新疆額河建管局 李朝暉

一、引言

電力系統(tǒng)備用電源自動(dòng)投切裝置是為提高電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行所采取的一種重要措施。壓變可提供控制、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)等回路的電源；站用電可提供控制、測(cè)量、變電站站內(nèi)照明、檢修、動(dòng)力，以及通過(guò)整流裝置，提供直流系統(tǒng)電源和蓄電池充電電源等。由此可見(jiàn)，保持壓變及站用電電源的不間斷顯得尤為重要。現(xiàn)將幾種壓變電源、站用電源的自動(dòng)投切方案，從運(yùn)行角度對(duì)其原理進(jìn)行分析比較。

二、備用電源自投的一次接線方案

備用電源自投裝置主要用于110kV以下的中低壓配電系統(tǒng)中，因此其主接線方案是根據(jù)我國(guó)電站、廠用電及中低壓變電所主要一次接線方案設(shè)計(jì)的，其一次接線方案主要有如下三種，每種接線方案中又有幾種運(yùn)行方式。

1.BZT正確工作的基本要求

(1)備用電源不論何種原因因工作電壓消失時(shí)，自動(dòng)投入裝置均應(yīng)啟動(dòng)，但應(yīng)防止電壓互感器熔絲熔斷時(shí)誤動(dòng)；

(2)備用電源應(yīng)在工作電源確實(shí)斷開(kāi)后才能投入，工作電源如為變壓器，則其高、低壓側(cè)斷路器均應(yīng)斷開(kāi)；

(3)備用電源斷路器的合閘脈沖應(yīng)是短脈沖，只允許自動(dòng)投入裝置動(dòng)作一次；

(4)當(dāng)備用電源自投于故障母線時(shí)，應(yīng)使其保護(hù)裝置加速動(dòng)作，以免事故擴(kuò)大；

(5)備用電源確有電壓時(shí)才能投入；

(6)備用電源自投裝置自投時(shí)限應(yīng)盡可能短，以保證負(fù)載中電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的時(shí)間要求。

2.BZT動(dòng)作時(shí)間的整定方案

以圖1所示的一次系統(tǒng)為例加以說(shuō)明，其正常運(yùn)行方式為兩路電源進(jìn)線，一路工作，另一路熱備用，3QF處于合位，因此BZT采用進(jìn)線互為備投方式，傳統(tǒng)的BZT動(dòng)作時(shí)間的整定方案為：tb＝td.ZD＋△t。

在發(fā)電廠廠用電和變電站中，當(dāng)工作電源因?yàn)楣收匣虿徽Ｇ闆r而被繼電保護(hù)裝置切除時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置可以及時(shí)的將備用電源投入，從而保證了電源的可靠性。備自投裝置可以有效地提高供電的可靠性，而且本身的實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，所以在發(fā)電廠和變電站及配電網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文根據(jù)備用電源自動(dòng)投入裝置目前存在的問(wèn)題及其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)備用電源投入過(guò)程中的投切判據(jù)、備自投裝置的適應(yīng)性進(jìn)行了研究，得到以下主要成果及結(jié)論：設(shè)計(jì)了基于DSP微機(jī)控制器的備用電源自動(dòng)投入裝置，該裝置采用模塊化設(shè)計(jì)。利用TMS320F2812DSP的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和高速的實(shí)時(shí)控制能力，在CCS編程環(huán)境下，采用C++編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)多種備自投方式及各種保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，包括過(guò)流保護(hù)功能、母充保護(hù)功能、過(guò)負(fù)荷聯(lián)切，PT二次斷線檢測(cè)等功能，增強(qiáng)了備自投裝置的適用范圍及其靈活性。給出了備用電源投入時(shí)的三種切換判據(jù)，快速切換判據(jù)作為主判據(jù)，同期捕捉切換判據(jù)和低壓切換判據(jù)分別作為后備及遠(yuǎn)后備判據(jù)，利用三種切換判據(jù)保證了備用電源投入的迅速性及可靠性。裝置適用于廠用電及變電站等多種接線形式，具有多種備用電源投入時(shí)的動(dòng)作方案，能滿足不同用戶的要求。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，效果良好，能很好實(shí)現(xiàn)上述功能。

