第6章 其他安全自动装置

§6-1备用电源自动投人装置
二、对备用电源自动投入装置的要求
6、手动跳开工作电源时，备用电源自动投入装置不应动作。 7、应具有闭锁备自投的功能。因备用对象发生故障（母线故障），保 护拒动，引起相邻后被保护（变压器后被保护）动作切除工作电源的时 候，应闭锁备用电源自动投入装置。 8、当电压互感器的熔断器熔断，二次断路器保护跳开，或拉开电压互 感器刀闸或退出电压互感器手车，备用电源自动投入装置均不应动作， 备用电源自动投入装置还通过进线断路器电流检测，在进线侧无压无流 的情况下，备用电源自动投入装置才动作。 9、当备用电源无电压时，备用电源自动投入装置不应动作。 10、备用电源自动投入装置应躲过因任何原因引起母线电压下降的时 间，这种情况是指母线电压在短时间内恢复正常，因而要求备用电源自 动投入装置延时时限应大于最长的外部故障切除时间。
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理 时间继电器延时的时限应大于可以导致低电压继电器 起动的网络内所有外部故障相应元件上的保护最长时限，即 top1 = tset.max + tr 式中tset.max——可以导致低电压继电器起动的网络内所 有外部故障相应元件上的保护最长时限； tr ——裕度时间，取0.5 s。 备用电源自动投入装置动作时限与断路器合闸时间的配 合。备自投 装置动作时限（第二时限）应可靠地保证断路器只自投一次 ，为此要求第二时限为： top2≥ tQF + tr 式中tQF——断路器的全部合闸时间（包括传动装置的 动作时间）； tr——裕度时间，取0.2～0.3 s。
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理
（2）有电流、无电流整定 进线无电流一般指工作电源进线的一个相电流小于线电 流定值。该定值应小于最小负荷电流，以防工作电源T V 三 相断线时微机备自投 装置的误动作。 （3）动作时间整定 微机备用电源自动投入装置的动作时限应与继电保护的 配合。备用电源自动投入装置的动作时限（第一时限）应尽 可能缩短，以利于电动机的自启动，但应满足以下要求：
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理
1、装置在变电站应用于进线自投举例 进线微机备自投（互投） 装置主接线如图6-2所示。进线1 和进线2 互为暗备用，在人工操作跳进线断路器时，需引入 相应接点用于闭锁备用电源自动投入装置。进线备用电源自 动投入装置有两种逻辑，即进线备用电源自动投入装置1 （ 进线1 暗备用）和进线备用电源自动投入装置2（进线2暗备 用），可通过相应软压板来投退。两进线互为备用方式转换 无须经过手动切换开关，由软件经过开关位置和充电条件自 动识别完成。
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二、对备用电源自动投入装置的要求
在发电厂和变电所中，在下列情况应装设备用电源自动投 入装置： 1、装有备用电源的发电厂厂用电源和变电所所用电源。 2 、由双电源供电且其中一个电源经常断开以作为备用的 变电所。 3、有备用变压器或有互为备用的母线段的降压变电所。 4、有备用机组的某些重要辅机。
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二、对备用电源自动投入装置的要求
根据运行经验，备用电源自动投入装置只有满足下列基本要求才能更 好地发挥它的作用。 1、 备用电源自动投入装置必须在工作电源失去电压、而备用电源正 常时投入。 2、备用电源自动投入装置只应动作一次，以免在母线或引出线上发生 持续性故障时，备用电源被多次投入到故障元件上，造成更严重的事故 。 3、备用电源自动投入装置应在工作电源失压后，不论其断路器是否已 断开，装置自投起动延时到跳开工作电源断路器，并确认该断路器在断 开后，备用电源自动投入装置才能投入。这样可以防止因工作电源在其 它地方被断开，备用电源自动投入装置合于故障或备用电源倒送电的情 况。
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理
