电力系统自动装置 课件 第2章备用电源自动投入装置

电力系统自动装置第2章

备用电源自动投入装置

重点

AAT装置的工作原理；

微机型备用电源自动投入装置。教学目的：掌握备用电源自动投入装置含义、接线方式及基本要求，熟悉微机型备用电源自动投入装置的特点、硬件结构和软件原理，掌握备用电源自动投入装置参数整定原则及运行维护。2.1备用电源自动投入装置的作用和要求一、备用电源自动投入装置的含义和作用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换到备用电源上，使负荷不至于停电的一种自动装置备用电源自动投入装置简称AAT装置

定义装设备用电源自动投入装置的情况有:（1）发电厂的厂用电和变电所的所用电

（2）由双电源供电的变电所和配电所,其中一个电源作为备用电源（3）降压变电所内装有备用变压器或互为备用的母线段（4）生产过程中某些重要的备用机组二、AAT装置的备用方式

“明备用”方式一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投入运行的备用方式，成为“明备用”正常运行时T1、T2投入，T0备用，即设专用的备用变压器。（一）明备用方式“明备用”方式二正常运行时1QF、2QF、3QF投入，4QF断开，即设专用的备用线路。（二）暗备用方式

“暗备用”方式一“暗备用”方式二“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。靠母联开关3QF取得互为备用采用备用电源自动投入装置优点

（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

三、对AAT装置的基本要求为了实现这一要求，使备用电源断路的合闸部分由供电元件受电侧断路器的动断辅助触点来启动。①工作电源发生故障，工作断路器尚未断开时，就投入备用电源，也就是将备用电源投入到故障元件上，造成事故扩大②备用电源与工作电源不是取自同一点，往往存在电压差或相位差，工作电源未断开就投入备用电源，可能导致非同期并列。

工作电源断开后，备用电源才能投入1①工作变压器发生故障，继电保护动作，使两侧断路器跳闸②工作母线本身故障，继电保护使断路器跳闸③工作母线上的出线发生故障，而该出线断路器或继电保护拒绝动作，引起变压器断路器跳闸④变压器断路器误跳闸（人为误操作或保护误动作）⑤系统故障，高压工作电源电压消失为了实现这一要求，AAT装置在工作母线上应设置独立的低压启动部分，以保证在工作母线失压时，AAT装置可靠启动工作母线突然失压时AAT装置应能动作2

AAT装置只应动作一次

34AAT装置动作时间应使负荷停电的时间尽可能短

当工作母线或引出线发生持续性故障，保护动作，切除工作电源，投入备用。因故障仍存在，保护动作将备用电源跳开，此时工作母线又失压，若再次将备用电源投入，就会扩大事故，对系统造成不必要的冲击。

原因考虑故障点应有足够的去游离时间，对于高压电动机来说，停电时间短时残压高而带来不利从工作电源失压到备用电源投入恢复供电的这段停电时间，考虑电动机自起动，停电时间越短越好

5工作母线失去电压时，应检查工作电压无电流

备用电源无电压时，AAT装置不应动作6

正常停电操作时，AAT装置不应起动7检查工作电压无电流的目的是防止TV二次侧熔断器熔断而造成装置误动备用电源无电压时，装置动作也不能为负荷供电，即动作无意义。

用户不用电或相关设备检修，进行正常停电操作时，不需要投入备用电源

2.2备用电源自动投入的一次接线方案

当主变T1、T2同时运行，而分段断路器QF3断开时，一次系统中T1和T2互为备用电源，此方案称为暗备用接线方案。

当主变T1故障，保护跳开QF1，或主变T1高压侧失压，都会引起Ⅰ段母线失压，无电流且Ⅱ段母线有电压，即断开QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母线上的负荷由主变T2供电。

自投条件是Ⅰ段母线失去电压、无电流、Ⅱ段母线有电压、QF1确已断开。

检查无电流条件的目的：为了防止Ⅰ段母线TV断线而引起备用电源自投的误动作。一、低压母线分段断路器自投方案

二、内桥断路器的自投方案

（一）明备用接线方案

当L1进线带Ⅰ、Ⅱ段运行，即QF1、QF3在合闸位置，QF2在分闸位置时，线路L2是备用电源。若L2进线带Ⅰ、Ⅱ段运行，即QF2、QF3在合闸位置，QF1在分闸位置时，线路L1是备用电源。

L1为运行状态，L2为备用状态的自投条件是：Ⅰ段母线失去电压、无电流，L2线路有电压、QF1确已断开时合QF2。

L2为运行状态，L1为备用状态的自投条件是：Ⅱ段母线失去电压、无电流，L1线路有电压、QF2确已断开时合QF1。

二、内桥断路器的自投方案

（二）暗备用接线方案

如果两段母线分列运行，即桥断路器QF3在分闸位置，而QF1、QF2在合闸位置，此时L1和L2成为互为备用电源。

当L1故障，保护跳开QF1，引起Ⅰ段母线失压，无电流且Ⅱ段母线有电压，即断开QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母线上的负荷由主变T2供电。

自投条件是Ⅰ段母线失去电压、无电流、Ⅱ段母线有电压、QF1确已断开。

图示备用电源自投方案接线为明备用方案接线。L1和L2中只有一个断路器在合闸位置，另一个在分闸位置，因此当母线失压，备用线路有电压，并（或）无电流，即可断开QF1（或QF2），合上QF2（或QF1）。该明备用方案的自投条件类似于内桥断路器自投方案中的明备用方案。

