则投入故障供电网会因短路容量增大而有可能造成断路器爆炸的危险。 按切换速度区分按切换速度区分 1、快速切换。一般是指，在厂用母线上的电动机反馈电压(即母线残压)与待投入电源电压的相角差还没有达到电动机允许承受的合闸冲击电流前合上备用电源。快速切换的断路器动作顺序可以是先断后合或同时进行，前者称为快速断电切换，后者称为快速同时切换。 2、慢速切换。主要是指残压切换，即工作电源切除后，