备自投原理

主所33KV自投原理
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广州地铁四号线供变电
2012年02月
主要内容
1、什么是备用电源自动投入装置？
2、备自投装置应满足哪些基本要求？
3、分段自投原理。

4、备用电源自动投入条件。

5、运行中应注意的几个问题。

一.什么是备用电源自动投入装置？
备用电源自动投入装置是当工作电源因故障断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入到工作或将用户切换到备用电源上去，从而使用户不至于被停电的一种自动装置，简称备自投装置。

二、备自投装置应满足哪些基本要求？
1、工作电源断开后，备用电源才能投入；
2、备自投装置投入备用电源断路器必须经过延时,延时时限应大于最长的外部故障切除时间.
3、在手动跳开工作电源时，备自投不应动作。

4、应具备闭锁备自投装置的逻辑功能,以防止备用电源投到故障的元件上,造成事故扩大的严重后果。

5、备用电源无压时，BZT不应动作；
6、BZT在电压互感器（PT）二次熔断器熔断时不应误动，故应设置PT短线告警；
7、BZT只能动作一次，防止系统受到多次冲击而扩大事故；
三、备自投原理
备自投的主要形式有：
桥备投、分段备投、母联备投、线路备投、变压器备投。

单母线分段
1、备自投的主要形式有：
（1）若正常运行时，一台主变带两段母线并列运行，另一台主变作为明备用，采用进线（变压器）备自投；若正常运行时，两段母线分列运行，每台主变各带一段母线，两段母线互为暗备用，采用分段备自投。

（2）若正常运行时，一条进线带两段母线并列运行，另一条进线作为明备用。

采用进线备自投；若正常运行时，每条进线各带一段母线，两条进线互为暗备用，采用分段备自投。

2、模拟量输入
外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入模数变换器。

电流电压回路图
备自投示意电流电压回路图
备自投保护柜端子排图•
•
•Ia、Ib、Ic 为过流保护用模拟量输入，I1、I2 为两进线一相电流，用于防止PT 断线时装置误起动。

•UA1、UB1、UC1 为Ⅰ母电压输入，UA2、UB2、UC2 为Ⅱ母电压输入。

•装置引入二段母线电压，用于有压、无压判别，每个进线开关各引入一相电流，是为了防止PT 三相断线后造成分段开关误投，也是为了更好地确认进线开关已跳开。

3、开关量输入
•装置引入1DL，2DL 开关位置接点（TWJ），加上装置自带操作回路产生的分段开关位置接点（TWJ），用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作。

•装置将1DL 和2DL 的KKJ 串连后接入KKJ 闭锁备投开入（端子312,315）用作给备自投放电，
•另外还引入4个闭锁备自投输入接点（端子319~321）。

备自投开入回路图
备自投开出回路图4、1DL，2DL跳闸操作回路
当装置1DL、2DL 在合位，3DL 在分位。

401～402：跳进线1 开关出口；（见备自投开出回路图）412～413：跳进线2 开关出口。

（见备自投开出回路图）
5、信号回路
端子51D41 母联开关合后位置
端子51D47 闭锁备投
端子51D40 母联开关跳位
端子TB5-3 #1PT二次绕组开关合端子TB5-1 #1PT隔离刀闸合
端子TB5-5 #2PT二次绕组开关合端子TB5-7 #2PT隔离刀闸合
端子X3：30 1段母线电弧故障
端子X3：32 母联断路器电弧故障端子X3：34 2段母线电弧故障
33KV母联信号回路及倒闸控制图
33kv母联断路器控制回路图
33KVPT电压重动，并列原理图
母联开关自投
当两段母线分列运行时，装置选择母联开关自投
充电条件：
1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；
2) 1DL、2DL 在合位,3DL 在分位。

经备自投充电时间后充电完成。

Ⅰ母失压:
放电条件：
1) 3DL 在合位经短延时；
2) Ⅰ、Ⅱ母均无压（三线电压均小于Uwy（25V此值根据用户设定），（延时15S运行单位定）；
3) 本装置没有跳闸出口时，手跳1DL 或2DL（KKJ1 或KKJ2 变为0）（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；
4) 引至‘闭锁方式自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；
5) 1DL，2DL，3DL 的TWJ 异常；使用本装置的分段操作回路时，控制回路断线，弹簧未
储能（合闸压力异常）；
6) 1DL、1DLF 开关拒跳；
动作过程：
当充电完成后,Ⅰ母无压（三线电压均小于无压起动定值）、I1 无流，Ⅱ母有压起动，经Tt 延时后，两对电源1 跳闸接点动作跳开1DL、Ⅰ母需要联切的开关。

