备用电源自动投入装置课件.ppt

1、 第一章第一章 备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置 教学目的：教学目的：掌握备用电源自动投入装置的含义、作掌握备用电源自动投入装置的含义、作用、接线方式；理解备用电源自动投入装置的基本用、接线方式；理解备用电源自动投入装置的基本要求；会分析备用电源自动装置的基本原理；了解要求；会分析备用电源自动装置的基本原理；了解微机型备用电源自动投入装置的特点。微机型备用电源自动投入装置的特点。 重点：重点：备用电源自动投入装置的工作原理备用电源自动投入装置的工作原理第一节第一节 备用电源自动投入装置的作用及基本要求备用电源自动投入装置的作用及基本要求 一、备用电源自动投入装置的作用和优点一、备用电源

2、自动投入装置的作用和优点v定义：定义：备用电源自动投入装置，是指当工作电源或备用电源自动投入装置，是指当工作电源或工作设备因故障被断开以后，能自动而迅速地将备工作设备因故障被断开以后，能自动而迅速地将备用电源或备用设备投人工作，使用户不停电的一种用电源或备用设备投人工作，使用户不停电的一种自动装置，简称为自动装置，简称为AATAAT装置。装置。 v备用方式：备用方式：（一）明备用：（一）明备用： 在正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备，在正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备，装设有专用的备用电源或备用设备。装设有专用的备用电源或备用设备。（二）暗备用：（二）暗备用： 在正常情况下没有明

3、显断开的备用电源或备用设在正常情况下没有明显断开的备用电源或备用设备，而分段母线间利用分段断路器取得相互备备，而分段母线间利用分段断路器取得相互备用用 。 明备用方式：明备用方式： 正常运行时，正常运行时，T1投入，投入，T0备用，备用，3QF、4QF断开断开正常运行时，正常运行时，T1、T2投入，投入，T0备备用，用，3QF、4QF、5QF断开断开暗备用方式：暗备用方式： 靠分段断路器靠分段断路器3QF取得互为备用取得互为备用采用备用电源自动投入装置有以下优点：采用备用电源自动投入装置有以下优点：（1 1）提高供电的可靠性，节省建设投资；）提高供电的可靠性，节省建设投资；（2 2）简化继电保

4、护。）简化继电保护。 采用了采用了AATAAT装置后，环形供电网络可以开环运行，变压器可装置后，环形供电网络可以开环运行，变压器可以分裂运行，在保证供电可靠性的前提下，继电保护装置可以分裂运行，在保证供电可靠性的前提下，继电保护装置可以简化。以简化。（3 3）限制短路电流、提高母线残余电压。）限制短路电流、提高母线残余电压。 在受端变电所，如果采用环网开环运行和变压器分裂运行，在受端变电所，如果采用环网开环运行和变压器分裂运行，将使短路电流受到一些限制，供电母线上的残余电压相应也将使短路电流受到一些限制，供电母线上的残余电压相应也提高一些，有利于系统运行；在某些场合，由于短路电流受提高一些，有

5、利于系统运行；在某些场合，由于短路电流受到限制，不需要再装出线电抗器，从而节省了投资。到限制，不需要再装出线电抗器，从而节省了投资。 在下列情况应装设备用电源自动投入装置：在下列情况应装设备用电源自动投入装置：（1 1）装有备用电源的发电厂厂用电源和变电所所用）装有备用电源的发电厂厂用电源和变电所所用电源；电源；（2 2）由双电源供电，其中有一个电源经常断开作为）由双电源供电，其中有一个电源经常断开作为备用的变电所备用的变电所（3 3）降压变电所内有备用变压器或互为备用的母线）降压变电所内有备用变压器或互为备用的母线段。段。（4 4）有备用机组的某些重要辅机。）有备用机组的某些重要辅机。 二、

6、对二、对AAT装置的基本要求装置的基本要求1.1.保证在工作电源确实断开后保证在工作电源确实断开后AATAAT装置才动作。装置才动作。 假如工作电源发生了故障，当其断路器尚未断开时就假如工作电源发生了故障，当其断路器尚未断开时就投入备用电源，这就造成将备用电源投入到故障元件上，不投入备用电源，这就造成将备用电源投入到故障元件上，不但起不到但起不到AAT装置的作用，还可能扩大故障，加重故障设备装置的作用，还可能扩大故障，加重故障设备的损坏程度。的损坏程度。 为了满足这一要求，为了满足这一要求， AAT装置的合闸部分应由供电元装置的合闸部分应由供电元件受电侧断路器的辅助动断触点动作。件受电侧断路器

