第1章 备用电源自动投入装置AAT

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AAT的典型一次接线图1
明备用
2 2010-11-20
隆贤林
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AAT的典型一次接线图2
明备用
隆贤林 3 2010-11-20
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AAT的典型一次接线图1
暗备用
4 2010-11-20
隆贤林
采用AAT装置后的优点
1、提高了供电可靠性。 能持续供电。 2、简化继电保护。 保护按照单电源保护整定。 3、限制短路电流，提高母线残压。 系统等值阻抗增大，短路电流下降，母线电压提高。 4、装置简单，投资少，可靠性高。
f s = p(n + sn1 ) (n1 − n) 转差率s = n1
隆贤林
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第5节 异步电动机断电后的残压变化
如果电动机断电时的次暂态电势为E”,则残压为 t " Ta & My [0] U
U
= 2 E sin(ω ' t − δ )e
MY[0]
& jI[0] X " & E" & I[0]
隆贤林
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8、一个备用电源作为几个工作电源备用时，如备用电源 已代替一个工作电源后，另一个工作电源又断开，AAT 装置应动作。
隆贤林
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第3节 AAT实现
工作方式
1QFபைடு நூலகம்3QF
方式1:1T与2T分列运行，2QF跳开后由 5QF合上，2T供电。 方式2:1T与2T分列运行，4QF跳开后由 5QF合上，1T供电。 方式3:1T供电，4QF断开，2、3QF合 上。2QF跳开后由4QF合上，2T供电。
其中： Ta：为残压衰减时间常数， ω ‘：为残压角频率，随着电动机转速下降而下降 δ[0]：断电时次暂态电势与断电前母线电压的夹角。
&" = U & & E − jI[0] X " My[0]
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第5节 异步电动机断电后的残压变化
& 残压初值U MY[0]
残压变化 轨迹
三、备用电源投入时的冲击电压 由图可见，合闸时的冲击电压为
& & & ∆U = U S − U My
要求小于1.1倍额定电压，如图。
隆贤林
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第7节 厂用电切换
一、快速切换 图中0～1区域，母线残压与系统 电压相差不大，相位差、频率差 很小。 合闸时角度
δ max
Ton = δ 0 + 360 T∆
B1 1
K2 1T 2T TV4 TV3 2QF TA1 5QF TA3 4QF B2 TV1 M K1 TV2 TA2
U min U op = K rel K r nTV
可靠系数 1.2
隆贤林
返回系数 0.9
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第4节
AAT参数整定
3、AAT充电时间 如出线1永久性故障，其保护 动作，然后重合闸动作，保护 再次动作。其时间一般不超过 10s。 所以充电时间一般10～15s。 4、AAT动作时间 大于低压网络故障保护的最 长动作时间。
冲击电压 限制
幅度限制
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第6节 备用电源投入时的冲击电流和冲击电压
一、异步电动机失电后的等值阻抗 不计励磁支路时，等值阻抗为：
r1 r2' ru & U My
xu
' x2σ
1− s ' r2 s
r ' z1 = (r1 + ) + j ( x1σ + x2σ ) s
电动机起动时，s＝1，起动阻抗为：
3T 1T 5QF
备用母线B2
2T
4QF
事故切换（串联切换） 先断开2QF，再合3QF 。
2QF 发电机
3QF 工作母线B1 M
1
2
隆贤林
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第5节 异步电动机断电后的残压变化
如果工作母线失压，电动机M的电压下降
转速n ↓→ 定子电压频率 ↓
失电前，定子电流形成的磁场旋转速度为额定转速n1， 这样在转子上感应的电流频率为sf1。转子磁场的旋转速 度为n＋sn1，其切割定子绕组形成的频率为：
冲击电流、电压一般小于允许值。
四、失压起动切换（长延时切换）：普通AAT，作 为残压切换的备用。
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微机备自投装置
l
l
l
l
