自动装置备用电源自动投入

第一章备用电源自动投入装置目的要求：

掌握备用电源自动投入装置的基本含义、接线方式及基本要求，掌握备用电源自动投入装置的工作原理及基本参数整定，熟悉微机型备用电源自动投入装置的特点、硬件结构及软件原理。

重点：

备自投的基本原理。难点：

典型接线分析第一章备用电源自动投入装置

第一节备用电源自动投入装置的作用第二节备用电源自动投入装置的基本要求第三节备用电源自动投入装置的典型接线第四节微机型备用电源自动投入装置第一节备用电源自动投入装置的作用一、备用电源自动投入装置定义：

当工作电源(或工作设备)因故障被断开以后,能自动而迅速地将备用电源(或备用设备)投入工作,保证用户连续供电的一种装置。简称AAT。

二、分类：在实际应用中，AAT装置形式多样，按照备用方式划分，可分为明备用和暗备用两种。明备用：

正常情况下，有明显断开的备用电源或备用设备。暗备用：

正常情况下，没有断开的备用电源或备用设备。分段母线间，利用分段断路器取得相互备用．第一节备用电源自动投入装置的作用1QF3QF2QF4QFT1T0工作母线Ⅰ正常工作时：1QF,2QF：闭合I母故障时：2QF,1QF:断开；3QF,4QF:闭合。明备用举例:3QF,4QF:断开。备用电源AAT工作电源1QFT1ⅠⅡ4QF2QF5QF3QFT2正常工作时：1QF,2QF,闭合Ⅰ段故障时：2QF,1QF:断开；3QF：闭合。ＡＡＴ暗备用举例:3QF：断开4QF,5QF，工作电源工作电源三、采用了ＡＡＴ装置后,有如下的优点:（AＡＴ作用）

（1）提高供电可靠性；（2）简化继电保护；

（3）限制短路电流,提高母线残余电压:

出线短路电流将受到一定限制,高压母线残压会相应提高。

第一节备用电源自动投入装置的作用应用：

装有备用电源厂用电源和所用电;由双电源供电且其中一个电源经常断开以作备用的变电所;有备用变压器或者有互为备用的母线段的降压变电所;有备用机组的某些重要辅机。

第一节备用电源自动投入装置的作用2）工作母线的电压不论何种原因消失时,AAT装置均应动作；

1）应保证在工作电源或工作设备断开后，AAT装置才可以动作；

3）AAT装置应保证只动作一次；但当工作母线和备用母线同时失去电压时,或备用电源消失时,AAT装置不应起动；

4）ATT的动作时间应使负荷的停电时间尽可能短为宜；

第二节备用电源自动投入装置的基本要求5）手动跳开工作电源时，ATT装置不应动作6）当测量工作电源电压的TV二次侧FU熔断时,ATT不应动作；

防止其误动的措施：

低压起动部分采用两个低压继电器，其线圈V形连接，触点串联。

7）一个备用电源同时作为几个工作电源的备用时,如果备用电源己代替一个工作电源,当另一个工作电源又被断开时,ATT应仍能投入。措施：

足够的备用电源的容量。

第二节备用电源自动投入装置的基本要求1QFT1ⅠⅡ4QF2QF5QF3QFT2ＡＡＴ（１）应保证在工作电源或工作设备断开后，AAT

装置才可以动作说明：不满足要求，会导致备用电源对故障设备供电，加重设备损坏程度措施：ＡＡＴ的动作前提为工作母线进线断路器２ＱＦ断开。1QFT1ⅠⅡ4QF2QF5QF3QFT2说明：工作母线Ｉ段失压的原因：措施：加装低电压启动部分，并设置备用电源电压监视继电器。变压器Ｔ１故障；

