1、青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 1变电所备自投装置的选择摘要分析了三种备自投装置各自的功能、特点，对变电所 400V 的固定电气联结方式和备投方式，选出了最适合的备自投装置。关键词：备自投装置、变电所、固定电气联结、选择、自投方式、 青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 2目 录绪论 .11 变电所 400V 系统运行方式 .11.1 系统接线图 .11.2 动作逻辑 .11.2.1 备用变热备用 21.2.2 备用变冷备用 .22 CSB-21A 型备
2、自投装置的基本原理 .22.1 装置简介 .22.2 装置原理 .33 WBT-851 型备自投装置的基本原理 43.1 装置简介 .43.2 装置原理 .43.2.1 方式 143.2.2 方式 253.2.3 方式 363.2.4 方式 464 WBT-820 型备自投装置的基本原理 74.1 装置简介 .74.2 装置原理 .74.3 自投方式 8对比和分析 .9结论 .10参考文献 11 致谢. 12青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 1绪论由于微机保护迅速发展，备自投装置也由最早的继电器发展为微机型备自投装置。对于
3、近几年建成的 330kV 等级的变电所来说，400V 的电气联结基本为固定方式，针对这种方式来研究国内几种微机型备自投装置的选择。1 变电所 400V 系统运行方式为了变电所能够正常运转，一般设计为两台所用变压器和一台备用变压器。正常情况下两台所用变压器分别带 400V 的 I、II 段母线，而备用变压器在任一段母线失电的情况下通过备自投装置将失电母线带上，从而保证了变电所正常运行。系统接线图见图 1。1.1 系统接线图I a 1 , I b 1 , I c 11 Z K KU a 3 , U b 3 , U c 33 8 0 V 段3 8 0 V 段1 # 所变2 所变备用变I a 2 ,
4、I b 2 , I c 21 D L 2 D LI a 4 , I b 4 , I c 43 D LU a 4 , U b 4 , U c 4U a 2 , U b 2 , U c 22 Z K K3 Z K K4 Z K K 5 Z K KU a 1 , U b 1 , U c 1备用 3 8 0 V 段图 1 变电所 400V 系统接线图1.2 动作逻辑方式为备用变热备用与备用变冷备用。青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 21.2.1 备用变热备用(1) 当所变段 380V 侧无压、1#所变低压侧无流，备用变 380V
5、侧有压时，跳 1#所变高压侧断路器 1DL 和低压侧断路器 4ZKK，合所变分段 1 断路器 1ZKK；(2)当所变段 380V 侧无压、2#所变低压侧无流，备用变 380V 侧有压时，跳 2#所变高压侧断路器 2DL 和低压侧断路器 5ZKK，合所变分段 2 断路器 2ZKK。1.2.2 备用变冷备用(1) 当所变段 380V 侧无压、1#所变低压侧无流，备用变 35kV 侧有压时，跳 1#所变高压侧断路器 1DL 和低压侧断路器 4ZKK，合所变分段 1 断路器 1ZKK 及备用变高、低压侧断路器 3DL和 3ZKK；(2) 当所变段 380V 侧无压、2#所变低压侧无流，备用变 35kV
6、 侧有压时，跳 2#所变高压侧断路器 2DL 和低压侧断路器 5ZKK，合所变分段 2 断路器 2ZKK 及备用变高、低压侧断路器 3DL和 3ZKK。2 CSB-21A 型备自投装置的基本原理2.1 装置简介CSB-21 型数字式备用电源自动投入装置是以第三代微机保护通用硬件为基础，采用可编程逻辑的设计思想，可以实现灵活设置各种运行方式，适用于 380V-110kV 各种电压等级的备用电源自动投入的控制。CSB-21 装置除了可以用可编程逻辑来设定保护方式外，还提供了自动方式设定功能。因此，除通用型号外，装置还可以根据用户提出的设计要求，以修改方式库的方法满足客户的需要。青海大学成人教育学院