1 当工作母线上的电压低于检 无压定值，并且持续时间大于 时间定值时，备自投装置方可 起动． 2 备用电源的电压应工作于正 常范围，或备用设备应处于正 常的准备状态，各自投装置方 可动作，否则应予以闭锁。 3 必须在断开工作电源的断路 器之后，备自投装置方可动 作． 4 人工切除工作电源时，备自 投装置不应动作．装置引入进 线断路器的手跳信号作为闭锁 量，一旦采到手跳信号，立即 使备自投放电，实现闭锁。
隆贤林
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第2节 对AAT的基本要求
1、应保证在工作电源断开后AAT装置才动作。 实现方法：备用电源的断路器合闸部分应由工作电源断 路器的常闭辅助触点起动。
1QF 3QF
如B1母线停电 先断开2QF，再合5QF
1T 2T
5QF 2QF B1 4QF B2
隆贤林
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隆贤林
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5、AAT动作时间应尽可能短。
1QF
3QF
（1）冲击电流、力矩影响电动机 （2）保护可能误动。
1T
2T
TA1 5QF 2QF B1 1 TV1 M 4QF B2 TV2
隆贤林
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6、备用电源投于故障时，应加速继电保护动作。
1QF
3QF
B1母线故障，5QF合闸后，保护加 速动作，跳开5QF。
AAT充电为10～15s。
隆贤林
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4、工作母线和备用母线同时失电，或者备用母线失电 时，AAT装置不应起动。 实现方法：备用电源有电才能合闸。
1QF 3QF
5QF要合闸，一定要母线B2有 电。 1TV电压低，2TV电压高。
1T
2T
TA1 5QF 2QF B1 1 TV1 4QF B2 TV2
A
&
放电条件
1、AAT的充放电与方式的识别
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2、方式1动作过程
隆贤林
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第4节
AAT参数整定
1QF 3QF
1、低电压元件 一般选择动作电压等于额定工作电压的25% 。 K1点故障切除后，电动机M自起动时， AAT应当不动作。 2 、过电压元件 一般动作电压值不应低于额定工作电压的70% 。 躲开电动机自起动时的母线最低电压。
1T
2T
TA1 5QF 2QF B1 1 TV1 M 4QF B2 TV2
隆贤林
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7、应校验备用电源的过负荷和电动机自起动情况。 必要时自动减负荷。 B1母线失电后，5QF合闸后，所带 负荷可能大于2T容量，此时要切 除一些次要负荷。
1QF
3QF
1T
2T
TA1 5QF 2QF B1 1 TV1 M 4QF B2 TV2
第7节 厂用电切换
二、捕捉同期切换 图中1～2区域，当母线残压与系 统电压相差不大，相位差、频率 差很小时发出合闸命令。 恒定导前相角脉冲：固定某相角 发合闸脉冲
恒定导前时间脉冲：：固定某时间 发合闸脉冲。比较难以实现。
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第7节 厂用电切换
三、残压切换 图中阴影区域，当母线残压低于 额定电压的40%时，发合闸脉冲。
B2 TV2
TV3 2QF B1 1
TA1 5QF TA3
TA2 4QF
TV1 M
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二、方式1、2的实现
2QF合位 4QF合位 5QF分位 母线B1有压 母线B2有压 母线B1无压 母线B2无压 5QF合位 方式1、2闭锁
隆贤林
≥1 & & & t3 0
识别为方 式1、2 充电完成
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隆贤林
1 充电条件（逻辑“与”）：11DL合位； 21DL合位； 31DL分位； Ⅰ母有压；Ⅱ母有压。 2 放电条件（逻辑“或”）：11DL分位； 21DL分位； 31DL合位； Ⅰ母Ⅱ母同时无压。 3 桥备自投Ⅰ起动条件（逻辑“与”）： Ⅱ母无压；进线 Ⅱ无流； Ⅰ母有压； 21DL合位。备自投起动后，经延时 跳开21DL，合上31DL，发出动作信号，同时动作于信号继 电器XJ4。 4 桥备自投Ⅱ起动条件（逻辑“与”）： Ⅰ母无压；进线 Ⅰ无流； Ⅱ母有压； 11DL合位。备自投起动后，经延时 跳开11DL，合上31DL，发出动作信号，同时动作于信号继 电器XJ4。 注：1 进线线路发生故障，由对侧保护动作跳闸，使进线及 所带母线失电，备自投起动。 2 检查进线开关的合位实际上是引入的闭锁条件（进线开 关不在合位则闭锁备自投）。如果变压器或母线发生故 障，保护动作跳开进线开关，进线开关将处于跳闸位置， 此时备自投被闭锁。手跳进线断路器情况类似。 33
