a图中,T1和T2为工作变压器、TO为备用变压器,是明备用方式。正常运行时,Ⅰ段母线和Ⅱ段母线分别通过变压器T1和T2获得电源,即1QF和2QF合闸,3QF和4QF合闸, 5QF、6QF和7QF断开;当Ⅰ段(或Ⅱ段)母线任何原因失电时,断路器2QF和1QF(或4QF和3QF)跳闸,若母线进线无流、备用母线有电压,5QF、6QF(或5QF、7QF)合闸,投入备用变压器T0,恢复对Ⅰ段母线(或Ⅱ段母线)负荷的供电。
b图中T1为工作变压器、T2为备用变压器,是明备用方式。正常运行时,通过工作变压器T1给负荷母线供电;当T1故障退出后,投入备用变压器T2.
3.进线备自投
(a)单母线不分段 (b) 单母线分段
图4-14-6进线备自投一次接线
图 a为单母线不分段接线,断路器1QF和2QF一个合闸(作为工作线路),另一个断开(作为备用线路),显然是明备用方式。
图 b为单母线分段接线,有三种运行方式。方式一,线路1工作带I段和II段母线负荷,1QF和3QF合闸状态,线路2备用,2QF断开状态,是明备用方式;方式二,线路2工作带I段和II段母线负荷,2QF和3QF合闸状态,线路1备用,1QF断开状态,是明备用方式;方式三,线路1和线路2都工作,分别带I段和II段母线负荷,1QF和2QF合闸状态,3QF断开状态,即母线工作在分段状态,是暗备用方式,当任一母线失去电源时通过分段断路器合闸从另一供电线路取得电源。
五、典型明备用方式接线分析: 1.接线
图4-14-7 变压器备自投明备用接线
图4-14-7示出发电厂或变电所的变压器自动投入装置的原理接线图。图中的各元件说
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明如下:
T1—工作变压器;
T0—备用变压器,对工作母线起备用作用; KV1、KV2—反应Ⅰ段母线电压降低的低电压继电器; KT—低电压启动AAT装置的时间继电器;
KL—控制AAT装置发出合闸脉冲时间的闭锁继电器; KM1—低压启动出口继电器; KM2—AAT装置的出口继电器;
KV3—对备用电源进行电压监视的过电压继电器; KM3—备用电源电压监视中间继电器。
AAT装置由两部分组成:①低电压启动部分,当工作电源失压时,断开工作电源。图中由KV1,KV2,KT,KM1,KM3等组成;②自动合闸部分:工作电源断开后,将备用电源断路器合闸,图中由KL,KM等组成。
动作性能分析:
正常工作情况下,因Ⅰ段母线和备用电源均有电压,故KV1,KV2动断触点打开,KV3动合触点闭合,同时,因KV3触点闭合故KM3带电,其动合触点闭合,为AAT启动做好准备。与此同时,因断路器2QF处于合闸状态,其动合触点使KL带电,KL触点闭合,也为AAT装置的出口动作做好了准备。
当T1的保护动作使KM1得电动作,其动合触点闭合使YT1、YT2跳闸线圈通电,断路器1QF跳闸,2QF也跳闸,2QF的动断触点3-3合,通过KL触点使KM2立即得电动作,KM2动作后,其两个动合触点闭合分别使YC3和YC4合闸线圈带电动作,于是3QF和4QF合闸。3QF和4QF合闸将备用变压器投入运行,与此同时,通过2QF动合触点2-2断开使继电器KL失电,其延时返回触点经延时后打开,于是KM2失电,从而保证了AAT装置只动作一次。
当1QF误跳闸,1QF跳闸后其动断触点2-2闭合,使YT2通电,于是2QF跳闸。2QF跳闸以后的动作情况同上; 2QF误跳闸以后的动作情况与1QF误跳闸动作行为相同。
当电力系统事故使Ⅰ段母线失去电压,这时T1的继电保护不动作,由于Ⅰ段母线失去电压,则KV1,KV2动作,它们相串联的触点闭合又启动了时间继电器KT(如果备用电源有电压,则KV3的触点闭合使KM3处于动作状态,KM3触点闭合),其动合触点将延时闭合,使KM1得电动作,其动合触点闭合使YT1、YT2跳闸线圈通电,断路器1QF跳闸,2QF也跳闸,然后就是前述的动作过程使备用变压器投入运行。如果备用电源也没有电压,则KV3触点不闭合,KM3不带电,则KT不启动,备用变压器也不投入运行。
如果备用电源自动投于永久性短路故障上,则应由设置在4QF上的过流保护加速将4QF跳闸。如果永久性短路故障发生在分支线上,而其保护又发生拒动,则4QF过流保护的时间继电器延时闭合触点可作为后备,使4QF经延时后跳闸。
综上所述,图4-14-7所示的AAT装置的接线能够满足对AAT的基本要求。 2.接线特点