（3） 进线自投2 充电条件 进线自投2 充电完成的条件是下列三条满足10s以上,即： （a） 备自投功能硬压板，进线自投软压板，进线自投2 软 压板均投入 ； (b) Ⅰ、Ⅱ母线和1# 进线线路侧TV1均有压； (c) QF2、QF3 合闸位置、QF1 分闸位置。 （4）进线自投2 动作条件 装置充好电后，检测Ⅰ、Ⅱ母线无压、1# 进线线路侧TV1 有压，2# 进线无电流，装置延时跳QF2，确认QF2跳开后，合 QF1，恢复对Ⅰ、Ⅱ母线连续供电。
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二、对备用电源自动投入装置的要求
5、 备用电源自动投入装置动作合闸时间的整定，应以 使负荷停电时间尽可能短为原则。因为停电时间越短，对电 动机的自起动越有利，但停电时间过短，电动机残压可能较 高，当备用电源自动投入装置动作时，会产生过大的冲击电 流和冲击力矩，导致电动机损伤。因此，对装有高压大容量 电动机的厂用电母线备自投的动作时间应在ls以上。对于低 压电动机，因转子电流衰减极快，这种问题并不突出。同时， 为了使备用电源自动投入装置投入成功，故障点应有一定的 电弧熄灭去游离时间。一般情况下，备用电源断路器的合闸 时间，已大于故障点的去游离时间，因而不必再考虑故障点 的去游离时间。根据运行经验，备用电源自动投入装置的动 作时间以l～1．5s为宜。
图6-3微机备用电源自动投入装置硬件结构原理图
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理 3、微机备用电源自动投入装置软件流程 装置软件流程框图如图6-4所示。装置能自动跟踪系统运行方式，选 择自投功能。采用整周波傅氏算法对采样值进行处理,削除了多次谐波所带 来的误差,准确地判断出系统的故障情况。装置的工作过程如下： 为满足备自投只能动作一次这个要求，装置设置起动条件（即：母线 1和母线2的电压都正常），同时也作为系统运行方式的判别。当装置满足 了起动条件，经15秒延时后，才能进入相应的工作程序，在工作程序中， 当检测到装置的硬件故障（如：定值出错、继电器线圈长期通电）时，发 出故障报警信号，等待处理，当发现异常情况（如：PT 断线、开关量异 常）时，发出运行异常信号，等待处理。同时监视开关量和模拟量的状态, 当发现不满足启动条件时退出工作状态，当发现母线失压时，进行故障处 理，如满足自投条件，则动作，然后退出工作程序，在2～10 秒内,监视负 荷状态,过负荷联切,重新进行方式判别。
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理 在35kV～110kV 变电站中,备用电源自动投入主要有高压备用电源进线的 自动投入；备用变压器的自动投入；高压侧或低压侧单母线分段断路器的 自动投入三种。 对应于不同的主接线系统，有相应的自投方案，每种方案配有几种自投功 能，装置能自动识别现行运行方式，选择自投功能。微机型备用电源自动 投入装置可通过逻辑判断满足其基本功能和要求，但为了便于理解，在阐 述备用电源自动投入装置逻辑程序时广泛用电容器的“充放电”来模拟这 种功能。备用电源自动投入装置满足启动的逻辑条件应理解为“充电”条 件满足；延时起动的时间应理解为“充电”时间到后完成了全部准备工作 ；当备用电源自动投入装置动作后或任何一个闭锁条件存在时，立即瞬时 完成“放电”，放电后就不会发生备用电源自动投入装置第二次动作。
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一、备用电源的配置方式 备用电源自动投入装置按其电源备用方式可分为如下两种： 1 、明备用方式。即装设专用的备用变压器或备用线路作为工作电 源的备用，如图6-1中的（a)、(b)、(c)、(d)所示。明备用电源通常只 有一个，而且一个明备用电源往往可以同时作为两段或几段工作母线的 备用。如图6-1(a) 所示，备用变压器 T2 同时作为I、Ⅱ段母线的备用电 源。 2、暗备用方式。即不装设专用的备用变压器或备用线路，而是由 两个工作电源互为备用，如图6-1中的(e)、(f)所示。正常情况下。各 段母线由各自的工作电源供电，母线分段断路器3处在断开位置。当某 一电源故障跳闸时，备用电源自动投入装置将分段断路器3自动合上， 靠分段断路器使两个工作电源互为备用。这样，要求每一个工作电源的 容量都应根据两个分段母线上的总负荷来考虑，否则在备自投动作之后 要减去一些负荷。
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理