7、职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 32.2 装置原理图 2 备用电源自动投入装置接线对于图 2 中所示的接线形式，我们可以将备用电源自动投入的过程分解为两个过程：a）当监测到母线失电，DL1 处于合位电源的电流消失，这时应当跳开 DL1；b）当监测到 DL1 处于分位，而备用电源有电压，这时应合上 DL2。将这两个动作过程定义在 CSB-21 装置的定值中，一旦电源失电，CSB-21 就可以按照这两个动作程序进行控制，完成整个备用电源自动投入的功能。在 CSB-21 装置中，共可以定义 8 个单独的动作，这 8 个动作可以有独立的充电寄存器、
8、独立的启动及闭锁判断逻辑、独立的计时器和独立的出口，相互之间没有任何联系。因此，在上述例子里，对于另外一条进线作为电源的情况，也可在同一台装置实现备投的过程。对于这 8 个动作，可以分别整定它们的动作条件，动作条件分为三类：启动条件，闭锁条件和检查条件。并且每个条件都可以在所有模拟量或开关量中选择，对于有效条件也可灵活设定为过值或欠值、高电平或低电平。每种独立的工作方式可用逻辑门描述如图 3。图 3 备自投装置的独立工作方式正常时，闭锁条件不满足，或门 1 输出信号开放与门 2，与门 3 输出延时 6 s 处于充电状态青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海
9、大学成人教育学院职业技术学院 4之后作为与门 2 输出的充电条件，构成防止装置重复动作的必要条件。异常或事故情况下，若启动条件全部满足，闭锁条件不满足，动作出口，在出口后 0.21.5 s 之内核对检查条件，满足则认为动作成功，否则将发出断路器拒动、动作失败的告警信号；若闭锁条件满足，则禁止与门 2，装置不动作出口；无论启动条件还是闭锁条件的满足，都会引起与门 3 的动作，致使充电条件不满足，与门 2 被禁止，等待延时 6 s 之后与门 2 被开放。3 WBT-851 型备自投装置的基本原理3.1 装置简介WBT-851 型备自投装置采用先进的可视化逻辑配置(VLD)方法，在 PC 机上进行可
10、视化的逻辑组态，通过调用功能元件库中对应的功能元件，实现各种保护逻辑。本装置一共有四种备投方式。3.2 装置原理本装置仅适用于图 1 所示的运行方式接线图下的备自投。3.2.1 方式 1用当充电完成后：380V段母线无压，1所变低压侧无流，备用变 380V 母线有压，则经延时 Ttz1 后跳开 1所变高压侧断路器 1DL 和低压侧断路器 4ZKK, 确认 4ZKK 跳开后经整定延时 Thz1 合上所变分段 1断路器 1ZKK。如果启动跳 4ZKK 且 4ZKK 合位不消失，经 Tjt 延时报“方式 1 备自投不成功” ，同时备投放电。如果启动合 1ZKK，合闸命令一直不收，延时 Thz1+3s
11、 放电同时报“方式 1 备自投不成功” 。方式 1 备自投逻辑原理框图如图 4 所示青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 5&充电条件放电条件RTS充电 1 5 S&跳位异常备用 3 8 0 V 母线无压 段母线无压跳 1 D L 、 4 Z K K&1 所变低压侧无流&4 Z K K 跳位&T t z 1T j t开关拒跳合 1 Z K KT h z 1备投不成功3 s&2 0 0 m s放电条件备投放电&闭锁备自投方式 1 备自投不成功1 Z K K 跳位4 Z K K 跳位1 Z K K 跳位 段母线有压&备用 3 8
12、0 V 母线有压备用 3 8 0 V 母线有压T w y f d方式 1 自投软压板&备自投投入4 Z K K 拒跳 段母线无压4 Z K K 跳位图 4 方式 1 备自投逻辑原理框图3.2.2 方式 2当充电完成后：380V段母线无压，2所变低压侧无流，备用变 380V 母线有压，则经延时 Ttz2 后跳开2所变高压侧断路器 2DL 和低压侧断路器 5ZKK, 确认 5ZKK 跳开后经整定延时 Thz2 合上所变分段 2 断路器 2ZKK。如果启动跳 5ZKK 且 5ZKK 合位不消失，经 Tjt 延时报“方式 2 备自投不成功” ，同时备投放电。如果启动合 2ZKK，合闸命令一直不收，延时