确认1DL 跳开和1DLF 跳开（JLT1 投入时）后，且Ⅰ母无压（三线电压均小于无压合闸定值）或满足同期条件（检同期投入时）经Th 延时合上3DL。

Ⅱ母失压:
放电条件：
1) 3DL 在合位经短延时；(1段同理)
2) Ⅰ、Ⅱ母均无压（三线电压均小于Uwy），延时15S；(1段同理)
3) 本装置没有跳闸出口时，手跳1DL 或2DL（KKJ1 或KKJ2 变为0）（本条件可由用户
退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；
4) 引至‘闭锁自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；
5) 1DL，2DL，3DL 的TWJ 异常；使用本装置的分段操作回路时，控制回路断线，弹簧未
储能（合闸压力异常）；
6) 2DL、2DLF 开关拒跳；
动作过程：
当充电完成后，Ⅱ母无压、I2 无流，Ⅰ母有压起动，经Tt延时后，两对电源2 跳闸接点动作跳开2DL、Ⅱ母需要联切的开关。

确认2DL跳开和2DLF 跳开（JLT2 投入时）后，且Ⅱ母无压或满足同期条件（检同期投入时）经Th 延时合上3DL。

当备自投起动后，若1DL/2DL 主动跳开，则不经延时空跳1DL/2DL 和需要联切的开关。

备自投的条件：
首先应该有备用电源或备用设备。

其次，当工作母线电压下降时，由备自投跳开工作电源的断路器后才能投入备用电源或设备；另外一种情况是工作电源部分系统故障，保护动作跳开工作电源的断路器后才投入备用电源或设备。

a.低电压元件：所接母线失压后可靠动作，而在电网故障切除后可靠返回，为缩小低电压元件动作范围，低电压定值宜整定得较低，一般整定为0.15～0.3倍额定电压。

为避免自动投入装置失压误动，低电压元件可由两个电压继电器组成，其触点构成与门出口，两个电压继电器的电压可取自同一组电压互感器的不同相别，也可取自不同的电压等级或所用电系统。

b.有压检测元件：应能在所接母线电压正常时可靠动作，而在母线电压低到不允许自投装置动作时可靠返回，电压定值一般整定为0.6～0.7倍额定电压。

c.动作时间：电压鉴定元件动作后延时跳开工作电源，其动作时间宜大于本级线路电源侧后备保护动作时间与线路重合闸时间之和。

备自投的闭锁
闭锁主要来自于这几个方面：
1) PT断线闭锁；
2) 过流闭锁；（主变后备保护动作闭锁BZT，110kv侧过流，零序，过负荷，调压闭锁；110kv侧中性点间隙过流；33kv中性点零序过流；33kv侧过流及备自投检无流）、(包括变低手
跳闭锁)、
3) 外部闭锁输入；（51LP1压板）
4) 备自投动作后闭锁。

（备自投合闸成功）
5）低压侧母联闭锁。

主保护：110kv侧纵差，差速；33kv侧纵差，（不闭锁备自投）；重瓦斯等。

主变后备保护动作闭锁BZT，110kv侧过流，零序，过负荷，调压闭锁；110kv侧中性点间隙过流；33kv中性点零序过流；33kv侧过流及备自投检无流）、(包括变低手跳闭锁)、
运行中应注意的几个问题
备自投装置已广泛应用于110 kV及33KV和10KV变电站，其可靠性直接影响着整个变电站乃至系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致全站停电或者大面积停电。

因此，在正常运行、维护过程中，还应注意以下几点：
1、在变电站新投运时，必须做备自投装置的实际带开关跳、合试验，不能用简单的模拟试
验来代替，模拟试验只能用来检测备自投装置的一般逻辑功能。

2、备自投装置要完全独立于保护装置，不能影响保护的正确动作，其回路应避免与保护回
路混杂。

在进行备自投装置的逻辑试验时，首先要通过做安全措施，把备自投装置完全独立出来，以免试验时误动或者拒动。

3、备自投逻辑试验时，必须严格按照备自投逻辑进行，尤其应注意对备自投闭锁逻辑的试
验。

4、运行人员在投备自投装置时，应注意装置的充电标志，如有现场不能解决的异常情况，
及时反映，以便迅速得到解决。

5、需要停用备自投装置时，应先退除装置出口压板，再退装置直流电源，最后退出装置交
流电源；装置投运时，操作顺序恰恰相反。

在此过程中，遇有装置异常情况，应慎重对待妥善处理。

6、备自投闭锁问题：有实现手动跳闸闭锁及保护闭锁功能，分别有母差动作闭锁，主变后
背保护动作闭锁动或母线发生故障，备自投不应动作。

7、备自投的动作时间问题：低电压元件动作后延时跳开工作电源，其动作时间应大于本线
路电源侧后备保护动作时间和线路重合闸时间的和。

8、备自投的后加速跳闸问题：当备自投动作于永久故障的设备上，应加速跳闸并只动作一
次。

优先配置有后加速电流保护功能的备自投装置。