备用电源自投方案 论文.doc

备用电源自投方案 论文

摘要：电源自动投切装置在电力系统中的应用非常广泛，如压变电源自动投切、备用电源自动投切等，该文就压变电源自动投切、站用电源自动投切提出几种方案，进行分析、比较，并从安全性、可靠性、维护性的角度提出一些建议。
关键词：自动投切装置 备用电源 压变电源 站用电源

　　电力系统备用电源自动投切装置是为提高电网的安全、可靠运行所采取的一种重要措施。压变可提供控制、保护、测量、信号等回路的电源；站用电可提供控制、测量、变电站站内照明、检修、动力，以及通过整流装置，提供直流系统电源和蓄电池充电电源等。由此可见，保持压变及站用电电源的不间断显得尤为重要。
　　现将几种压变电源、站用电源的自动投切方案，从运行角度对其原理进行分析比较。
　　1 压变电源自动投切
　　压变电源自动投切方案大致有以下几种。
　　1.1 电磁型自动投切装置
　　1.1.1有优先级别的两电源单向自动投切
　　如图1所示，1YH有电时，1ZJ线圈得电，101、103处两对1ZJ常开接点闭合，105、107处两对常闭接点打开，控制信号等电源由1YH提供。1YH失电时，1ZJ线圈失电，101、103处两对1ZJ常开接点打开，105、107处两对常闭接点闭合。2YH有电时，控制信号等电源由2YH提供。此时，若1YH恢复有电，1ZJ线圈得电，同上原理，控制信号等电源仍改由1YH提供。

　　此方案的特点是两电源单向自动投切，有电源优先级别之分。
　　1.1.2无优先级别的两电源双向自动投切

　　如图2所示，1YH有电时，1ZJ线圈得电，A1、A2处两对1ZJ常开接点闭合，2ZJ线圈回路中1ZJ常闭接点打开，控制、信号回路电源由1YH提供。1YH失电时，1ZJ线圈失电，A1、A2处两对1ZJ常开接点打开，2ZJ线圈回路中1ZJ常闭接点闭合，此时若 2YH有电，2ZJ线圈得电，A3、A4处两对2ZJ常开接点闭合，1ZJ线圈回路中2ZJ常闭接点打开，控制、信号回路电源由2YH提供。
　　同样的原理，当2YH失电时，若此时1YH有电控制、信号电源则通过自动投切装置改由1YH提供。
　　此方案的特点是两电源双向自动投切，互为备用，无优先级别之分。
　　1.2 微机型自动投切装置
　　以上两种压变电源自动投切方案均为电磁型。目前，微机型自动投切装置在部分有条件的地区正被推广使用。微机型自动投切装置，如REF543等，它包含有保护、控制、测量、监视和通信等功能，并通过使用特殊功能库对其功能进行扩展。为提高微机保护的可靠性，REF543馈线终端装置，还配备有一个强大的自检系统，同时装置的自检输出继电器给出故障信号，并闭锁保护跳闸输出。微机型自动投切装置,如REF543等,在实现备用电源自动投切时，除检测电压外，还增加了电流闭锁保护，更增强了自动投切动作的可靠性，但微机型保护装置的工作易受电磁干扰的影响。
　　微机型自动投切装置动作安全，功能扩展灵活，较适用于保护性能要求比较高、保护级差配合比较多、保护原理构成比较复杂的场合，且维护量小，但价格较贵，且需配备专用的检测仪器和校验工具。电磁型自动投切装置技术成熟，并已被实践证明了的可靠性记录、不受电磁干扰的影响、具有较长的使用寿命。

2 站用电源自动投切
　　2.1 电磁型自动投切装置

　　如图3所示，站用电源1（a1、b1、c1）、站用电源2（a2、b2、c2）均有电，合上QM1、QM2开关，CJ1线圈得电，CJ1常闭接点打开，站用电（a、b、c）由站用电源1提供，并且CJ1常开接点闭合，XD1指示灯亮，表明站用电源1在工作状态。当站用电源1（a1、b1、c1）失电时，CJ1线圈失电，CJ1常闭接点闭合，CJ2线圈得电，站用电（a、b、c）改由站用电源2提供，此时CJ1常开接点打开，CJ2常开接点闭合，XD2指示灯亮，表明站用电源2在工作状态。
　　同样原理，当站用电源2失电时，站用电通过自动投切装置改由站用电源1提供。
　　此种站用电源自动投切方案的特点，是两电源双向自动投切，互为备用。
　　2.2 ATS（微机型自动投切）装置
　　ATS装置的核心一般是数位式微处理控制器及逻辑线路板，它包含检测电压、频率，延时设定监视及系统诊断等功能，符合紧急及备用电力系统应用的要求，可将两电源相互投切，互为备用。它具有自动判断闭合投切、开路投切等功能，开路投切时，可附相角检测器，比较两电源之相角差，提供相内转换功能，允许两电源在一定的频率差、相角差及电压差的条件下执行闭合转换功能。设计时如采用抽出式ATS装置，则可大大方便维护与测试，同时，通过微处理器的设置，可满足配电网自动化的需要。以ASCO940型ATS装置为例，在实际中的应用，如图4所示，一段站用电与二段站用电可相互投切，互为备用。

　　在实际工作中，遇到其中一段母线停电、检修时，由于ASCO940自动投切开关与任何一段母线都无明显断开点，这与安全规定要求不相符合。为防止电源倒送，同时为符合安全规定的要求，故在ASCO940开关两电源侧前，各增加一台抽屉式开关，如图5所示。这样，既满足了以上的要求，又方便了ASCO940及其两电源侧断路器的检修和维护。

　　此外，ATS装置还可用于自备发电机等重要用户，作为用户的应急电源或紧急备用电源投切所需。
　　ATS装置较电磁型备用电源自动投切装置动作安全、可靠、精确，功能扩展方便，且维护量小，但价格较为昂贵。
　　3 结论
　　以上分析了几种电源自动投切装置的设计原理，对其设计原理进行了详细的说明，并从安全性、可靠性、经济性等方面对几种自动投切方案进行比较，为实际应用提供了参考。