7、的辅助动断触点动作。2.2.无论因何种原因工作母线上的电压消失时，无论因何种原因工作母线上的电压消失时，AATAAT装装置均应动作。置均应动作。 为了满足这一要求，为了满足这一要求，AAT装置在工作母线上应设有独立的低装置在工作母线上应设有独立的低电压启动部分，并设有备用电源电压监视继电器。电压启动部分，并设有备用电源电压监视继电器。 但是，当工作母线和备用母线同时失去电压时，但是，当工作母线和备用母线同时失去电压时，AATAAT装置不装置不应动作。应动作。3. AAT3. AAT装置应保证只动作一次。装置应保证只动作一次。 当工作母线发生永久性短路故障或者引出线上发生永久性短当工作母线发生永

8、久性短路故障或者引出线上发生永久性短路故障未被其断路器断开的时，备用电源第一次投入后，由路故障未被其断路器断开的时，备用电源第一次投入后，由于故障仍然存在，继电保护装置动作将备用电源断开。此后，于故障仍然存在，继电保护装置动作将备用电源断开。此后，不允许再次投入备用电源，以免多次投入对系统造成不必要不允许再次投入备用电源，以免多次投入对系统造成不必要的再次冲击。的再次冲击。4. AAT4. AAT装置的动作时间，应使用户的停电时间尽可能装置的动作时间，应使用户的停电时间尽可能短为宜。短为宜。 对于用户来说，无疑是希望停电时间尽可能短，越有利于用对于用户来说，无疑是希望停电时间尽可能短，越有利于

9、用户电动机的自启动。但当工作母线上装有高压大容量电动机户电动机的自启动。但当工作母线上装有高压大容量电动机时，工作母线停电后因电动机反送电，使工作母线残压较高，时，工作母线停电后因电动机反送电，使工作母线残压较高，投入备用电源时，如果备用电源电压和电动机残压之间的相投入备用电源时，如果备用电源电压和电动机残压之间的相角差又较大，将会产生角差又较大，将会产生很大的冲击电流很大的冲击电流而造成电动机的损坏。而造成电动机的损坏。所以，考虑这些情况，动作时间不能太短。所以，考虑这些情况，动作时间不能太短。 运行经验表明，在有高压大容量电动机的情况下，运行经验表明，在有高压大容量电动机的情况下，AAT装

10、装置的动作的时间以置的动作的时间以11.5s为宜，低电压场合可减小到为宜，低电压场合可减小到0.5s。5.5.低压启动部分电压互感器二次侧熔断器熔断时，低压启动部分电压互感器二次侧熔断器熔断时， AATAAT装置不应动作。装置不应动作。 防止其误动作的措施是：低电压启动部分采用两个低电压继防止其误动作的措施是：低电压启动部分采用两个低电压继电器，其触点串联。电器，其触点串联。 6.6.应校验应校验AATAAT装置动作时装置动作时备用电源的过负荷情备用电源的过负荷情况况及电动机自启动情况；如果备用电源投入及电动机自启动情况；如果备用电源投入到故障设备上，应使其保护加速动作。到故障设备上，应使其保

11、护加速动作。 对对AAT装置的基本要求小结：装置的基本要求小结：v动作原因：工作母线突然失去电压动作原因：工作母线突然失去电压v动作次序：工作电源先断开，备用电源再投入动作次序：工作电源先断开，备用电源再投入v动作次数：只动作一次动作次数：只动作一次v动作时间：保证停电时间尽可能短，但要防止误动作时间：保证停电时间尽可能短，但要防止误动作动作v不误动：电压互感器二次侧熔断器熔断时不动作不误动：电压互感器二次侧熔断器熔断时不动作v闭锁：当备用电源无压、正常停电操作时不动作闭锁：当备用电源无压、正常停电操作时不动作第二节第二节 AAT装置的典型接线装置的典型接线一、一、AATAAT装置的组成：装置

12、的组成：（1 1）低压启动部分。监视工作母线失压和备用电源）低压启动部分。监视工作母线失压和备用电源正常情况，并使正常情况，并使AATAAT装置启动。装置启动。（2 2）自动合闸部分。在工作电源断路器断开后，将）自动合闸部分。在工作电源断路器断开后，将备用电源的断路器合闸。备用电源的断路器合闸。二、二、“明备用明备用”AAT装置的工作原装置的工作原理理备用变压器自动投入装置原理接线备用变压器自动投入装置原理接线1KV、2KV反应反应I段母线段母线电压降低的低电压继电器；电压降低的低电压继电器；KT低电压启动低电压启动AAT装置装置的时间继电器；的时间继电器；1KM1QF、2QF的跳闸的跳闸出口

