柴油發電機組自動投入（ATS）的作用及要求
發布時間：2023-11-16 點擊：338
柴油發電機組自動投入（ats）的作用及要求
隨著國民經濟的迅猛發展、科學技術的不斷提高，用戶對供電質量和供電可靠性的要求日益提高，而柴油發電機組自動投入（中文簡稱bzt，英文auxiliary power automatic trans-fer switch，簡稱ats）是保證配電系統連續可靠供電的重要措施。因此，柴油發電機組自投入已成為中低壓系統變電站自動化的最基本功能之一。
1．柴油發電機組自動投入的作用
柴油發電機組自動投入裝置是當工作電源因故障被斷開以后，能自動、迅速地將柴油發電機組或備用設備投入工作，使用戶能迅速恢復供電的一種自動控制裝置。
在實際應用中，ats裝置形式多樣，但根據備用方式（即柴油發電機組或備用設備的存在方式）劃分，可分為明備用和暗備用兩種。明備用是指正常情況下有明顯斷開的柴油發電機組或備用設備，如圖1（a）所示；正常運行時，圖1（a）中qf3、qf4、qf5在斷開狀態，備用變壓器t0作為工作變壓器t1和t2的備用。暗備用是指正常情況下沒有斷開的柴油發電機組或備用設備，而是分段母線間利用分段斷路器取得相互備用，如圖1（b）所示；正常運行時分段斷路qf3處于斷開狀態，工作母線i、ii段分別通過各自的供電設備或線路供電，當任一母線由于供電設備或線路故障停電時，qf3自動合閘，從而實現供電設備和線路的互為備用。
圖1 應用ats裝置的典型一次接線圖
1、優點
分析圖1的工作情況后可知，采用ats裝置有如下優點：
（1）提高供電可靠性，節省建設投資。
（2）簡化繼電保護。采用ats裝置后，環網供電網絡可以開環運行，并列變壓器可以解列運行，如圖1（b）所示，在保證供電可靠性的前提下，繼電保護變得簡單而可靠。
（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓。在受端變電站，如果采用變壓器解列運行或環網開環運行，可使出線短路電流受到一定限制，供電母線［圖1（b）中高壓母線］上殘余電壓相應提高。
2、應用
由于ats簡單、可靠且投資小，是一種提高供電可靠性的經濟且有效的技術措施，因此在電力系統中獲得廣泛應用。在下列情況下，應裝設ats裝置：
（1）裝有柴油發電機組的發電廠廠用電源和變電站站用電源。
（2）由雙電源供電，其中一個電源經常斷開作為備用的變電站。
（3）降壓變電站內有備用變壓器或互為備用的母線段。
（4）有備用發電機組的某些重要輔機。
2．對ats的基本要求
ats用在不同場合，其接線可能有所不同，但均應滿足對ats的基本要求。應當指出，ats動作使斷路器合閘，投入柴油發電機組或備用設備，該斷路器上應裝設相應的繼電保護裝置，以保證安全運行。
對ats的基本要求歸納如下：
（1）應保證在工作電源或工作設備斷開后，ats才能動作。
如圖1（b）中只有當qf2斷開后，ats才能動作，使qf3合閘。這一要求的目的是防止將柴油發電機組或備用設備投入到故障元件上，造成ats動作失敗，甚至擴大事故，加重設備損壞程度。
滿足這一要求的措施是：ats的合閘部分應由供電元件受電側斷路器［圖1（b）中的qf2］的輔助動斷觸點啟動。
（2）工作母線電壓無論任何原因消失，ats均應動作。
圖1（a）中，工作母線i（或ii）段失壓的原因有：工作變壓器t1（或t2）故障；母線i（或ii）段故障；母線i（或ii）段出線故障未被該出線斷路器斷開；斷路器qf1、qf2（或qf6、qf7）誤跳閘；電力系統內部故障，使工作電源失壓等。所有這些情況，ats都應動作。但是若電力系統內部故障，使工作電源和柴油發電機組同時消失時，ats不動作，以免系統故障消失恢復供電時，所有工作母線段上的負荷均由柴油發電機組或設備供電，引起柴油發電機組或設備過負荷，降低工作可靠性。
滿足這一要求的措施是：ats應設置獨立的低電壓啟動部分，并設有柴油發電機組電壓監視。
（3）ats只能動作一次。
當工作母線或出線上發生未被出線斷路器斷開的永久性故障時，ats動作一次，斷開工作電源（或設備）、投入柴油發電機組（或設備）；因為故障仍然存在，柴油發電機組（或設備）上的繼電保護動作斷開柴油發電機組（或設備）后，就不允許ats再次動作，以免柴油發電機組多次投入到故障元件上，對系統造成再次沖擊而擴大事故。
滿足這一要求的措施是：控制ats發出合閘脈沖的時間，以保證柴油發電機組斷路器只能合閘一次。ats在動作前應有足夠的準備時間（類似于重合閘的充電時間），通常為10~15s。
（4）ats的動作時間應使負荷停電時間盡可能短。
從工作母線失去電壓到柴油發電機組投入為止，中間工作母線上的用戶有一段停電時間，停電時間短，有利于用戶電動機的自啟動；但停電時間太短，電動機殘壓可能較高，柴油發電機組投入時將產生沖擊電流，造成電動機損壞。運行經驗表明，ats的動作時間以1～1.5s為宜，低壓場合可減小到0.5s。