13、 Thz2+3s 放电同时报“方式 2 备自投不成功” 。方式 2 备自投逻辑原理框图如图 5 所示。&充电条件放电条件RTS充电 1 5 S&跳位异常备用 3 8 0 V 母线无压 段母线无压跳 2 D L 、 5 Z K K&2 所变低压侧无流&5 Z K K 跳位&T t z 2T j t开关拒跳合 2 Z K KT h z 2备投不成功3 s&2 0 0 m s放电条件备投放电&闭锁备自投方式 2 备自投不成功2 Z K K 跳位5 Z K K 跳位2 Z K K 跳位 段母线有压&备用 3 8 0 V 母线有压备用 3 8 0 V 母线有压T w y f d方式 2 自投软压板&备自
14、投投入5 Z K K 拒跳 段母线无压5 Z K K 跳位图 5 方式 2 备自投逻辑原理框图青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 63.2.3 方式 3当充电完成后：380V段母线无压，1所变低压侧无流，备用变 35kV 侧母线有压，则经延时 Ttz1 后跳开1所变高压侧断路器 1DL 和低压侧断路器 4ZKK, 确认 4ZKK 跳开后经整定延时 Thz1 合上所变分段 1 断路器 1ZKK 和备用变高压侧断路器 3DL、低压侧断路器 3ZKK。如果启动跳 4ZKK 且 4ZKK 合位不消失，经 Tjt 延时报“方式 3 备
15、自投不成功” ，同时备投放电。如果启动合 1ZKK 和3DL、3ZKK，合闸命令一直不收，延时 Thz1+3s 放电同时报“ 方式 3 备自投不成功” 。方式 3 备自投逻辑原理框图如图 6 所示。&充电条件放电条件RTS充电 1 5 S&跳位异常备用变 3 5 k V 侧无压 段母线无压跳 1 D L 、 4 Z K K&1 所变低压侧无流&4 Z K K 跳位&T t z 1T j t开关拒跳合 1 Z K KT h z 1备投不成功3 s&2 0 0 m s放电条件备投放电&闭锁备自投方式 3 备自投不成功1 Z K K 跳位4 Z K K 跳位1 Z K K 跳位 段母线有压&备用变
16、3 5 k V 侧有压备用变 3 5 k V 侧有压合 3 D LT w y f d方式 3 自投软压板&备自投投入4 Z K K 拒跳 段母线无压4 Z K K 跳位3 Z K K 跳位合 3 Z K K备用变 3 8 0 V 侧无压备用变低压侧无流图 6 方式 3 备自投逻辑原理框图3.2.4 方式 4当充电完成后：380V段母线无压，2所变低压侧无流，备用变 35kV 侧母线有压，则经延时 Ttz2 后跳开2所变高压侧断路器 2DL 和低压侧断路器 5ZKK, 确认 5ZKK 跳开后经整定延时 Thz2 合上所变分段 2 断路器 2ZKK 和备用变高压侧断路器 3DL、低压侧断路器 3Z
17、KK。如果启动跳 5ZKK 且 5ZKK 合位不消失，经 Tjt 延时报“方式 4 备自投不成功” ，同时备投放电。如果启动合 2ZKK 和3DL、3ZKK，合闸命令一直不收，延时 Thz2+3s 放电同时报“ 方式 4 备自投不成功” 。方式 4 备自投逻辑原理框图如图 7 所示。青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 7&充电条件放电条件RTS充电 1 5 S&跳位异常备用变 3 5 k V 侧无压 段母线无压跳 2 D L 、 5 Z K K&2 所变低压侧无流&5 Z K K 跳位&T t z 2T j t开关拒跳合 2
18、 Z K KT h z 2备投不成功3 s&2 0 0 m s放电条件备投放电&闭锁备自投方式 4 备自投不成功2 Z K K 跳位5 Z K K 跳位2 Z K K 跳位 段母线有压&备用变 3 5 k V 侧有压备用变 3 5 k V 侧有压合 3 D LT w y f d方式 4 自投软压板&备自投投入5 Z K K 拒跳 段母线无压5 Z K K 跳位3 Z K K 跳位合 3 Z K K备用变 3 8 0 V 侧无压备用变低压侧无流图 7 方式 4 备自投逻辑原理框图4 WBT-820 型备自投装置的基本原理4.1 装置简介WBT-820 装置配置了四种分段开关备自投方式及备投后（主
19、变）过负荷功能，并设有分段开关的保护功能包括三段复压闭锁电流保护、一段零序电流保护、电流加速、零序加速（加速段同时作为充电保护）等；设有 TV 断线检测、位置检测、功率测量、脉冲测量等自检与测控功能；适用于 110kV 及以下电压等级的分段保护、测控及备自投。4.2 装置原理本装置适用于单母带分段运行方式下的分段保护与备自投。图 8 为 WBT-821 装置的典型运行方式接线图，备自投方式为：若正常运行时，每条进线各带一段母线，两条进线互为暗备用，采用分段（亦用于分段、母联，以下均称作分段）备自投。青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业
