9自动装置1

第一节备用电源自动投入装置AAT定义：当工作电源因故障被断开后，能自动而迅速地将备用电源与备用设备投入工作的自动装置，简称AAT。备用方式：明备用、暗备用明备用：有明显断开的的备用电源或备用设备的系统。有备用变压器、内桥、外桥接线系统。（进线备投方式）暗备用：没有明显断开的备用电源或备用设备的系统。单母线分段断路器（内桥接线，桥断路器断开）备用电源自动投入装置的作用（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，提高母线残余电压。在受端变电所，单母线接线系统，如果采用变压器解列运行或环网开环运行，将增大系统阻抗，使出线短路电流受到一定限制。同时，ATT装置简单，投资少，可靠性高，因而获得了广泛应用。二、对AAT装置的基本要求及实际意（1）工作母线或设备上的电压不论任何原因消失时，AAT装置均应动作。（变压器故障跳闸、系统故障、高压母线故障、出线故障断路器拒动、低压母线故障）（2）AAT装置应保证在工作电源或设备断开后，才能投入备用电源。（3）AAT装置应保证只动作一次。（4）AAT装置的动作时间应使负荷停电时间尽可能的短。（5）当电压互感器二次侧熔断器熔断时，AAT装置不应动作。（6）备用电源无电压时，AAT装置不应动作。几种备用方式：11QF、3QF运行，2QF备用22QF、3QF运行，1QF备用31QF、2QF运行，3QF备用4停用AAT5QF2QF1QF3QF6QF7QF进线1进线2AAT1进线备自投明2桥断路器备自投暗3变压器备自投明4分段（母联）断路器备自投暗1.低压母线分段备自投接线备自投充好电后，母线失压、工作进线无流、备用电源有压，备自投即起动延时；延时（若有加速开入，则不经延时）到后，跳工作进线，同时判断其是否跳开：Ia11DL进线1I母Uab1Ubc1Ia1Ubc2Ia22DL进线2II母Uab23DLIaFIcFA.若跳闸命令发出5s后，工作进线仍未跳开，即收回跳闸命令，并终止备自投过程。B.若在5s内，工作进线跳开，即收回该跳闸命令；C.并起动合备用电源延时（该延时可为0）。延时到后，备自投发合备用电源脉冲（1）低电压起动部分，当工作母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。（2）自动合闸部分，当工作电源断路器断开后，将备用电源的断路器合闸。9.2典型AAT装置的组成1结合备用变压器自动投入的原理，能够分析各继电器的作用，能够结合基本要求分析电路的工作情况；工作断路器跳开，工作母线失压，备用母线有压2.变压器备自投Ia11DLI母Uab1Ubc1II母Uab2Ubc23DL4DLUL11#变IaFIcFIa22DL5DLUL22#变I、II母无压、UL2有压且IL1无流，延时跳1DL和4DL。确认1DL跳开后，收回1DL和4DL跳闸命令，经延时发5DL合闸脉冲，确认5DL合上后，再经延时d297发2DL合闸脉冲。确认2DL合上后，1#、2#变压器互为明备用3.进线备自投Ia11DL进线1I母Uab1Ubc1Ia1UL1Ia22DL进线2II母Uab2Ubc23DLIaFIcFUL2进线1和进线2互为明备用，即1DL和2DL互为明备用进线2备用，进线1运行I,II母均符合有压条件、进线有压满足条件；2DL跳位,1DL和3DL均合位且处于合后I、II母无压、UL2有压且IL1无流则跳1DL。确认1DL跳开后，收回1DL跳闸命令，再经延时发2DL合闸脉冲。确认2DL合上。Ia11DL进线1I母Uab1Ubc1Ia1UL1Ia22DL进线2II母Uab2Ubc23DLIaFIcFUL2AAT备用电源自动投入装置的整定计算1一般低电压继电器的动作电压整定为等于额定电压的25％。2过电压继电器的动作电压为额定电压的75％。3时间继电器动作时间的整定tKT=top.max+Δttop.max工作母线出线保护的最大动作时限；4闭锁继电器KL的返回时间要求保证备用断路器可靠合闸；保证AAT只动作一次。一般取0.5~0.8s。第十单元按频率自动减负荷装置AFL（1）当系统频率长期低于49.5Hz运行时，某些汽轮机的叶片会发生共振，导致机械损伤，甚至断裂损坏，造成事故。（2）系统频率降低，使火电厂厂用机械出力降低，系统有功功率缺额进一步加剧，形成恶性循环。如果不采取措施，会造成电力系统频率崩溃。（3）系统频率降低引起发电机转速下降，励磁电压相应下降，严重时会造成电力系统电压崩溃。（4）系统频率降低影响测量仪表的准确性和用户的产品质量。一、电力系统低频运行的危害和自动低频减载的作用1低频运行的危害为了保证电力系统的安全运行和电能质量水平，当电力系统频率降低时，根据系统频率下降的不同程度自动断开相应的负荷，阻止频率下降，并使系统频率迅速恢复到给定数值。从而保证电力系统的安全运行和重要用户的不间断供电。2自动低频减载装置的作用二、负荷的静态频率特性（负荷调节效应）负荷消耗的有功功率与频率无关，如白炽灯，电热设备；负荷消耗的有功功率与频率一次方成正比,如碎煤机，卷扬机；负荷消耗的有功功率与频率高次方成正比，如通风机，水泵。负荷的静态频率特性：是指电力系统的总有功负荷PL∑与系统频率f之间的关系。