《水电站自动化》-备用电源自动投入装置

案例1：2003年8月14日北美东部发生最大停电事故

2003年8月14日北美东部发生有史以来最大的停电事故，100多个发电厂和几十条高压输电线路停运，纽约市当晚发生60起火灾，9座核电站和11个核反应堆被迫关闭，波及24000km2，损失负荷61.8GW=61800MW（大约相当于3个三峡），停电时间长达29h，受停电影响的人口约5000万人，经济损失达300亿美元。《水电站自动化》精品课程案例2：2006年7月河南因电网故障大面积停电

2006年7月1日晚8时，河南电网进入用电高峰，500千伏嵩郑双回线路突然发生故障先后跳闸，造成豫西、豫中部分220千伏线路过载跳闸，电网运行出现波动。三门峡、洛阳、济源、开封等地区受到影响，河南省经历了一场多年罕见的电力故障。郑州市区大面积停电，大街小巷的灯光突然忽明忽暗，不少市民将家里所有电器的电源拔掉。约5分钟后，郑州市大片区域陷入黑暗之中。

《水电站自动化》精品课程模块7备用电源自动投入装置

主讲人：曹利刚

院部：机电工程分院时间：2014年6月5日《水电站自动化》精品课程《水电站自动化》精品课程项目19备用电源自动投入装置的基本理论1、备用电源自动投入装置的定义备用电源自动投入装置简称BZT装置当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源投入工作或将用户切到备用电源上，使负荷不至停电的一种自动装置。

《水电站自动化》精品课程2、备用电源自动投入装置的发展过程项目19备用电源自动投入装置的基本理论

电磁（整流）型晶体型

集成电路型微机型《水电站自动化》精品课程3、备用电源自动投入装置的优点项目19备用电源自动投入装置的基本理论（1）提高供电的可靠性，节省投资（2）简化继电保护（3）限制短路电流，提高母线残余电压

在线路因为瞬时故障一旦被保护断开后，由自动重合闸装置可再进行一次重合闸，往往就能恢复原工作电源向负荷供电。但当工作电源永久性故障跳闸后必须投入另一路备用电源，才能保证连续供电。【只可配合使用，但不可互为取代】《水电站自动化》精品课程4、备自投装置与自动重合闸装置的本质区别项目19备用电源自动投入装置的基本理论《水电站自动化》精品课程5、装设备用电源自动投入装置的原则项目19备用电源自动投入装置的基本理论（1）发电厂的厂用电和变电所的所用电。（2）有双电源供电的变电所和配电所，其中一个电源经常断开作为备用。（3）降压变电所内装有备用变压器或互为备用的母线端。（4）生产过程中某些重要的备用机组，如给水泵、循环水泵等。《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论1工作电源先切，备用电源后投当工作电源发生故障时，工作断路器尚未断开时，就投入备用电源，将会造成事故扩大。备用电源和工作电源存在电压差或相位差，工作为退出就投入备用，导致非同期并列。＋备用电源断路器的合闸部分，由供电元件受电侧断路器的动断触点来启动【原因】【实现方法】《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论2工作母线突然失压时BZT应能动作工作变压器发生故障、继电保护动作，使两侧断路器跳闸工作母线本身故障继电保护使断路器跳闸。＋BZT在工作母线上应设置独立的低压启动部分【原因】【实现方法】＋工作电源突然停止供电。＋……《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论3BZT装置只动作一次当工作母线或引出线发生永久性故障，保护动作，切除工作电源，投入备用。因故障仍存在，备用电源跳开，工作母线又失压，若备用电源再次投入，就会扩大事故，对系统造成冲击。设置断路器的合闸脉冲，使其只能合闸一次【原因】【实现方法】《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论4BZT装置应使负荷中断供电时间尽可能短（1-1.5S）从失压到恢复供电，考虑电动机自启动，停电时间越短越好。设置断路器的合闸脉冲，使其只能合闸一次【原因】【实现方法】停电时间过短，电动机残压高，导致电机损伤。《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论5工作母线TV二次侧熔断器熔断时，BZT不应动作TV二次侧断线时，但一次侧回路正常，母线仍然正常工作，此时备自投不应动作。BZT装置应予以闭锁【原因】【实现方法】《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论6备用电源无压时，BZT不应动作即使动作也不能使负荷供电。加装有压鉴定功能【原因】【实现方法】《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论7正常停电操作时，BZT不应动作如手动跳闸，工作电源不是因故障退出运行。加装闭锁功能【原因】【实现方法】《水电站自动化》精品课程6、对备用电源自动投入装置的要求项目19备用电源自动投入装置的基本理论8投入故障时，BZT应加速动作因故障性质已经确定，可实现快速切除故障。缩短BZT投入时间【原因】【实现方法】◆明备用：若备用电源在正常情况下不运行，处于停电备用状态，只有在工作电源发生故障时才自动投入运行的备用方式。◆暗备用：是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量，当一个电源发生故障时，另一个电源承担全部负荷的运行方式。《水电站自动化》精品课程7、备自投装置的电源备用方式项目19备用电源自动投入装置的基本理论《水电站自动化》精品课程7、备自投装置的电源备用方式项目19备用电源自动投入装置的基本理论图19.1

BZT装置一次接线举例（a）~（d）明备用（e）、（f）暗备用《水电站自动化》精品课程低电压继电器过电压继电器时间继电器信号继电器闭锁继电器BZT切换开关备用电源退出开关跳闸线圈跳闸线圈合闸线圈8、暗备用原理接线图介绍《水电站自动化》精品课程9、工作原理分析（1）正常运行状态◆一次回路6个隔离开关均为闭合状态。◆Ⅰ、Ⅱ母线电压正常。◆1KT、2KT不动作。◆KM处于励磁状态，但不发合闸脉冲。《水电站自动化》精品课程9、工作原理分析(2)Ⅰ段母线失压后的BZT投入过程◆一次回路6个隔离开关均为闭合状态。◆Ⅰ、Ⅱ母线电压正常。◆1KT、2KT不动作。◆KM处于励磁状态，但不发合闸脉冲。Ⅱ段母线失压与Ⅰ段失压动作过程相同。《水电站自动化》精品课程9、工作原理分析(3)遇永久性故障时，BZT只动作一次若合