母线无电压，线路L2有电压，无电流，QF1确已断开，合上QF2；

母线无电压，线路L1有电压，无电流，QF2确已断开，合上QF1。

三、线路备自投方案

2.3微机型AAT装置一、微机型AAT装置的硬件结构母线I、II的三相电压幅值、频率和相位，母线I、II的进线电流

当QF2在跳闸状态，并满足母线Ⅰ无进线电流，母线Ⅱ有电压的条件，Y4动作，H2动作，在满足Y3另一输入条件时合QF3，此时QF2处“跳闸”，而其控制开关仍处“合闸”，即当二者不对应就启动AAT装置，这种方式为装置的主要启动方式。

二、微机型AAT装置软件原理1、装置的启动方式方式一方式一

当系统故障导致工作母线Ⅰ失压，图(b)可知，在满足母线Ⅰ进线无电流，备用母线Ⅱ有电压的条件，Y6动作，经过延时，H3动作，跳开QF2，再由方式一AAT装置，使QF3合闸。这种方式可看作是对方式一的辅助。二、微机型AAT装置软件原理1、装置的启动方式方式一方式二

当满足QF2、QF5在合闸状态，QF3在跳闸状态，工作母线Ⅰ有电压，备用母线Ⅱ也有电压，并且无装置的“放电”信号，则Y1动作，使t1“充电”，经过10～15s充电，为Y3的动作做好了准备，一旦Y3的另一输入信号满足条件，AAT装置即动作，合上QF3。

2、装置的闭锁（1）“充电”过程方式一

当满足QF3在合闸状态或者工作母线Ⅰ及备用母线Ⅱ无电压，则t1瞬时“放电”，Y3不能动作，即闭锁装置。

2、装置的闭锁（2）“放电”过程方式一

当AAT装置动作，QF3合闸后，t1瞬时“放电”，若合闸于故障母线上，则QF3的继电保护加速动作使QF3立即跳闸，此时母线Ⅰ无电压，t1不能“充电”，装置不能动作，保证了装置只动作一次。

3、合闸于故障母线上方式一2.4

AAT装置参数整定及运行维护（一）低电压元件动作值的整定

1、整定原则：

当工作母线失压时能可靠动作，同时又不能使动作过于灵敏，防止不必要的频繁动作。一、AAT装置参数整定2、整定条件BA躲过馈电线路或变压器后发生短路时的母线残压躲过电动机自起动时母线上最低电压低电压元件的动作电压一般取25%额定电压（二）过电压元件动作值的整定

当正常运行时工作母线和备用母线在最低工作电压时，过电压继电器应保持动作状态，因此过电继电器应按厂用母线允许最低运行电压整定。一、AAT装置参数整定一般过电压元件动作电压不低于70%额定电压一、AAT装置参数整定（三）AAT充电时间的整定（四）AAT动作时间的整定为保证断路器切断能力的恢复，AAT的充电时间应不小于断路器第二个“合闸→跳闸”间的时间间隔，一般间隔时间取10～15S。AAT动作时间是指因电力系统内的故障使工作母线失压跳开工作母线受电侧断路器的延时时间。一、AAT装置参数整定（五）低电流元件动作值的整定（六）合闸加速保护时间的整定

采用低电流元件的作用：防止TV二次回路断线时AAT误起动；同时兼作断路器跳闸的辅助判据。

低电流元件动作值可取TA二次额定电流的8%（如TA二次额定电流为5A时，低电流元件动作值为0.4A）。

合闸加速保护电流元件的动作值应保证该母线上短路故障时不低于1.5的灵敏度；当加速保护有复合电压起动时，负序电压可取7V（相电压）、正序电压可取50～60V；加速时间取3S。1.装置运行及巡视检查

1检查运行回路的低电压元件应处于动作状态，闭锁中间元件应励磁，且无其他异常现象。检查备自投装置的投退开关位置应正确，电压和时间等元件整定值正确。在有两台变压器工作的变电所，当工作变压器跳闸、备用变压器投入后，应检查负荷情况，以防止变压器过负荷。

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3二、装置运行维护2.装置的异常处理1若备自投装置在母线失压后不动作或开关合不上，应汇报调度，安排处理。若运行中出现“交流电压断线”或“直流电源消失”信号，应停用备自投装置，并查出原因，予以消除。23.装置动作后处理(1)动作成功后的处理1)恢复音响信号及备自投装置的动作掉牌信号。当备用电源投入成功时，该路红灯闪光，电流表应有指示，同时原运行的断路器绿灯也闪光，这时应将原备用线路的开关由“分后”转至“合后”位置，再将原运行断路器的控制开关由“合后”转至“分后”位置。操作完毕查明母线失压情况，向调度员汇报并作好记录，善后的工作和运行方式按调度命令执行。2)3)(2)动作不成功的处理备自投装置动作，备用设备（线路或变压器）投入后，备用设备又跳闸，不允许再进行试送，因为此种情况可能是一次设备发生了永久性故障。

小结

备用电源自动投入装置是指当失去工作电源后，能迅速自动地将备用电源投入或将用电设备自动切换到备用电源上去,使用户不至于停电的一种装置,简称AAT装置。AAT装置结构简单，可大大提高供电可靠性，广泛用于发电厂的厂用电系统或变、配电所的所用电系统中。通常采用两种备用方式，即：明备用和暗备用，设有可见的专用备用电源的称为明备用，互为备用的称为暗备用。

对AAT装置的基本要求是：动作原因--工作母线突然失压；动作次序--工作电源先断，备用电源后投；动作次数--只动作一次；动作时间--使负荷中断供