13、继电器，出口继电器，2KMAAT装置动作的出装置动作的出口中间继电器；口中间继电器；3KV监视备用电源有无监视备用电源有无电压的过电压继电器；电压的过电压继电器；3KM备用电源电压监视备用电源电压监视中间继电器；中间继电器；1KL控制控制AAT装置发出装置发出合闸脉冲的闭锁继电器；合闸脉冲的闭锁继电器；1YT、2YT1QF、2QF跳跳闸线圈；闸线圈；3YC、4YC（3KMC、4KMC）3QF、4QF合闸线圈；合闸线圈；二、二、 “明备用明备用” AAT装置的工作原装置的工作原理理（1）系统正常运行时，工作）系统正常运行时，工作母线电压正常，母线电压正常，AAT处于准备处于准备状态。状态。1QF

14、、2QF处于合闸状态处于合闸状态 ，低，低电压继电器的电压继电器的1KV、2KV返回，返回，其动断触点断开，过电压继电其动断触点断开，过电压继电器器3KV处于动作状态，其动合处于动作状态，其动合触点闭合，触点闭合，3KM处于励磁动作处于励磁动作状态，动合触点闭合，接通低状态，动合触点闭合，接通低压启动部分的正电源。同时，压启动部分的正电源。同时，2QF辅助触点辅助触点2QF3打开，断打开，断开了合闸部分的电源。辅助触开了合闸部分的电源。辅助触点点2QF1、2QF2闭合，为低压闭合，为低压启动跳闸和联动跳闸做好准备，启动跳闸和联动跳闸做好准备，并使闭锁继电器并使闭锁继电器lKL励磁，为励磁，为A

15、AT装置动作出口作好准备装置动作出口作好准备 。 二、二、 “明备用明备用” AAT装置的工作原装置的工作原理理（2）变压器）变压器T1故障，故障，T1的保的保护动作时，护动作时，AAT装置的动作过装置的动作过程。程。T1的保护动作使的保护动作使1KM得电动得电动作，其动合触点闭合，使跳闸作，其动合触点闭合，使跳闸线圈线圈1YT、2YT通电励磁，断通电励磁，断路器路器1QF、2QF跳闸。辅助触跳闸。辅助触点点2QF3闭合，通过闭合，通过KL触点使触点使2KM励磁动作，其动合触点闭励磁动作，其动合触点闭合，使合，使3KMC、4KMC励磁，励磁，3QF、4QF合闸，投入备用变合闸，投入备用变压器压

16、器T0。辅助触点辅助触点2QF2断开使断开使1KL失失磁，延时返回的触点经延时打磁，延时返回的触点经延时打开，使开，使2KM失磁，保证失磁，保证AAT装装置只动作一次。置只动作一次。 二、二、 “明备用明备用” AAT装置的工作原装置的工作原理理（3）1QF误跳闸时，误跳闸时，辅助辅助动断触点动断触点1QF2闭合，使跳闭合，使跳闸线圈闸线圈2YT通电励磁，使通电励磁，使2QF跳闸。跳闸。2QF2跳闸后，跳闸后，AAT装置的动作情况与上装置的动作情况与上述（述（2）相同。）相同。说明：说明：AAT装置能弥补断路器误装置能弥补断路器误动作时的供电可靠性。动作时的供电可靠性。 二、二、 “明备用明备

17、用” AAT装置的工作原装置的工作原理理（4）当工作母线由于某种原）当工作母线由于某种原因失去电压时因失去电压时，1KV、2 KV动动作，其动断触点闭合，若备用作，其动断触点闭合，若备用电源母线有电压，电源母线有电压，3KV动作，动作，使使3KM处于动作状态，处于动作状态， 3KM触点闭合，启动时间继电器触点闭合，启动时间继电器KT。经。经KT预定延时时间后，预定延时时间后，其延时动合触点闭合，使其延时动合触点闭合，使KM1得电动作，跳开得电动作，跳开1QF、2QF，然后投入备用变压器然后投入备用变压器T0。若备用电源母线也无电压若备用电源母线也无电压，3KV触点不闭合，触点不闭合，3KM不带

18、电，不带电，低压启动回路不能接通。备用低压启动回路不能接通。备用变压器不能投入变压器不能投入。保证当工作电源和备用电源同保证当工作电源和备用电源同时失压时，时失压时，AAT装置不动作。装置不动作。二、二、 “明备用明备用” AAT装置的工作原装置的工作原理理（5）当备用电源投入到永久）当备用电源投入到永久性故障时，性故障时，则应由设置在则应由设置在4QF上过流保护（图中未画出）加上过流保护（图中未画出）加速动作跳开速动作跳开4QF，此后，此后AAT装装置不再动作。置不再动作。三、三、AAT装置的接线特点装置的接线特点（1 1）保证）保证AATAAT装置动作的可靠性。装置动作的可靠性。AATAA