2、微机备用电源自动投入装置硬件结构 装置的硬件结构如图 6-3 所示。输入电流和电压经隔离互 感器隔离变换后,由低通滤波器输入至模数转换器,CPU 经过采 样数字处理后,完成各种预定功能。装置引入两段母线电压,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TV三相断线后造成分段开关误投，同时能更好地确认进线开 关已跳开。 装置引入QF1、QF2、QF3 开关位置接点（合闸位置继电 器）作为系统运行方式判别，自投准备及选择自投方式。另外 还引入一个闭锁自投输入接点，如手跳QF1 或QF2，变压器后 备保护动作复合电压闭锁过流保护等。
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二、对备用电源自动投入装置的要求
4、一个备用电源同时作为几个工作电源的备用时，在备 用电源已代替某工作电源后，其他工作电源又被断开时，备用 电源自动投入装置仍应能动作。但对单机容量为200MW及以上 的火力发电厂，备用电源只允许代替一个机组的工作电源。ห้องสมุดไป่ตู้ 有两个备用电源的情况下，当两个备用电源互为独立备用系统 时，应各装设独立的备用电源自动投入装置。使得当任一备用 电源都能作为全厂各工作电源的备用时，备用电源自动投入装 置使任一备用电源都能对全厂各工作电源实行自动投入。
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理
（1）进线自投1 充电条件 进线自投1 充电完成的条件是下列三条满足10s以上,即： (a) 备自投功能硬压板、进线自投软压板、进线自投1 软压 板均投入； (b) Ⅰ、Ⅱ母线和2# 进线线路侧TV2均有压； (c) QF1、QF3 合闸位置、QF2 分闸位置。 （2）进线自投1 动作条件 装置充好电后，检测Ⅰ、Ⅱ母线无压，2# 进线线路侧TV2 有压，1# 进线无电流，装置延时跳QF1，确认QF1跳开后， 合QF2，恢复对Ⅰ、Ⅱ母线连续供电。
图6-1 应用备用电源自动投入装置的一次接线图
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一、备用电源的配置方式 采用备用电源自动投入装置的优点是： 1、提高供电的可靠性，节省建设投资。 2、简化继电保护。因为采用了备用电源自动投入装置后，环形 网络可以开环运行，变压器可分裂运行，如图6-1中的(a)和(f)。这 样，采用简单的继电保护装置便可满足选择性和灵敏性。 3、限制短路电流，提高母线的残余电压。例如在受端变电所， 如果采用变压器解列运行或环网开环运行，出现故障时短路电流会 减小，供电母线的残余电压相应提高。在某些场合，由于短路电流 受到限制，不再需要装设出线电抗器，既节省了投资，又使运行维 护方便。 由于备用电源自动投入装置简单、费用低，而且可以大大提高供电 的可靠性和连续性，因此，在发电厂的厂用供电系统和厂、矿企业 的变、配电所中得到广泛的应用。
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理
装置输出跳闸接点：跳QF1、QF2 各一付接点。合QF1、 QF2 各一付接点，合QF3 一付接点。有若干组联切接点,每组 包括跳闸接点和闭锁重合闸接点。 装置输出信号接点有两组，一组为中央信号节点包括： 动作完成、联切、装置故障、异常、直流失压等。另一组为 远动信号节点包括：动作完成、联切、装置故障、异常、直 流失压。同时面板上也有相应的指点示灯。 装置的面板上有液晶和指示灯，工作人员可方便的对装 置进行操作。也可以通过串行口远方操作。
图6-4 微机备用电源自动投入装置软件流程
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三、微机备用电源自动投入装置工作原理 4、微机备用电源自动投入装置的参数整定 （1） 有压、无压整定 备用电源有电压时，备自投 装置才启动，否则启动了也无意义。监 视备用电源电压的电压继电器整定值，应按母线最低工作电压不应动作 的条件来选择，一般整定在额定电压的70% 时动作。也即备用电源电压 值不大于线路额定电压的70% 时，备自投装置不应动作。 低电压继电器的定值应根据下面原则来进行，即备用电源自动投入 装置在下面两种情况下不应动作： （a）网络内发生了在集中阻抗后的短路，工作母线上的电压因之降 低，但当继电保护把短路切除后，工作母线的电源可以恢复时。 (b) 当工作母线电压因电动机的自起动而降低时。 按上述两点要求，检查工作电源的低压继电器的整定值，一般为额定 电压的25%。