备自投装置的基本原理介绍.pdf

备用电源自动投入装置 （简称备自投）是当电力系统故障或其他原因 使工作电源被断开后，能迅速将备用电源自动投入工作，或将被停电的设 备自动投入到其他正常工作的电源，使用户能迅速恢复供电的一种自动装 置。本期和大家一起简单了解备自投装置的基本原理。 1、明备用与暗备用备自投装置根据备用方式，可以分为明备用和暗备用两 种。明备用是指正常情况下有装用的备用变压器或备用线路。如下图，正 常运行时QF3、QF4、QF5在断开状态，变压器T2作T1、T3 的备用。 暗备用是指正常情况下没有专用的备用电源或备用线路，而是在正常运行 时负荷分别接于分段母线上，利用分段断路器取得相互备用。如图，正常 运行时，QF5在断开状态，I、II段母线分别通过各自的线路或变压器供电， 当任一母线失电时，QF5 自动合闸，从而实现线路或变压器互为备用。在暗 备用方式中，每个工作电源的容量应根据两个分段母线的总负荷来考虑， 否则在备自投动作前后，要适当切除相应负荷。 由此可见，采用备自投装置后，有以下优点： （1）提高供电可靠性，节省 建设投资；（2）简化继电保护；（3）限制短路电流，提高母线残压； 备 自投有上述优点，而且结构简单，投资少，且可靠性高，因此在电力系统 得到广泛应用。 2、备自投装置的 “充放电”微机备自投装置在发生故障需要将备用电源投 入时，应正确动作，且只允许动作一次。为了满足这个要求，装置采用了 类似于自动重合闸 “充放电”的概念来模拟这种功能。备自投装置满足启动 条件，开始 “充电”；经过一定的 “充电时间”后，“充电”完成，备自投 装置准备就绪；当备自投动作后或满足任一闭锁条件，立即瞬时 “放电”， “放电”后备自投装置被闭锁。因此备自投装置动作逻辑的控制条件可分为 三类：充电条件，闭锁条件，启动条件。取一定的充电时间主要是考虑到： （1）等待故障造成的系统扰动充分平息，恢复到故障前的稳定状态； （2） 躲过对侧相邻保护最后一段的延时和重合闸最长动作周期，以免合闸在故 障上扩大事故。 3、典型备投方式 （1）桥 （分段）备投原理 中小容量的发电厂和变电 站高压侧一般采用内桥接线，一次接线如图所示。正常运行时，内桥 （分 段）断路器QF3在断开状态，I、II段母线分别通过各自的供电设备或线路 供电。QF1、2QF2在合位，L1和L2互为备用电源 （暗备用）。当线路发生 故障或其他原因使得线路断路器QF1 （QF2）断开，分段断路器QF3 由备自 投投入，从而实现互为备用。 充电条件：QF1合位 QF2合位 QF3分位 I母 II母三相有压放电 条件：QF1分位 or QF2分位 or QF3合位 or I母 II母同时三相无压启动 条件：I母失压时，I母三相无压，进线L1无流，II母三相有压，QF2合 位，备自投经延时跳QF1，合QF3，并发动作信号。II母失压时，动作逻辑 同理。动作逻辑框图如下。 在这种分段暗备用方式中，每个工作电源的容量应根据总负荷来考 虑，否则备投要考虑减去一部分负荷。 为防止 TV 断线时备自投装置 误动，取线路电流作为母线失压的闭锁判据。 （2）进线备自投 一次 接线同上。正常运行时，工作线路同时带两段母线运行，另一条进线处于 明备用状态。当工作线路失电，其断路器处于合位，在备用线路有压、分 段开关合位情况下，跳开工作线路，经延时合备用线路。 以进线 L1 为工作线路，L2为备用为例，备自投过程为：充电条件：QF1合位 QF2 分位 QF3合位 I母II母均三相有压 进线L1三相有压放电条件： QF1分位 or QF2 合位 or QF3分位 or 进线 I三相无压起动条件：I母三 相无压，II母三相无压，进线L1无流，进线L2三相有压，备自投起动， 经延时跳开QF1，合上QF2。动作逻辑框图如下。 （3）主变备自投主变备自投一次接线如图。主变备自投分位热备用和冷备 用。假设T1在工作状态，T2在备用状态。 热备用：工作主变T1低压侧处于合位，母线失电，在备用变压器 T2 高压 侧有压情况下，跳开T1低压侧断路器QF2，合T2低压侧断路器QF4。为防 止TV 断线时备自投误动，取主变低压侧电流作为母线失压的闭锁