工作断路器１QF、2QF误跳；

母线故障；

出线故障未被出线断路器断开；

工作电源消失；但是，当工作电源和备用电源同时消失时，ＡＴＴ不应动作（２）工作母线的电压不论何种原因消失时,AAT

均应动作

工作电源ＡＡＴ措施：控制AAT的合闸脉冲时间,以保证AAT只能动作一次。说明：

永久性故障的多次动作会导致系统多次受到短路冲击；（3）AAT装置应保证只动作一次1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ备用电源AAT工作电源一次措施：ATT装置的动作时间在有高压大容量电动机场合以1s至1.5s为宜，低压场合可减至0.5s。说明：

停电时间短有利于用户，但也不能太短:工作母线残压过高会对电动机等造成较大冲击；保证AAT装置的选择性，先由继电保护动作1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ备用电源工作电源（4）ATT的动作时间应使负荷的停电时间尽可能短为宜

一、ATT由两个部分组成：1）低压起动部分：工作母线因各种原因失压时，断开工作电源。2）自动合闸部分：在工作电源QF断开后，将备用电源的QF合闸。

第三节备用电源自动投入装置的典型接线第三节备用电源自动投入装置的典型接线1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作电源备用电源5QFⅡ2TV1TV(a)一次接线图1TVa1TVbU<1KVU>2TVb2TVcKV1KV、2KV——反应Ⅰ段母线电压降低的欠压继电器KV——对备用电源进行电压监视的过压继电器;(b)交流电压回路1TVcU<2KV1.3备用电源自动投入装置的典型接线+WC-WC1SA1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF22KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KM1QF联动跳闸低电压跳闸低电压启动AAT闭锁AAT出口3QF合闸4QF合闸备用电源电压监视T1保护1SA-----切换开关；2YT-----2QF跳闸线圈；1KT-----低压起动ATT的时间继电器；2KT-----控制ATT发出合闸脉冲时间的闭锁继电器；2KM-----ATT动作的出口中间继电器；3YC、4YC-----3QF、4QF合闸线圈；3KM-----备用电源电压监视中间继电器1SA1SA来自II段母线AAT13579111.3备用电源自动投入装置的典型接线+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保护1SA1SA来自II段母线AAT1357911工作原理：（1）正常情况：1QF、2QF合闸状态，3QF、4QF断开状态，1SA接通,AAT投入,工作母线I段和备用电源母线有电压,1KV2KV常闭触点断开，KV常开触点闭合；1.3备用电源自动投入装置的典型接线+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保护1SA1SA来自II段母线AAT1357911工作原理：（2）当工作母线失压时：1KV、2KV常闭接点接通，1KT动作；若备用电源有压，2YT延时励磁，若备用电源无压，则2YT不动作。2YT励磁，使2QF跳闸（联跳1QF）；1.3备用电源自动投入装置的典型接线+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保护1SA1SA来自II段母线AAT1357911工作原理：2KM线圈励磁合3QF4QF；（2）当工作母线失压时：1KV、2KV常闭接点接通，1KT动作；若备用电源有压，2YT延时励磁，若备用电源无压，则2YT不动作。2YT励磁，使2QF跳闸（联跳1QF）；

通过2KT失电延时断开触电保证ＡＡＴ装置只动作一次；1.3备用电源自动投入装置的典型接线+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保护1SA1SA来自II段母线AAT1357911工作原理：（1）正常情况：1QF、2QF合闸状态，3QF、4QF断开状态，1SA接通,AAT投入,工作母线I段和备用电源母线有电压,1KV2KV常闭触点断开，KV常开触点闭合；（3）当变压器T1的继电保护装置动作时：2YT励磁，使2QF跳闸（联跳1QF）；

1.3备用电源自动投入装置的典型接线+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保护1SA1SA来自II段母线AAT1357911工作原理：（1）正常情况：1QF、2QF合闸状态，3QF、4QF断开状态，1SA接通,AAT投入,工作母线I段和备用电源母线有电压,1KV2KV常闭触点断开，KV常开触点闭合；（2）当变压器T1的继电保护装置动作时：2YT励磁，使2QF跳闸（联跳1QF）；