備用電源自動(dòng)投入（以下簡(jiǎn)稱備自投）裝置在電網(wǎng)中的使用，是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的有力技術(shù)手段。備自投裝置的邏輯是否完善和接線是否正確，直接影響著備自投裝置動(dòng)作的可靠性。本文從備自投的基本原則展開(kāi)來(lái)討論備自投裝置的一些注意事項(xiàng)，希望能對(duì)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用起到一定的指引作用。

3.基本備自投方式

1)變壓器備自投；2)分段斷路器備自投；3)橋斷路器備自投；4)進(jìn)線斷路器備自投。對(duì)更復(fù)雜的備自投方式，都可以看成是上述典型方式的組合。

4.備自投的邏輯分析

備自投邏輯盡管很復(fù)雜，但仍有規(guī)律可循。一般說(shuō)來(lái)，備自投的邏輯分為以下4個(gè)邏輯進(jìn)程：

1)備自投充電。當(dāng)工作電源運(yùn)行在正常供電狀態(tài)、備用電源工作在熱備用狀態(tài)(明備用)，或兩者均在正常供電狀態(tài)(暗備用)時(shí)，備自投裝置根據(jù)所采集的電壓、電流及開(kāi)關(guān)位置信號(hào)來(lái)判斷一次設(shè)備是否處于這一狀態(tài)，經(jīng)過(guò)10s～15s延時(shí)后，完成充電過(guò)程。

2)備自投放電。當(dāng)備自投退出運(yùn)行；工作斷路器由人為操作跳開(kāi)；備用斷路器不在備用狀態(tài)；斷路器拒跳、拒合；備用對(duì)象故障等不允許備自投動(dòng)作的情況下，將備自投放電，使其行為終止。

3)備自投充電后，滿足其啟動(dòng)條件，經(jīng)或不經(jīng)延時(shí)執(zhí)行其跳閘邏輯(可能斷路器已跳開(kāi))，跳閘對(duì)象可能有多個(gè)。

4)備自投執(zhí)行完跳閘邏輯后，滿足其合閘條件，經(jīng)或不經(jīng)延時(shí)執(zhí)行其合閘邏輯，合閘對(duì)象也可能有多個(gè)。

5.備自投的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的事項(xiàng)

1)母線有電壓、無(wú)電壓的判斷。

母線有電壓：指接入的三個(gè)相(線)電壓至少有一個(gè)大于檢有電壓定值，三個(gè)有電壓條件相或可以防止TV一相或兩相斷線時(shí)備自投誤動(dòng)。

母線無(wú)電壓：指接入的三個(gè)相(線)電壓均小于檢無(wú)電壓定值，即用邏輯與門來(lái)判斷母線無(wú)電壓，可以避免工作電源TV一相或兩相斷線時(shí)備自投的誤動(dòng)。

2)當(dāng)工作母線上的電壓低于檢無(wú)電壓定值，并且持續(xù)時(shí)間大于給定時(shí)間定值時(shí)，備自投裝置方可起動(dòng)。

備自投延時(shí)是為了躲母線電壓短暫下降，故備自投延時(shí)應(yīng)大于最長(zhǎng)的外部故障切除時(shí)間。因母線的進(jìn)線斷路器跳開(kāi)而引起的母線失壓，且進(jìn)線無(wú)重合閘功能時(shí)，可不經(jīng)過(guò)延時(shí)直接跳開(kāi)斷路器，以加速合備用電源。如主變差動(dòng)保護(hù)或本體保護(hù)動(dòng)作全跳主變時(shí)，可加速低壓側(cè)分段備自投和變壓器備自投動(dòng)作。備自投的時(shí)間定值應(yīng)與相關(guān)的保護(hù)及重合閘的時(shí)間定值相配合。

3)備用電源的電壓應(yīng)工作于正常范圍，或備用設(shè)備應(yīng)處于正常的準(zhǔn)備狀態(tài)，備自投裝置方可動(dòng)作，否則應(yīng)予閉鎖。