19、T装置的自动合闸部分由装置的自动合闸部分由供电元件受电侧断路器的辅助触点启动，满足了工作电源断供电元件受电侧断路器的辅助触点启动，满足了工作电源断开后备用电源才投入的要求。开后备用电源才投入的要求。（2 2）设有独立的低电压启动部分。为防止电压互感器二次侧）设有独立的低电压启动部分。为防止电压互感器二次侧断线时断线时AATAAT装置的误动作，采用两个低压继电器装置的误动作，采用两个低压继电器1KV1KV、2KV2KV接接在不同的相别上，将其触点串联，所以低电压启动部分动作在不同的相别上，将其触点串联，所以低电压启动部分动作是可靠的。是可靠的。（3 3）AATAAT装置一次合闸脉冲，采用装置一次

20、合闸脉冲，采用KLKL继电器的延时打开动合触继电器的延时打开动合触点控制合闸脉冲的长短，实现点控制合闸脉冲的长短，实现AATAAT装置只动作一次。装置只动作一次。四、四、AAT装置的参数整定装置的参数整定（一）低电压继电器（一）低电压继电器lKVlKV、2KV2KV的动作电压整定的动作电压整定 1.1.整定原则：整定原则：当工作母线失压时能可靠动作，同时又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。不能使动作过于灵敏，防止不必要的频繁动作。2.2.整定条件：整定条件：（1 1）在工作变压器高、低压母线上的出线）在工作变压器高、低压母线上的出线电抗器电抗器之之后，

21、或者后，或者变压器之后变压器之后发生短路故障时发生短路故障时( (如图如图1-21-2中，中，k1k1、k2k2点点) )，低电压继电器不应动作。（，低电压继电器不应动作。（集中阻抗元件集中阻抗元件） 因为这两点发生短路时母线电压虽然下降，但因为这两点发生短路时母线电压虽然下降，但残余残余电压相当高电压相当高，AATAAT装置不应动作。装置不应动作。（2 2）低电压继电器的动作电压应躲过电动机）低电压继电器的动作电压应躲过电动机自启动时的最低母线电压。自启动时的最低母线电压。原因：工作母线的引出线上发生短路故障时（如图中原因：工作母线的引出线上发生短路故障时（如图中k3k3点），点），工作母线

22、上的残余电压接近于零，低电压继电器必然动作，工作母线上的残余电压接近于零，低电压继电器必然动作，当故障由引出线继电保护切除后，在电动机自启动过程中，当故障由引出线继电保护切除后，在电动机自启动过程中，母线电压不能立即恢复，而是维持在电动机自启动的最低母线电压不能立即恢复，而是维持在电动机自启动的最低电压。此时，低电压继电器应可靠返回，电压。此时，低电压继电器应可靠返回，AATAAT装置不应动作。装置不应动作。低电压继电器的动作电压取母线额定电压的低电压继电器的动作电压取母线额定电压的2525即可。即可。 （二）过电压继电器（二）过电压继电器3KV3KV的动作电压整定的动作电压整定过电压继电器的

23、动作电压值整定时应考虑按过电压继电器的动作电压值整定时应考虑按备用电源备用电源母线可能出现的最低运行电压母线可能出现的最低运行电压。当备用电源母线出。当备用电源母线出现最低运行电压时，继电器现最低运行电压时，继电器3KV仍应保持动作状态，仍应保持动作状态，以使以使AAT装置低电压启动部分仍能启动。装置低电压启动部分仍能启动。 过电压继电器的动作电压取母线额定电压的过电压继电器的动作电压取母线额定电压的7070即可。即可。（三）时间继电器（三）时间继电器KTKT的动作时限整定的动作时限整定当工作母线的出线上发生使低电压继电器当工作母线的出线上发生使低电压继电器lKVlKV、2KV2KV动动作的短

24、路故障时，为保证作的短路故障时，为保证AATAAT装置的装置的选择性选择性，应首，应首先由该出线的继电保护切除故障而不应使先由该出线的继电保护切除故障而不应使AATAAT装置装置动作，因此动作，因此KTKT的动作时限值应满足：的动作时限值应满足：KTop.maxttt（四）闭锁继电器（四）闭锁继电器1KL1KL的延时返回时间整定的延时返回时间整定闭锁继电器闭锁继电器1KL1KL的延时返回时间值决定的延时返回时间值决定AATAAT装置动作次装置动作次数。要保证数。要保证AATAAT装置只动作一次，装置只动作一次，IKLIKL延时返回时间延时返回时间值值t tKLKL既应大于备用电源断路器（既应大

