母线分段开关备用电源自动投入装置优化方案

1000V以上的有一、二级负荷的大中型变电所，一般有两个独立电源或两个独立电源点供电，其6～10kV母线接线多为单母线分段接线，在正常情况下，两段母线都在工作。为了使两台变压器（变电所）或两条电源线路（配电所）互为备用，保证供电不间断，通常在母线分段断路器装设备用电源自动投入装置，正常时母线分段断路器处于分闸状态，两段母线分列运行[见图8－17（b）、（c）]。这类变电所中一般都有大容量直流操作电源，如硅整流装置带蓄电池组的直流系统，所以断路器的操作机构多选用CD型电磁式。

图8－20所示为母线分段断路器采用CD型电磁式操作机构两电源互为备用的备用电源自动投入装置原理接线。图中也是采用带时限的低电压启动方式，所不同的是每段母线上的两个电压继电器一个反映母线失压，即1KV（3KV），另一个则用于监察各电源电压，即2KV（4KV）。从图中可以看出，只有备用电源电压足够高时，低电压启动环节才不会起作用。为了防止电压互感器熔断器之一熔断而引起备用电源自动投入误动作，将1KV和2KV或3KV和4KV的常闭触点串联。继电器1KV和3KV的启动电压整定为网络额定电压的25％，继电器2KV和4KV的整定值则根据母线最低允许工作电压来考虑，一般整定为额定电压的70％。

闭锁继电器KM用于保证备用电源自动投入只动作一次，还可以由它自动撒除母线上的瞬时过电流保护，通常采用能延时返回的中间继电器（YZJ1－2型或JT3－20/1型中间继电器）。隔离开关5QS和6QS在平时均处于合闸位置，做好自动合闸的准备；两条进线平时分列供电，高压断路器1QF与2QF均处于合闸状态，由它们的常开辅助触点接通KM的线圈，因此闭锁继电器KM平时经常接电。当任一个进线高压断路器跳闸之后，1QF或2QF的常开辅助触点断开，继电器KM失电，其常开延时释放的触点在未断开之前，使合闸回路＋WC→1QF（2QF）或2QF（1QF）→KM延时释放常开触点→3KM常闭触点→3QF常闭触点→3KO接通，使3QF自动合闸，合闸后红灯3RD发出闪光。KM延时释放常开触点断开后，即切断了上述合闸回路，保证备用电源自动投入只动作一次。KM继电器的延时释放时间可根据母线分段断路器3QF可靠合闸的条件来选择，即

式中，tY0——断路器合闸时间，包括操作机构动作时间（s）；

t0——储备时间，取0.2～0.3s。(www.xing528.com)

继电器KM的常开触点还起到当自动合闸成功后，自动撒除分段断路器3QF的瞬动过电流保护的作用。瞬时过电流保护是由电流继电器1KA和2KA与电流互感器TA接成两相式接线构成的。如果母线故障，备用电源自动投入装置动作自动投入3QF后，在闭锁继电器KM的常开延时释放触点尚未断开之前，电流继电器1KA和2KA就会瞬时动作，立即切断母线分段断路器3QF，以免影响另一母线正常工作。假如闭锁继电器的触点尚未释放仍处于闭合状态，则由它使3KM的电压线圈通电自锁，直到KM继电器的触点释放断开，才去掉3KM的自锁，从而保证只合闸一次。若不是母线故障，自动投入成功后，由闭锁继电器KM的常开触点切断瞬动过电流保护的执行回路。

如上所述，采用带时限低电压启动方式，其动作时限应大于本变电所馈出线的短路保护的最长时限。因此在某些场合，备用电源自动投入装置的动作时间过长，不能满足电动机自启动的要求。因此有采用带电流闭锁的低电压启动方式，当馈出线短路故障引起母线电压下降时，将1QF或2QF的低电压跳闸回路，即备用电源自动投入装置的启动环节闭锁，而不使备用电源自动投入装置动作。若电源侧发生低电压时，则不经1KT或2KT的延时（可取消此环节）而立即断开1QF或2QF而自动投入3QF。

图8－20　母线分段断路器采用CD型电磁式操作机构两电源互为备用的备用电源自动投入装置原理接线

当变电所的负荷主要为同步电动机时，在电源断开后，电动机进入发电制动状态，在阻力矩的作用下很快失步，但母线电压下降得很缓慢，因此大大延长了备用电源自动投入装置的动作时间。为了加速备用电源自动投入装置的动作，可增加低频启动元件，即低周波继电器，用以监视母线电压频率的变化。当母线频率降低到整定值时，频率继电器触点立即闭合，从而短接了1KV和2KV或3KV和4KV串接的常闭触点，而使1KT或2KT动作，启动备用电源自动投入装置。但这种方法虽不再使低电压继电器因母线电压下降缓慢而延缓了动作时间，但1KT或2KT的动作时间却仍然存在，使备用电源自动投入装置的动作时间仍较长。为了进一步加速备用电源自动投入装置的动作，缩短断电时间，在备用电源自动投入装置的启动回路中也可以采用低频启动和电流闭锁的混合方式，一旦电源电压或母线频率下降到整定值时，低频启动环节或电流闭锁环节瞬时使备用电源自动投入装置启动，从而大大缩短了备用电源自动投入装置的动作时间。