1)保证AAT装置动作的可靠性。AAT装置自动合闸部分由供电元件受电侧断路器(如2QF)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。同时,启动合闸部分的回路还经由闭锁继电器KL的延时断开触点,控制了合闸脉冲长短,可保证AAT装置只动作
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一次。
2)低电压启动部分的工作十分可靠。在一般情况下,AAT装置设有独立的低电压启动部分。为了防止电压互感器二次侧任一相熔断器造成的误启动,将KV1,KV2接在不同的相别上,并且将其触点相互串联。此外,在低电压启动回路中还串有一个一次侧隔离开关辅助触点,以防止因检修电压互感器等原因引起失压造成误启动。
3)监视备用电源电压的继电器KM3的触点直接串接在“低电压跳闸”回路了,这样连接的优点是快速,当工作电源和备用电源分别接在发电机电压的不同母线段时,如果接有工作电源的母线段发生故障,低电压启动回路使时间继电器KT立即启动,而不必等到故障切除后才启动,可以缩短AAT装置的动作时间。
3.参数整定
1)低电压继电器KV1、KV2的动作电压整定一般要考虑两方面:
①接在工作电压器高、低母线上的出线电抗器之后,或者变压器之后发生短路故障时,低电压继电器不应动作。②当在母线的引出线上发生短路故障时,低电压继电器动作。当故障切除后,在电动机自启动过程中,低电压继电器应可靠返回。
根据运行经验,低电压继电器的动作电压一般取工作母线额定工作电压的20%—30%。 2)时间继电器KT动作时限值应保证AAT的选择性。当电网内发生使低电压继电器动作的短路故障时,应由电网保护切除故障而不应使AAT装置动作,为此KT的动作时间tKT应满足
tKT=td.max+△t (4-14-1)
式中td.max—系统切除故障的最大动作时限;
△t—时间级差,取0.5~0.7s。 根据运行经验,一般取1~1.5s。
3)闭合继电器KL触点延时返回时间值的确定,既要保证断路器可靠合闸,又要保证AAT只动作一次。为此按下式计算
tKL = tYC +△t (4-14-2)
式中△t —时间裕度,取为0.2~0.3s。
4)过电压继电器KV3的动作电压值在整定时应考虑按备用电源母线最低运行电压和保证电动机启动两个条件整定。故KV3继电器的动作电压Uact为 Uact= 式中nTV —电压互感器的变比;
Krel—可靠系数,取1.1~1.2; Kre—返回系数,一般为0.85~0.9。 一般Uact值不应低于额定工作电压的70%。 六、典型暗备用接线分析
原理接线图如图4-14-8所示,T1和T2互为暗备用。图中只画出T2故障后自动投入母线分段断路器的接线图。图中的各元件说明如下:
KV1、KV2—反应II段母线电压降低的低电压继电器; 图4-14-8 分段备自投暗备用接线
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Umin (4-14-3)
nTVKrelKre KL—控制AAT装置发出合闸脉冲时间的闭锁继电器; KV3—对I段工作母线监视的过电压继电器; KMC5—5QF的合闸接触器。
工作特性分析: 正常运行时,A电源通过工作变压器T1给工作母线I段供电,B电源通过工作变压器T2给工作母线II段供电,母线分段断路器5QF断开。
变压器T2故障,T2保护使3QF、4QF跳闸,工作母线II段失去电压,工作母线I有
电压,KV3动合触点闭合,KV1、KV2动断触点闭合,经由4QF的3-3触点,KL的延时触点接同KMC5,KMC5励磁5QF合闸,工作母线II段恢复供电。5QF合闸后,KL触点延时断开,保证5QF只合闸一次。
【任务实施】:
第一步:根据备用电源自动投入装置的备用方式概念及特点完成第一步; 第二步:根据备自投接线的基本构成及一次接线的特点完成其原理接线图; 第三步:根据对备自投的基本要求,分析原理接线图是否能满足要求; 第四步:给出性能检验的方案;
第五步:简述微机型备自投的基本工作方式;
第六步:给出备自投日常巡视的要求及典型异常的处理方法。 一、微机型备用电源自动投入装置实例分析
以RCS-9651CS型备用电源自动投入装置为例学习微机型备用电源自动投入装置的自投逻辑,软件原理及备用方式充放电及动作过程。
RCS-9651CS型备用电源自投保护测控装置可实现各电压等级、不同主接线方式(内桥、单母线、单母线分段及其他扩展方式)的备用电源自投逻辑和分段(桥)开关的过流保护和测控功能。可组屏安装,也可在开关柜就地安装。