4)必須在斷開(kāi)工作電源的斷路器之后，備自投裝置方可動(dòng)作。

工作電源消失后，不管其進(jìn)線斷路器是否已被斷開(kāi)，備自投裝置在起動(dòng)延時(shí)到了以后總是先跳該斷路器，確認(rèn)該斷路器在跳位后，方能合備用電源的斷路器。按照上述邏輯動(dòng)作，可以避免工作電源在別處被斷開(kāi)，備自投動(dòng)作后合于故障或備用電源倒送電的情況發(fā)生。但故障斷路器不應(yīng)由備自投裝置切除，故備自投動(dòng)作跳工作電源的時(shí)限應(yīng)長(zhǎng)于有關(guān)所有保護(hù)和重合閘的最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間。

備用電源自投裝置動(dòng)作，先跳開(kāi)運(yùn)行斷路器，再合上備用斷路器，一般不會(huì)涉及到同期問(wèn)題，但如果變電站存在其他電源或是小電源接入系統(tǒng)的接入點(diǎn)，則備用電源自投不僅要考慮先跳開(kāi)運(yùn)行斷路器，而且要同時(shí)跳開(kāi)其他電源的聯(lián)絡(luò)線，否則，在投入備用電源的同時(shí)，有可能出現(xiàn)非同期并列。在設(shè)計(jì)時(shí)，裝置應(yīng)考慮的聯(lián)切功能，在跳開(kāi)運(yùn)行斷路器的同時(shí)，發(fā)出聯(lián)跳聯(lián)絡(luò)線的信號(hào)，使小電源與電網(wǎng)解列，雖然犧牲了小電源的供電可靠性，但避免了電力系統(tǒng)受到再一次的沖擊，保證了系統(tǒng)在故障情況下能夠及時(shí)恢復(fù)送電。

5)人工切除工作電源時(shí)，備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作。

備自投裝置應(yīng)引入斷路器的合后接點(diǎn)，就地或遠(yuǎn)控跳斷路器時(shí)，其合后接點(diǎn)斷開(kāi)，備自投退出。有的廠家在備自投起動(dòng)條件中加入檢進(jìn)線斷路器合閘位置。檢查進(jìn)線斷路器的合閘位置實(shí)際上是引入的閉鎖條件（進(jìn)線斷路器不在合閘位置則閉鎖備自投）。如果母線或變壓器發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)進(jìn)線斷路器，進(jìn)線斷路器將處于跳閘位置，此時(shí)備自投被閉鎖，手跳進(jìn)線斷路器情況類似。

6)避免備用電源合于永久性故障

在考慮運(yùn)行方式和保護(hù)配置時(shí)，應(yīng)避免備自投裝置動(dòng)作使備用電源合于永久性故障的情況發(fā)生，一般通過(guò)引入閉鎖量或檢斷路器位置使備自投放電。以下通過(guò)兩運(yùn)行情況進(jìn)行說(shuō)明。

情況一：圖1為內(nèi)橋接線的主接線形式，一般有三種運(yùn)行方式。

方式一：兩回進(jìn)線各帶一臺(tái)變壓器運(yùn)行，1QF、2QF合閘位置，3QF跳閘位置。

方式二：I回線主供，II回線備用，1QF、3QF合閘位置，2QF跳閘位置。

方式三：II回線主供，I回線備用，2QF、3QF合閘位置，1QF跳閘位置。

對(duì)于方式一，如果#1變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)1QF（3QF已處于分閘位置），I母失電，若無(wú)閉鎖引入，系統(tǒng)滿足橋斷路器備自投充電和啟動(dòng)條件，合上3QF，則會(huì)將故障變壓器重新投入系統(tǒng)，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行又一次沖擊。#2變壓器保護(hù)動(dòng)作情況與#1變類似。

對(duì)于方式二，如果#1變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)1QF、3QF，兩條母線同時(shí)失電，備用電源自投裝置應(yīng)啟動(dòng)，合上2QF，繼續(xù)用#2變壓器供電。如果#2變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)3QF（2QF已處于分閘位置），如果此時(shí)I回線失壓，備用電源自投動(dòng)作，合上2QF，則會(huì)將2#故障變壓器重新投入系統(tǒng)。方式三與方式三情況類似。