25、于备用电源断路器（3QF3QF或或4QF4QF）的合闸）的合闸时间时间t tonon ，又要小于，又要小于3QF3QF或或4QF4QF的两倍合闸时间。即：的两倍合闸时间。即：onKLont t2tKLont=tt四、四、“暗备用暗备用”AAT装置的工作原理装置的工作原理母线分段断路器的自动投入接线母线分段断路器的自动投入接线AAT装置接线简化：省略了装置接线简化：省略了低电压启动部分。因为两段低电压启动部分。因为两段母线由同一电源供电。母线由同一电源供电。2YT2QF跳闸线圈；跳闸线圈；3YC （3KMC）母线分母线分段断路器段断路器3QF的合闸线圈；的合闸线圈；五、五、“暗备用暗备用”AAT

26、装置的工作原理装置的工作原理母线分段断路器的自动投入接线母线分段断路器的自动投入接线（1）系统正常运行时，）系统正常运行时，AAT处于准备状态。处于准备状态。工作电源通过工作电源通过T1给工作母给工作母线线1段供电，段供电， T2给工作母给工作母线线2段供电，段供电， 3QF断开，断开， 2QF处于合闸状态处于合闸状态 ，同时，同时，辅助触辅助触2QF3开，断开了开，断开了合闸部分的电源。辅助触合闸部分的电源。辅助触点点2QF1、2QF2闭合，为闭合，为联动跳闸做好准备，并使联动跳闸做好准备，并使闭锁继电器闭锁继电器lKL励磁，为励磁，为AAT装置动作出口作好准装置动作出口作好准备。备。 四、

27、四、“暗备用暗备用”AAT装置的工作原理装置的工作原理母线分段断路器的自动投入接线母线分段断路器的自动投入接线（2）变压器）变压器T1故障，故障，T1的保护动作时，的保护动作时，AAT装置装置的动作过程。的动作过程。T1的保护动作断路的保护动作断路1QF、2QF跳闸。辅助触跳闸。辅助触2QF3闭闭合，接通合闸回路，使合，接通合闸回路，使3KMC励磁，励磁，3QF合闸，合闸，投入备用变压器投入备用变压器T2。辅助触辅助触2QF2断开使断开使1KL失失磁，延时返回的触点延时磁，延时返回的触点延时（3QF合闸后）打开，保合闸后）打开，保证证AAT装置只动作一次。装置只动作一次。 五、五、AAT装置接

28、线的简化装置接线的简化vAATAAT装置可以应用在不同的场合，应用在不同场合的接线可装置可以应用在不同的场合，应用在不同场合的接线可能有简有繁。通过对图能有简有繁。通过对图1-21-2、1-31-3的的AATAAT装置原理接线图分析装置原理接线图分析可知，除系统侧故障使工作母线失去电压，可知，除系统侧故障使工作母线失去电压，AATAAT装置辅助低装置辅助低电压启动部分动作外，其他情况下都不经辅助低电压启动部电压启动部分动作外，其他情况下都不经辅助低电压启动部分而动作。由此考虑到，分而动作。由此考虑到，AATAAT装置接线中辅助低电压启动部装置接线中辅助低电压启动部分能否取消的问题，如能将其取消

29、，则可简化分能否取消的问题，如能将其取消，则可简化AATAAT装置接线，装置接线，提高提高AATAAT装置动作的可靠性。装置动作的可靠性。v结论：当工作部分和备用部分由同一电源供电时，如图结论：当工作部分和备用部分由同一电源供电时，如图 1-31-3，辅助低电压启动部分可以省去，可以简化辅助低电压启动部分可以省去，可以简化AATAAT装置的接线。装置的接线。微机型备用电源自动投入装置微机型备用电源自动投入装置v与常规的备用电源自动投入装置相比，微机型备用与常规的备用电源自动投入装置相比，微机型备用 电源自动投入装置具有以下特点：电源自动投入装置具有以下特点：（1 1）综合功能比较齐全，适用面广；）综合功能比较齐全，适用面广；（2 2）具有串行通信功能，可适用于无人值班变电所；）具有串行通信功能，可适用于无人值班变电所；（3 3）体积小，性价比高；）体积小，性价比高；（4 4）故障自诊断能力强，可靠性高。）故障自诊断能力强，可靠性高。v微机型备用电源自动投入装置的硬件结构和软件原理，微机型备用电源自动投入装置的硬件结构和软件原理，可参考相关教材。可参考相关教材。