通过2KT失电延时断开触电保证ＡＡＴ装置只动作一次；1.3备用电源自动投入装置的典型接线+WC-WC1SA.1QF2KT2QF12YT3KM1KT1KV2KV1KT2QF2

2KT2KT2KM2QF32KM3QF3YC2KM4QF4YCKV3KMT1保护1SA1SA来自II段母线AAT1357911工作原理：（4）当1QF误跳闸：2YT励磁，使2QF跳闸；

2QF误跳闸同理

如果备用电源投入到永久性故障时,则由设置在备用变压器T0的继电保护加速切除。二、接线特点：1、采用位置不对应方式启动AAT装置；2、设有独立的低电压起动部分；3、利用2KT的延时常开触点控制一次合闸脉冲。思考题1、1KV、2KV的作用？2、1KT的作用？3、1KM的作用？第三节备用电源自动投入装置的典型接线1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作电源5QFⅡ2TV三、参数整定（1）1KV、2KV的动作电压值

整定要考虑两方面：

1）躲过工作母线上电抗器后K1或者变压器后K2发生短路故障时的残余电压，即

KV1、KV2动作电压UOP

K1K2Uop=UcyKrelnTVUcy——I母线残余电压nTV——电压互感器变比Krel——可靠系数，取1.1~1.2第三节备用电源自动投入装置的典型接线1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作电源5QFⅡ2TV三、参数整定（1）1KV、2KV的动作电压值

整定要考虑两方面：

2）躲过出线故障K3切除电动机自起动时的母线最低电压。

K1K2K3※一般选择UOP等于母线额定电压的25%

Uop=UminKrKrelnTVUmin——最低母线电压Kr——返回系数，取0.85~0.9第三节备用电源自动投入装置的典型接线1QF3QF2QF4QFT1T0Ⅰ工作电源5QFⅡ2TV三、参数整定K1K2K3K4(2)过压继电器KV的动作电压：

考虑如下情况：备用电源母线带第Ⅱ段母线运行时，出线上的故障被该出线断路器切除后（如故障点K4），电动机自起动过程中备用母线可能出现最低运行电压时，保证允许AAT动作。

1TVUop=UminKrelKrnTVKrel——可靠系数，取1.1~1.2Kr——返回系数，Kr>1※一般UOP值不应低于额定工作电压的70%。(3)闭锁继电器2KT延时返回时间值:

既要保证QF可靠合闸，又要保证AAT只动作一次。

ton＜t2KT＜2ton

或

t2KT=ton+Δt

Δt—时间裕度，取为0.2～0.3S。

第三节备用电源自动投入装置的典型接线Ton：3QF或4QF的合闸时间（包括传动装置的动作时间）(4)时间继电器1KT的动作时限值

系统内发生使低电压继电器动作的短路故障时，为保证AAT的选择性，应先由系统的继电保护切除故障而不应使AAT装置动作。

∴1KT的动作时间t1KT应满足下式：

t1kt=top·max+△t

top.max—当电网内发生使低电压继电器动作的短路故障时，切除该短路故障的系统继电保护最大动作时间；

Δt—时间裕度，取0.5～0.7s。

第三节备用电源自动投入装置的典型接线1.4微机型备用电源自动投入装置一、微机备自投装置：微机备自投体积小重量轻、可靠性高，而且使用智能化，即能够根据设定的运行方式自动识别现行运行方案、选择自投方式。自动投入过程中还带有过流保护和加速功能以及自投后过负荷联切等功能。微机备自投装置硬件结构框图1.4微机型备用电源自动投入装置一、微机备自投装置硬件结构：1.4微机型备用电源自动投入装置二、微机备自投装置的软件原理：

微机备自投的应用方式，根据系统一次接线方案不同，可有进线备自投、桥开关备自投、低压母线分段备自投等功能模式，每种功能模式又有几种运行方式1QFⅠL11TV1TA2QF3TV2TV2TAL2二、微机备自投装置的软件原理：进线单母线不分段备自投模式:

备用电源工作方式:

方式1:

L1作为主电源，1QF合闸，2QF分闸，L2处于备用状态。当1QF因故跳开，母线I失电，此时2QF合闸，由L2供电。方式2:

L2作为主电源，2QF合闸，1QF分闸，L1处于备用状态。当2QF因故跳开，母线I失电，此时1QF合闸，由L1供电。L1、L2只有一个作为主电源，母线I为单母线，为明备用方式。电源进线明备用示意图1QFⅠL11TV3TV1TA2QFII2TV4TV2TA3TA3QFL2二、微机备自投装置的软件原理：进线单母线分段或桥备自投:

备用电源工作方式:

方式1:

母线I、II分列运行。如II母失电，则跳开2QF后，3QF自动合上，母线II由L1供电。方式2:

母线I、II分列运行。如I母失电，则跳开1QF后，3QF自动合上，母线I由L2供电。方式3:

3QF合闸，母线I、II合并为一条母线。由L2供电，1QF断开。如I、II母失电，则跳开2QF后，1QF自动合上，母线I、II由L1供电。方式4:

3QF合闸，母线I、II合并为一条母线。由L1供电，2QF断开。如I、II母失电，则跳开1QF后，2QF自动合上，母线I、II由L2供电。方式1、2为暗备用方式；方式3、4为明备用方式。AAT实现方式1和2的程序逻辑框图：＆AAT投入1QF合2QF合3QF分I母线有电压II母线有电压＆II母线无电压进线L2无电流I母线有电压2QF合t10≥11QF分2QF分3QF合t20跳2QF＆2QF跳位≥1合3QF1DA2DO2DAT1T24DA＆I母线无电压进线L1无电流II母线有电压1QF合＆1QF跳位t20跳1QF3DAT35DA1DO1.4微机型备用电源自动投入装置AAT实现方式3的程序逻辑框图：＆AAT投入1QF分2QF合3QF合I母线有电压II母线有电压＆I母线无电压进线L2无电流进线L1有电压2QF合t10≥11QF合2QF分3QF分t20跳2QF＆2QF跳位合1QF6DA3DO7DAT4T58DA进线L1有电压II母线无电压1.4微机型备用电源自动投入装置AAT实现方式4的程序逻辑框图：＆AAT投入1QF合2QF分3QF合I母线有电压II母线有电压＆I母线无电压进线L1无电流进线L2有电压1QF合t10≥11QF分2QF合3QF分t20跳1QF＆1QF跳位合2QF6DA3DO7DAT4T58DA进线L2有电压II母线无电压小结：

低电压继电器的作用：

1）当电力系统内的事故导致工作电源消失时起动ATS，跳开供电元件受电侧QF，投入备用TO；

2）是Ⅰ段母线和所有出线保护的后备。

过电压继电器的作用：

防止电力系统内的事故引起工作母线、备用母线同时失电而造成ATS动作。

小结：

简化ATS的接线：

当工作部分和备用部分由同一电源供电时，如图6-1（f）所示的情况，则低电压起动部分可以省去。

对于供电元件为输电线路的受端变电所，如图6-1（e）所示的情况，当输电线路发生短路时，一般情况下线路受电侧的QF不跳闸，此时需采用低电压起动来跳开受电侧QF，保证ATS动作，这种情况下低电压起动部分不能省略。

（1）工作电源的电压不论何种原因消失时,ATS均应动作

失去电压的原因：

工作变T1或T2发生故障;Ⅰ段或Ⅱ段母线上发生短路;Ⅰ段或Ⅱ段母线上的出线发生短路且未被该出线QF断开;1QF、2QF或6QF、7QF发生误跳闸;运行人员误操作将T1或T2断开,以及电力系统发生故障

措施：

ATS在工作母线上设独立的低压起动部分，保证不论何种原因工作母线失压时,起动ATS跳闸回路,断开供电元件的受电侧QF，投入备用电源。

1.1备用电源自动投入装置的作用及基本要求（2）应保证在工作电源断开后ATS才动作措施：

ATS合闸部分