所以，主接線形式為橋接線的，且運(yùn)行方式為一主一備的，主供電源所對(duì)應(yīng)的主變壓器的保護(hù)動(dòng)作不應(yīng)閉鎖進(jìn)線自投，備用電源所對(duì)應(yīng)的主變壓器的保護(hù)動(dòng)作必須閉鎖進(jìn)線自投，以避免備自投投于故障變壓器。如果備用自投方式為橋斷路器備用自投，顯而易見(jiàn)，為了避免將故障變壓器再次投入系統(tǒng)，應(yīng)將兩臺(tái)變壓器的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)引入閉鎖備用電源自投。

情況二：受運(yùn)行方式的限制，兩臺(tái)變壓器需要將低壓側(cè)分列運(yùn)行，考慮到低壓系統(tǒng)供電可靠性的要求，如果一臺(tái)主變壓器跳閘，需要將故障變壓器，所帶的負(fù)荷通過(guò)備用電源自投的正確動(dòng)作，轉(zhuǎn)移到另外一臺(tái)變壓器供電，見(jiàn)圖2，如果#1變壓器故障跳閘，低壓1母線失壓，低壓2母線有電壓，跳開(kāi)1QF，合上3QF，繼續(xù)對(duì)低壓1母線供電。#2變壓器故障的動(dòng)作邏輯同理。

就主變低壓側(cè)分段斷路器備自投而言，變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳主變各側(cè)時(shí)，一般表明主變本體發(fā)生故障，此時(shí)無(wú)需閉鎖主變低壓側(cè)分段開(kāi)關(guān)備自投；而變壓器后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)，可能是低壓側(cè)母線或其出線上發(fā)生了故障，此時(shí)一般應(yīng)閉鎖低壓側(cè)分段斷路器備自投。另外，常規(guī)的備用電源自動(dòng)投入裝置對(duì)工作電源和備用電源有壓或無(wú)壓的判斷取自PT，對(duì)一次設(shè)備的小型化和無(wú)油化不利。國(guó)內(nèi)各廠家研制生產(chǎn)的備用電源自動(dòng)投入裝置均是如此。國(guó)外同類產(chǎn)品也多是僅能實(shí)現(xiàn)單一備用電源自動(dòng)投入的功能。部分裝置雖具有逆向使系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)的功能，但所見(jiàn)文獻(xiàn)及實(shí)際裝置仍都是以傳統(tǒng)的電壓判據(jù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的，不僅工作電源（如工作母線）上需要PT柜，各進(jìn)線或備用電源上也需要PT柜，即在進(jìn)線斷路器電源側(cè)兩端需各裝設(shè)1個(gè)PT柜，并且仍由電磁元件實(shí)現(xiàn)，接線繁瑣，體積龐大，實(shí)現(xiàn)困難，不能滿足綜合自動(dòng)化及無(wú)人值班的要求，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上也不適宜于我國(guó)國(guó)情。

本方案除包括常規(guī)備用電源自動(dòng)投入裝置的全部功能外，還具有自動(dòng)轉(zhuǎn)入逆向運(yùn)行使電力系統(tǒng)在條件滿足時(shí)自動(dòng)恢復(fù)到原有運(yùn)行方式下運(yùn)行的功能。裝置投入運(yùn)行后，能夠自動(dòng)識(shí)別和判斷所處電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，自適應(yīng)地進(jìn)行裝置本身運(yùn)行方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換：正向方式——以常規(guī)備用電源自動(dòng)投入裝置方式運(yùn)行；逆向方式——以系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)裝置方式運(yùn)行；退出方式——系統(tǒng)既不滿足裝置正向運(yùn)行條件也不滿足裝置逆向運(yùn)行條件。