负荷调节效应：当系统频率下降时，总负荷消耗的有功功率随之减少，当系统频率升高时，总负荷消耗的有功功率随之增加。这种负荷消耗的有功功率随系统频率变化而变化的现象，称为负荷调节效应。如图所示：fPL∑ffNPL∑L∑Nf∞Nft系统的动态频率特性负荷的静态频率特性1电力系统出现有功功率缺额时，系统频率将发生变化，但是系统频率的变化不是瞬时完成的，而是要经过一个过渡过程，频率由额定值fN随时间按指数规律逐渐变化到稳定值，f∞的过程，称为系统的动态频率特性。一般变化时间在4~10s之间。TteffffN)(NNNLNLLLLfffPPPfPKfKPLL式中PL∑――频率为f时系统负荷总有功功率；PL∑N――额定频率下系统负荷总有功功率ΔPL∑――系统负荷总有功功率变化量的标么值；fN――额定频率Δf*――频率变化量的标么值。负荷调节效应系数随系统负荷组成不同而改变，一般KL值在1～3之间。虽然负荷调节效应对系统频率有一定的稳定作用，但是当系统发生事故而出现大量的功率缺额时，负荷的调节效应远远不能弥补有功功率的不足，这样，就必须借助AFL装置来保证系统的安全运行。10.2对按频率自动减负荷装置装置的基本要求例题：某系统指出运行时总负荷为500MW，负荷调节效应系数KL＝1.5，事故中突然切除60MW的发电功率，如果不采取措施，则系统频率为多少？如果采取措施切除50MW的负荷，系统的稳定频率是多少？505050060ffffPPPfPKNNNLNLLLLHzff465050500605.15050505005060ffffPPPfPKNNNLNLLLLHzff3.495050450105.1对按频率自动减负荷装置装置的基本要求（1）AFL动作后，系统频率应回升到恢复频率范围内一般规定为49.5Hz。（2）为使AFL充分发挥作用，使应有足够负荷接于AFL上。一般Pcut.manPla.max。（3）AFL应根据系统频率的下降程度分级切除负荷（4）AFL装置各级动作频率的确定应符合系统要求首级动作频率49.1Hz～49.2Hz；末级动作频率47Hz；极限运行作频率46Hz频率级差0.1Hz～0.3Hz。（5）AFL应装设附加级以防止切除部分负荷后，系统频率运行在恢复频率以下及下一级动作频率之下。附加级动作频率设定为49.5Hz，动作延时10s~20s，也可以分成若干级，各级动作频率相同，用延时区分各级的动作顺序。四防止AFL误动作的措施自动低频减载的误动的原因：（1）若旋转备用以水轮发电机为主，由于水轮发电机调速机构动作较满，在旋转备用起作用前，AFL可能误动作。（2）供电电源中断，负荷反馈可能使AFL误动作。防止误动的措施：（1）给AFL适当延时，防止频率短时波动和系统旋转备用起作用前AFL误动。（2）加快继电保护、备用电源自动投入装置、自动重合闸装置的动作时间，缩短供电中断时间，防止负荷反馈使AFL误动。（3）增加低电压或低电流闭锁，在供电电源中断时闭锁AFL，防止其误动。（4）采用频率变化量闭锁，区分频率下降的速度：df/dt3Hz/s（5）采用按频率自动重合闸装置纠正AFL装置的误动作。有断路器合位判据以及滑差闭锁闭锁环节；低周减载均有低电压闭锁和无流闭锁环节。低电压闭锁可防止PT断线和PT回路的其他异常情况，低电压为20V无流闭锁可防止母线失去电源后，由电动机反馈电压测得的频率异常。无流闭锁定值按躲过最小负荷电流整定，建议定值取0.2A，实际上当负荷电流更小时低频减载切除此负荷已无意义。中央信号一d071≥1低周减载投退压板&HWJd072=投入fd070df/dfd215&Ua20V&d078=投入Max(Ia、Ib、Ic)d077f55Hz或f45HzF105(数字信号)F105对应出口闭锁重合闸低压减载设有无流闭锁和断路器合位判据，以及投退压板，道理同低周减载。为防止PT断线引起的低压减载误动，还加有线电压大于20V和负序电压小于5V的判据，其中UXX20V可防止三相PT断线引起的误动，负序电压闭锁可防止单相和两相PT断线引起误动。中央信号一d213≥1低压减载投退压板&HWJd211=投入20VUabd21220VUbcd212&&d420=投入Max(Ia、Ib、Ic)d214U25VF100(数字信号)F100对应出口跳闸闭锁重合闸20VUcad212&d034=投入Iad019Ibd019Icd019≥1&F000(数字信号)相对应出口跳闸中央信号一•瞬时电流速断保护d010=投入Iad000Ibd000Icd000≥1&F000(数字信号)F001对应出口跳闸中央信号一•d001限时电流速断保护&Iad000&A相方向元件动作Uabd176Ucad176Ibd000Ubcd176&Uabd176B相方向元件动作Icd000Ucad176&Ubcd176C相方向元件动作&&d101=投入母线PT断线闭锁电压相关保护动作&≥1≥1≥1&&&d010=投入≥1&&&F001（数字信号）F001对应出口中央信号一闭锁母线PT断线检查d001d001d001注：该图适用于限时电流速断保护，适用于定时限过流保护时仅定值和数字信号不同，适用于瞬时段保护时取消延时且定值和数字信号不同，其它逻辑完全相同。低压闭锁方向限时电流速断保护原理第一组11月22日，23上午，周四，五第二组11月23日下午，24，周五，六操作考试11月25日周日全天，周一