备用电源自动切换器或自动备用电源切换装置

1.概述

在对供电可靠性要求较高的变电所中，往往采用两个独立电源供电，且通常采用一个电源工作，另一个电源备用的工作方式。正常运行时，用户由工作电源供电，当工作电源不论任何原因发生故障时，备用电源应能够自动、快速地投入以恢复供电，从而保证重要负荷的不间断供电，提高供电的可靠性。这种能使备用电源自动投入运行的装置，叫做备用电源自动投入装置，简称APD。APD应装设在备用进线、备用变压器、备用母线及备用机组上。

备用电源自动投入一般有以下两种基本接线方式：

（1）明备用接线方式　图7-20a所示是具有一条工作线路和一条备用线路的明备用接线方式，APD装在备用进线断路器上。正常运行时备用电源的断路器是断开的，当工作电源因故障或其他原因失去电压而被切除时，APD能自动将备用电源投入工作。

（2）暗备用接线方式　图7-20b所示是具有两个独立的工作线路分别供电的暗备用接线方式，APD装在母线分段断路器上。正常运行时两个电源都投入工作，互为备用，分段断路器处于断开位置，当其中一路电源发生故障而被切除时，APD能自动将分段断路器合上，由另一路电源供电给全部重要负荷。

图7-20　备用电源自动投入的两种基本接线方式

a）明备用　b）暗备用

备用电源自动投入装置应满足以下基本要求：①工作电源不论何种原因断开（如工作电源故障或被错误断开等），备用电源应能自动投入；②必须在工作电源确已断开，而备用电源电压也正常时，才允许投入备用电源；③ APD的动作时间应尽可能短，以利于电动机的自起动；④APD.只能动作一次，以免将备用电源重复投入到永久性故障上去；⑤当电压互感器的二次回路断线时，APD不应误动作；⑥若备用电源容量不足，应在APD动作的同时切除一部分次要负荷。

为了满足上述基本要求，APD必须具有低电压起动机构和合闸机构。低电压起动机构用来当母线失去电压时将工作电源的断路器断开；合闸机构用来在断开工作电源后，能及时将备用电源的断路器自动合闸。

2.备用电源自动投入装置原理接线图(www.xing528.com)

图7-21为采用直流操作电源的两电源互为暗备用的母线分段断路器APD原理接线图。图中QF1、QF2为两路电源进线的断路器，QF3为母线分段断路器，信号继电器KS1～KS4分别用于QF1跳闸、QF2跳闸、QF3合闸和QF3跳闸的显示。选择开关SA用于投入或解除APD，当APD解除运行时，SA断开。

图7-21母线分段断路器APD原理接线图

该装置的低电压起动部分由低电压继电器KV1、KV2（或KV3、KV4）和时间继电器KT1（KT2）组成。其中，KV1（KV3）用于监视工作电源电压；KV2（KV4）用于检查备用电源电压；KT1（KT2）用于保证APD动作的选择性。为了防止电压互感器的熔断器之一熔断或低电压继电器断线而引起APD误动作，将两个低电压继电器KV1和KV2（或KV3和KV4）分别接在电压互感器TV1（或TV2）不同的相间，并将它们的常闭触点串联后接在APD的起动回路中。低电压继电器KV2（或KV4）除具有上述常闭触点外，还有一个常开触点（作为检查备用电源之用）分别接在另一进线的APD起动回路中，以保证APD在备用电源电压不足时不动作。

该装置的自动合闸部分由闭锁继电器KB和断路器的有关辅助触点组成。闭锁继电器KB是一个瞬时闭合延时返回的中间继电器，以保证APD只动作一次。

正常运行时，两段母线分别供电，断路器QF1、QF2在合闸位置，母线分段断路器QF3在跳闸位置。此时断路器QF1、QF2的常开触点闭合，常闭触点断开，闭锁继电器KB接通，其延时返回的常开触点瞬时闭合，准备好APD的自动投入，只要QF1、QF2的常闭触点一闭合，APD就会自动投入。由于正常工作时两段母线电压均正常，低电压继电器KV1～KV4均处于吸合状态，其常开触点闭合，常闭触点断开，APD处于准备工作状态。

当任一电源，例如1号电源因故障而失去电压时，母线Ⅰ的电压为零，低电压继电器KV1、KV2的线圈立刻断电。在断路器QF1的跳闸回路中，KV1、KV2的常闭触点闭合，此时2号电源电压正常，KV4的常开触点仍闭合，所以时间继电器KT1接通，经过一段延时后，其常开延时触点闭合接通断路器QF1的跳闸线圈YR1，使其跳闸。QF1跳闸后，其辅助常闭触点QF1闭合，并经闭锁继电器KB的延时返回常开触点，接通母线分段断路器QF3的合闸接触器线圈KO3，使断路器QF3自动合闸，完成了APD的任务。

断路器QF1跳闸后，其辅助常开触点断开，闭锁继电器KB的线圈断电，经过一段延时（此时间应保证断路器QF3可靠合闸）后，其延时返回常开触点将断路器QF3的合闸回路切断，保证APD只动作一次。

当断路器QF3合闸到永久性故障上（如母线对地短路）时，断路器QF3的过电流继电器KA1、KA2瞬时动作，使中间继电器KM的常开触点闭合，此时闭锁继电器KB的延时返回常开触点还未断开，断路器QF3的跳闸线圈通电，立即将QF3跳开，以免影响另一段母线的正常运行。当自投成功后，闭锁继电器KB的另一个延时返回的常开触点经一段时间后断开，将断路器QF3的瞬时过电流保护解除，使两段母线由原来的单母线分段运行方式变为单母线运行方式。

采用交流操作电源的备用线路APD原理接线图可参考相关书籍，这里不再介绍。