备用电源自投逻辑:分段(或桥)断路器和进线(或双绕组/三绕组变压器)两种电气元件的备用电源自投功能,包括四种备自投方式。方式1和2:对应1#和2#进线(或变压器)互为明备用的两种动作方式。方式3和4:对应通过分段(或桥)断路器实现Ⅱ母和Ⅰ母互为暗备用的两种动作方式。如图4-14-9。
图4-14-9 RCS-9651CS备自投一次接线图
2.软件工作原理:装置引入两段母线电压(Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2),用于有压、无压判别。引入两段进线电压(Ux1、Ux2)作为自投准备及动作的辅助判据,可经控制字选择是否使用。每个进线开关各引入一相电流(I1、I2),是为了防止TV三相断线后造成自投装置误投,也是为了更好的确认进线开关已跳开。装置引入电源1、电源2和分段开关的位置接点(TWJ)或断路器的辅助接点(常开),用于系统运行方式判别,自投准备
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及自投动作。如果是电源进线,直接引1QF、2QF的位置即可;如果是主变电源,将1QF和1HQF(1#变压器高压侧开关)的TWJ并联引入,2QF和2HQF(2#变压器高压侧开关)的TWJ并联引入。将Ⅰ母需要联跳的开关位置接点(TWJ)串联引入1QFA,将Ⅱ母需要联跳的开关位置接点(TWJ)串联引入2QFA。引入了电源1、电源2和分段开关的合后位置信号(从开关操作回路引来),作为各种运行情况下自投的手跳闭锁。如果是电源进线,直接引1QF、2QF的合后接点KKJ即可;如果是主变电源,将1QF和1HQF的KKJ 串联引入,2QF和2HQF的KKJ串联引入。分段开关的TWJ和KKJ可以从装置自身操作回路引入,也可以通过辅助参数整定从外部引入。另外还分别引入了闭锁方式1自投,闭锁方式2自投,闭锁方式3自投、闭锁方式4自投和自投总闭锁5个闭锁输入。
装置输出接点有跳电源1、电源2各两付同时动作的接点。用于跳开1QF(或Ⅰ母需要联跳的开关)、2QF(或Ⅱ母需要联跳的开关)。输出合电源1、电源2 各两付独立动作的接点,用于1QF、1HQF 和2QF、2HQF分时合闸。输出跳、合3QF的动作接点,可接装置自身操作回路,也可以用外部的操作回路。输出三轮过负荷减载各两付接点。还有三付备用出口接点,可以整定输出。
信号输出分别为:装置闭锁(可监视直流失电,常闭接点),装置报警,保护跳闸,保护合闸各一付接点。
3.线路/ 变压器备投-方式1工作原理(方式2 #2线路/变压器运行,1#线路/变压器备用,充放电及动作过程同方式1。)
#1进线/变压器运行,#2进线/变压器备用,即1QF、3QF在合位,2QF在分位。当#1 进线/变压器电源因故障或其他原因被断开后,#2进线/变压器备用电源应能自动投入,且只允许动作一次。为了满足这个要求,设计了类似于线路备用电源自动投入装置的充电过程,只有在充电完成后才允许自投。
充电条件:
1)Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压,当#2线路电压检查控制字投入时,#2线路有压(Ux2); 2) 1QF、3QF在合位, 2QF在分位。
经备自投充电时间后充电完成。备自投充电时间可在“装置整定-辅助参数”菜单中整定。
放电条件:
1) 当#2线路电压检查控制字投入时,#2线路无压(Ux2),经15S延时放电。无压门槛是:当线路额定电压二次值为100V时为Uyy;当线路额定电压二次值为57.7V时为Uyy*0.577;
2) 2QF合上经短延时;
3) 本装置没有跳闸出口时,手跳1QF 或3QF(即KKJ1或KKJ3变为0)(本条件可由用户退出,即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1);
4) 引至‘闭锁方式1自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号; 5) 1QF,2QF,3QF的TWJ异常; 6) 1QF、1QFF、2QFF开关拒跳;
7) 整定控制字或软压板不允许#2进线/变压器自投;
动作过程:当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压(三线电压均小于无压起动定值),Ux2有压(JXY2投入时),I1无流起动,经延时Tt1,两对电源1跳闸接点动作跳开电源1开关(1QF)、
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