上述過(guò)程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需人為干預(yù)。當(dāng)備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作后或電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生變化后滿足裝置的逆向運(yùn)行條件時(shí)，則能自動(dòng)識(shí)別其變化并自動(dòng)進(jìn)入逆向運(yùn)行方式，以系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)裝置出現(xiàn)，并在所處的電力系統(tǒng)符合條件時(shí)將電力系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到原有運(yùn)行方式（一般為原設(shè)計(jì)的運(yùn)行方式）下運(yùn)行。當(dāng)裝置所處的電力系統(tǒng)不具備2種正常工作條件時(shí)，裝置將自動(dòng)退出運(yùn)行并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。由于裝置可自適應(yīng)地進(jìn)行本身運(yùn)行方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，并具有可互聯(lián)成系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)接口，可方便實(shí)現(xiàn)三遙，無(wú)需任何人為干預(yù)，因此滿足變電站綜合自動(dòng)化的需要，也使無(wú)人值班真正具有了意義。

6.低壓母線分段斷路器自投方案

低壓母線分段斷路器自投方案的主接線如圖3所示。

由圖3中可以看出，當(dāng)1#主變、2#主變同時(shí)運(yùn)行，而3QF斷開(kāi)時(shí)，一次系統(tǒng)中1#和2#主變互為備用電源，此方案有兩種運(yùn)行方式。

自投方式1：當(dāng)1#主變故障，保護(hù)跳開(kāi)1QF，或者1#主變高壓側(cè)失壓，均引起Ⅰ段母線失壓，I1無(wú)電流，Ⅱ段母線有電壓，即跳開(kāi)1QF，合上3QF。自投條件是Ⅰ段母線失壓、I1無(wú)電流、Ⅱ段母線有電壓、1QF確實(shí)已跳開(kāi)。檢查I1無(wú)電流是為了防止Ⅰ段母線電壓互感器二次電壓三相斷線引起的誤投。

自投方式2：當(dāng)發(fā)生與上述自投方式1相類似的原因，Ⅱ段母線失壓、I2無(wú)電流并Ⅰ段母線有電壓時(shí)，即跳開(kāi)2QF，合上3QF。自投條件是Ⅱ段母線失壓、I2無(wú)電流、Ⅰ段母線有電壓、2QF確實(shí)已跳開(kāi)。

7.內(nèi)橋斷路器的自投方案

內(nèi)橋斷路器的自投方案的主接線如圖4所示。

由圖4中可以看出，當(dāng)XL1進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段運(yùn)行，即1QF、3QF在合位，2QF在分位時(shí)，XL2是備用電源（方式1）或XL2進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段運(yùn)行，即2QF、3QF在合位，1QF在分位時(shí)，XL1是備用電源（方式2）。顯然這兩種接線方案是熱備用接線方案。熱備用方案方式1（方式2）自投條件是：Ⅰ（Ⅱ）段母線失壓、I1（I2）無(wú)電流、XL2（XL1）線路有電壓、1QF（2QF）確實(shí)已跳開(kāi)時(shí)合2QF（1QF）。

如果兩段母線分列運(yùn)行，即內(nèi)橋斷路器3QF在分位，而1QF、2QF在合位，稱為方式3和方式4，這時(shí)XL1和XL2成為互為備用電源，此種備用方案與低壓母線分段斷路器自投方案及其運(yùn)行方式（方式1和方式2）完全相同。

8.線路備用自投方案

線路備用自投方案接線如圖5所示。

該接線為單母線分段，一般在農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)、小型化變電所或在廠用電系統(tǒng)中使用，圖5所示的備用自投方案接線是熱備用接線。XL1和XL2中只有一個(gè)斷路器在分位，另一個(gè)在合位，因此當(dāng)母線失壓，備用線路有壓，并I1（I2）無(wú)電流時(shí)，即可跳開(kāi)1QF（2QF），合上2QF（1QF）。該熱備用方案的自投條件類似于內(nèi)橋斷路器的自投方案中熱備用方式1和方式2的自投方式條件。即母線無(wú)電壓，線路XL2有電壓，I1無(wú)電流，1QF確實(shí)已跳開(kāi)，合上2QF?；蛘吣妇€無(wú)電壓，I2無(wú)電流，線路XL1有電壓，2QF確實(shí)已跳開(kāi)，合上1QF。