20、技术学院 8图 8 WBT-821 装置的典型运行方式接线图4.3 自投方式自投方式 1：当充电完成后，母无压、进线一无流，母有压则经延时 Tb1 后跳开 1DL，确认 1DL 跳开后经整定延时 Thq 合上 3DL。自投方式 2：当充电完成后，母无压、进线二无流，母有压则经延时 Tb2 后跳开 2DL，确认 2DL 跳开后经整定延时 Thq 合上 3DL。自投方式 3：当充电完成后，1DL 跳开，进线一无流，经延时 Tb1 再确认 1DL 跳开后，经整定延时 Thq 合 3DL。自投方式 4：当充电完成后， 2DL跳开，进线二无流，经延时 Tb2 再确认 2DL 跳开后，经整定延时 Thq
21、合 3DL。逻辑图如图 9 所示:进 线一I 11 D L进 线二I 22 D LU a 1 , U b 1 , U c 1 U a 2 , U b 2 , U c 23 D L母 母I A , I B , I C青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 9图 9 自投方式逻辑5 对比和分析我们可以了解上述三种备自投装置各有优缺点。CSB-21A 型备自投装置和 WBT-820 型备自投装置适合多种接线形式，用途比较广泛。而 WBT-851 型备自投装置只能适应一种接线方式，相对来说只有一种选择。WBT-820 型备自投装置比 C
22、SB-21A 型备自投装置还增加了分段开关的三段复压闭锁电流保护、一段零序电流保护、电流加速、零序加速等保护功能，等于是把分段保护和备自投合二为一，功能更为强大。但是我们看到，400V 系统的固定电气联结的方式都是两个青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 10电源，一个备用，而 CSB-21A 型备自投装置和 WBT-820 型备自投装置适用于一主一备，如果用于 400V 系统的话，就得用两套装置才能实现备自投功能。而且低压开关都自带速断、过流保护，备自投装置的保护也可以不用。因此对于变电所的 400V 系统来说，仅仅要求备自
23、投能满足接线方式，运行操作方便就行。结论通过对上述三种备自投装置的动作原理、逻辑进行了对比，我们可以看出，对于变电所400V 系统的固定电气联结的方式，无疑是 WBT-851 型备自投装置更加符合现场实际。但是我们不能否认其他两种备自投装置的优点，CSB-21A 型备自投装置和 WBT-820 型备自投装置都预置了8 种动作定值，并且还能根据现场运行的实际情况来进行逻辑的编辑，具有运行方式灵活的特点。青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 11参考文献1陈松林，吴银福.利用微机实现的自动判别自投方式的备用电源自投方案J.电力自动
24、化设备，1997,17(1):51532 国家电力调度通信中心(State Electric Power Dispatching Center of China).电力系统继电保护规定汇编（Compilation of Power System Relay Protection Regulation） .北京：中国电力出版社（Beijing:China Electric Power Press） ，2000.3杜景远，崔艳(DU Jingyuan, CUI Yan).微机备自投装置在济南电网中的应用(Application of a Microprocessor Based Reserved Autoswitchon Device in Jinan Power Network of China).继电器(Relay)，2001，29（9）:40-42. 4北京四方继保自动化有限公司.CSB-21A 型微机备自投装置说明书.5许继集团有限公司.WBT-851、WBT-820 型备自投装置说明书.青海大学成人教育学院职业技术学院毕业（设计）论文：变电所备自投装置的选择青海大学成人教育学院职业技术学院 12致谢感谢在论文撰写过程中曾直接给予帮助的指导教师、答疑教师及其他人员。