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l
l
l
5 避免备用电源合于永久性故 障。 在考虑运行方式和保护配 置时，应避免备自投装置动作使 备用电源合于永久性故障的情况 发生。 6 各自投装置只允许动作一 次．以往常规的备自投装置通过 装置内部电容器的充放电过程来 保证只动一次，为了便于 理 解，微机装置仍然引用充放电 这—概念 只不过微机备自投装 置由软件通过逻辑判断实现备自 投充放电。 7 当备自投充电条件满足时，经 10秒充电时间后，进入充电完毕 状态。当放电条件满足、有闭锁 信号或退出备自投时立即放电．
第1章 备用电源自动投入装置AAT
第1节 概述
l 定义：备用电源和备用设备的自动投入
装置就是当工作电源或工作设备因故障 被断开后，能自动而且迅速将备用电源 和备用设备投入工作。简称AAT装置。 l 明备用：正常运行时不提供负荷电流。 l 暗备用：正常运行时工作电源与备用电 源各自提供负荷电流。
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' 2
zst = (r1 + r ) + j ( x1σ + x )
' 2 ' 2σ
可见，当转速下降时，s逐渐接近1，等值阻抗接近起动阻抗。 故可用起动阻抗来代替起动阻抗。
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第6节 备用电源投入时的冲击电流和冲击电压
二、备用电源投入时的冲击电流 由图可见，合闸时的稳态电流为
TA1 5QF 2QF B1 TV1 4QF
隆贤林
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3、AAT装置应保证只动作一次。 实现方法：AAT动作后，使其充电时间（复归时间）大 于故障切除的最长时间。
1QF 3QF
1T
2T
TA1 5QF 2QF B1 1 TV1 4QF B2
5QF要合闸，一定要充电完 成。 如出线1永久性故障，其保护 动作，然后重合闸动作，保护 再次动作。其时间一般不超过 10s。 *
2、工作母线和设备上的电压不论何种原因消失时AAT装 置均应起动。 实现方法：AAT装置应有独立的低电压起动部分。
1QF 3QF
如B1母线停电 1TV输出电压降低，起动合5QF *为防止电压回路断线AAT误动， 可以增加1TA的电流控制。 1TV输出电压降低＋1TA无电流， 起动合5QF
B2
1T
2T
1T
2T TV4
TV3 2QF B1 1
TA1 5QF TA3
TA2 4QF B2 TV1 TV2
M
方式4：2T供电，2QF断开，3、4QF合 上。4QF跳开后由2QF合上，1T供电。
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一、AAT装置的起动方式
1QF 3QF
1T
2T TV4
1、采用AAT装置的切换开关在 投入位置，而供电元件受电侧 断路器在跳闸位置，即两者位 置不对应时起动AAT装置。简 称为不对应起动 2、低电压起动
top = tmax + ∆t
隆贤林
低压网络故障保护 的最长动作时间。
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第4节
5、低电流元件 一般取TA二次电流额定值 的8%。
AAT参数整定
6、AAT合闸加速时间 一般取3s。
隆贤林
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第5节 异步电动机断电后的残压变化
系统 1QF 6QF
正常运行切换（并联切换） 在备用母线与工作母线电压 同期时，先合3QF，再断开 2QF。
& US & U MY[0] & ∆U & U MY
& & & I1 = (U S − U My ) /( zst + zT3 )
不同的合闸角产生不同的暂态电流，最大暂态电流与稳 态电流相等，并且会衰减。则最大的冲击电流出现在半 个周期时。
隆贤林
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第6节 备用电源投入时的冲击电流和冲击电压
o
工作母线断电时间
隆贤林
tlose = Ton +
δ 0 − δ[0] 360
o
T∆
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第7节 厂用电切换
一、快速切换 闭锁快速切换 （1）工作母线电压回路隔离刀闸断开或电压互感器二次回路断线 （2）备用电源失电 （3）外部保护动作闭锁等 （4）装置异常
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