三、壓變電源自動(dòng)投切

壓變電源自動(dòng)投切方案大致有以下幾種。

1.電磁型自動(dòng)投切裝置

(1)有優(yōu)先級(jí)別的兩電源單向自動(dòng)投切

如圖6所示，1YH有電時(shí)，1ZJ線圈得電，101、103處兩對(duì)1ZJ常開(kāi)接點(diǎn)閉合，105、107處兩對(duì)常閉接點(diǎn)打開(kāi)，控制信號(hào)等電源由1YH提供。1YH失電時(shí)，1ZJ線圈失電，101、103處兩對(duì)1ZJ常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，105、107處兩對(duì)常閉接點(diǎn)閉合。2YH有電時(shí)，控制信號(hào)等電源由2YH提供。此時(shí)，若1YH恢復(fù)有電，1ZJ線圈得電，同上原理，控制信號(hào)等電源仍改由1YH提供。

圖6方案的特點(diǎn)是兩電源單向自動(dòng)投切，有電源優(yōu)先級(jí)別之分。

(2)無(wú)優(yōu)先級(jí)別的兩電源雙向自動(dòng)投切

如圖7所示，1YH有電時(shí)，1ZJ線圈得電，A1、A2處兩對(duì)1ZJ常開(kāi)接點(diǎn)閉合，2ZJ線圈回路中1ZJ常閉接點(diǎn)打開(kāi)，控制、信號(hào)回路電源由1YH提供。1YH失電時(shí)，1ZJ線圈失電，A1、A2處兩對(duì)1ZJ常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，2ZJ線圈回路中1ZJ常閉接點(diǎn)閉合，此時(shí)若2YH有電，2ZJ線圈得電，A3、A4處兩對(duì)2ZJ常開(kāi)接點(diǎn)閉合，1ZJ線圈回路中2ZJ常閉接點(diǎn)打開(kāi)，控制、信號(hào)回路電源由2YH提供。

同樣的原理，當(dāng)2YH失電時(shí)，若此時(shí)1YH有電，控制、信號(hào)電源則通過(guò)自動(dòng)投切裝置改由1YH提供。

此方案的特點(diǎn)是兩電源雙向自動(dòng)投切，互為備用，無(wú)優(yōu)先級(jí)別之分。

2.微機(jī)型自動(dòng)投切裝置

以上兩種壓變電源自動(dòng)投切方案均為電磁型。目前，微機(jī)型自動(dòng)投切裝置在部分有條件的地區(qū)正被推廣使用。微機(jī)型自動(dòng)投切裝置，如REF543等，它包含有保護(hù)、控制、測(cè)量、監(jiān)視和通信等功能，并通過(guò)使用特殊功能庫(kù)對(duì)其功能進(jìn)行擴(kuò)展。為提高微機(jī)保護(hù)的可靠性，REF543饋線終端裝置，還配備有一個(gè)強(qiáng)大的自檢系統(tǒng)，同時(shí)裝置的自檢輸出繼電器給出故障信號(hào)，并閉鎖保護(hù)跳閘輸出。微機(jī)型自動(dòng)投切裝置，如REF543等，在實(shí)現(xiàn)備用電源自動(dòng)投切時(shí)，除檢測(cè)電壓外，還增加了電流閉鎖保護(hù)，更增強(qiáng)了自動(dòng)投切動(dòng)作的可靠性，但微機(jī)型保護(hù)裝置的工作易受電磁干擾的影響。

圖1 內(nèi)橋接線的主接線形式

圖2

圖3 低壓母分段斷路器自投方案

圖4 內(nèi)橋斷路器自投方案主接線圖

圖5 線路備用自投方案接線圖

圖6 有優(yōu)先級(jí)別的兩電源意向自動(dòng)投切原理圖

圖7 無(wú)優(yōu)先級(jí)別的兩電源意向自動(dòng)投切原理圖

圖8 電磁型自動(dòng)投切裝置

圖9 一段站用電與二段站用電的互相投切

微機(jī)型自動(dòng)投切裝置動(dòng)作安全，功能擴(kuò)展靈活，較適用于保護(hù)性能要求比較高、保護(hù)級(jí)差配合比較多、保護(hù)原理構(gòu)成比較復(fù)雜的場(chǎng)合，且維護(hù)量小，但價(jià)格較貴，且需配備專用的檢測(cè)儀器和校驗(yàn)工具。電磁型自動(dòng)投切裝置技術(shù)成熟，并已被實(shí)踐證明了的可靠性記錄、不受電磁干擾的影響、具有較長(zhǎng)的使用壽命。

四、站用電源自動(dòng)投切

1.電磁型自動(dòng)投切裝置

如圖8所示，站用電源1（a1、b1、c1）、站用電源2（a2、b2、c2）均有電，合上QM1、QM2開(kāi)關(guān)，CJ1線圈得電，CJ1常閉接點(diǎn)打開(kāi)，站用電（a、b、c）由站用電源1提供，并且CJ1常開(kāi)接點(diǎn)閉合，XD1指示燈亮，表明站用電源1在工作狀態(tài)。當(dāng)站用電源1（a1、b1、c1）失電時(shí)，CJ1線圈失電，CJ1常閉接點(diǎn)閉合，CJ2線圈得電，站用電（a、b、c）改由站用電源2提供，此時(shí)CJ1常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，CJ2常開(kāi)接點(diǎn)閉合，XD2指示燈亮，表明站用電源2在工作狀態(tài)。

同樣原理，當(dāng)站用電源2失電時(shí)，站用電通過(guò)自動(dòng)投切裝置改由站用電源1提供。

此種站用電源自動(dòng)投切方案的特點(diǎn)，是兩電源雙向自動(dòng)投切，互為備用。

2.ATS（微機(jī)型自動(dòng)投切）裝置

ATS裝置的核心一般是數(shù)位式微處理控制器及邏輯線路板，它包含檢測(cè)電壓、頻率，延時(shí)設(shè)定監(jiān)視及系統(tǒng)診斷等功能，符合緊急及備用電力系統(tǒng)應(yīng)用的要求，可將兩電源相互投切，互為備用。它具有自動(dòng)判斷閉合投切、開(kāi)路投切等功能，開(kāi)路投切時(shí)，可附相角檢測(cè)器，比較兩電源之相角差，提供相內(nèi)轉(zhuǎn)換功能，允許兩電源在一定的頻率差、相角差及電壓差的條件下執(zhí)行閉合轉(zhuǎn)換功能。設(shè)計(jì)時(shí)如采用抽出式ATS裝置，則可大大方便維護(hù)與測(cè)試，同時(shí)，通過(guò)微處理器的設(shè)置，可滿足配電網(wǎng)自動(dòng)化的需要。以ASCO940型ATS裝置為例，在實(shí)際中的應(yīng)用，如圖9所示，一段站用電與二段站用電可相互投切，互為備用。

在實(shí)際工作中，遇到其中一段母線停電、檢修時(shí)，由于ASCO940自動(dòng)投切開(kāi)關(guān)與任何一段母線都無(wú)明顯斷開(kāi)點(diǎn)，這與安全規(guī)定要求不相符合。為防止電源倒送，同時(shí)為符合安全規(guī)定的要求，故在ASCO940開(kāi)關(guān)兩電源側(cè)前，各增加一臺(tái)抽屜式開(kāi)關(guān)。這樣，既滿足了以上的要求，又方便了ASCO940及其兩電源側(cè)斷路器的檢修和維護(hù)。此外，ATS裝置還可用于自備發(fā)電機(jī)等重要用戶，作為用戶的應(yīng)急電源或緊急備用電源投切所需。ATS裝置較電磁型備用電源自動(dòng)投切裝置動(dòng)作安全、可靠、精確，功能擴(kuò)展方便，且維護(hù)量小，但價(jià)格較為昂貴。

五、結(jié)論

以上分析了幾種電源自動(dòng)投切裝置的設(shè)計(jì)方案及工作原理，并從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行比對(duì)，1.2ATS（微機(jī)型自動(dòng)投切）裝置為優(yōu)選方案。

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