此外，應校驗ats動作時柴油發電機組過負荷情況，如柴油發電機組過負荷超過限度或不能保證電動機自啟動時，應在ats動作時自動減負荷；如果柴油發電機組投到故障上，應使其保護加速動作；低壓啟動部分中電壓互感器二次側的熔斷器熔斷時，ats不應動作。工作母線失壓時還必須檢查工作電源無流，才能啟動備自投，以防止tv二次三相斷線造成誤動。
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隨著國民經濟的迅猛發展、科學技術的不斷提高，用戶對供電質量和供電可靠性的要求日益提高，而柴油發電機組自動投入（中文簡稱bzt，英文auxiliary power automatic trans-fer switch，簡稱ats）是保證配電系統連續可靠供電的重要措施。因此，柴油發電機組自投入已成為中低壓系統變電站自動化的最基本功能之一。
1．柴油發電機組自動投入的作用
柴油發電機組自動投入裝置是當工作電源因故障被斷開以后，能自動、迅速地將柴油發電機組或備用設備投入工作，使用戶能迅速恢復供電的一種自動控制裝置。
在實際應用中，ats裝置形式多樣，但根據備用方式（即柴油發電機組或備用設備的存在方式）劃分，可分為明備用和暗備用兩種。明備用是指正常情況下有明顯斷開的柴油發電機組或備用設備，如圖1（a）所示；正常運行時，圖1（a）中qf3、qf4、qf5在斷開狀態，備用變壓器t0作為工作變壓器t1和t2的備用。暗備用是指正常情況下沒有斷開的柴油發電機組或備用設備，而是分段母線間利用分段斷路器取得相互備用，如圖1（b）所示；正常運行時分段斷路qf3處于斷開狀態，工作母線i、ii段分別通過各自的供電設備或線路供電，當任一母線由于供電設備或線路故障停電時，qf3自動合閘，從而實現供電設備和線路的互為備用。
圖1 應用ats裝置的典型一次接線圖
1、優點
分析圖1的工作情況后可知，采用ats裝置有如下優點：
（1）提高供電可靠性，節省建設投資。
（2）簡化繼電保護。采用ats裝置后，環網供電網絡可以開環運行，并列變壓器可以解列運行，如圖1（b）所示，在保證供電可靠性的前提下，繼電保護變得簡單而可靠。
（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓。在受端變電站，如果采用變壓器解列運行或環網開環運行，可使出線短路電流受到一定限制，供電母線［圖1（b）中高壓母線］上殘余電壓相應提高。
2、應用
由于ats簡單、可靠且投資小，是一種提高供電可靠性的經濟且有效的技術措施，因此在電力系統中獲得廣泛應用。在下列情況下，應裝設ats裝置：
（1）裝有柴油發電機組的發電廠廠用電源和變電站站用電源。
（2）由雙電源供電，其中一個電源經常斷開作為備用的變電站。
（3）降壓變電站內有備用變壓器或互為備用的母線段。
（4）有備用發電機組的某些重要輔機。
2．對ats的基本要求
ats用在不同場合，其接線可能有所不同，但均應滿足對ats的基本要求。應當指出，ats動作使斷路器合閘，投入柴油發電機組或備用設備，該斷路器上應裝設相應的繼電保護裝置，以保證安全運行。
對ats的基本要求歸納如下：
（1）應保證在工作電源或工作設備斷開后，ats才能動作。
如圖1（b）中只有當qf2斷開后，ats才能動作，使qf3合閘。這一要求的目的是防止將柴油發電機組或備用設備投入到故障元件上，造成ats動作失敗，甚至擴大事故，加重設備損壞程度。
滿足這一要求的措施是：ats的合閘部分應由供電元件受電側斷路器［圖1（b）中的qf2］的輔助動斷觸點啟動。
（2）工作母線電壓無論任何原因消失，ats均應動作。
圖1（a）中，工作母線i（或ii）段失壓的原因有：工作變壓器t1（或t2）故障；母線i（或ii）段故障；母線i（或ii）段出線故障未被該出線斷路器斷開；斷路器qf1、qf2（或qf6、qf7）誤跳閘；電力系統內部故障，使工作電源失壓等。所有這些情況，ats都應動作。但是若電力系統內部故障，使工作電源和柴油發電機組同時消失時，ats不動作，以免系統故障消失恢復供電時，所有工作母線段上的負荷均由柴油發電機組或設備供電，引起柴油發電機組或設備過負荷，降低工作可靠性。
滿足這一要求的措施是：ats應設置獨立的低電壓啟動部分，并設有柴油發電機組電壓監視。
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滿足這一要求的措施是：控制ats發出合閘脈沖的時間，以保證柴油發電機組斷路器只能合閘一次。ats在動作前應有足夠的準備時間（類似于重合閘的充電時間），通常為10~15s。
（4）ats的動作時間應使負荷停電時間盡可能短。
從工作母線失去電壓到柴油發電機組投入為止，中間工作母線上的用戶有一段停電時間，停電時間短，有利于用戶電動機的自啟動；但停電時間太短，電動機殘壓可能較高，柴油發電機組投入時將產生沖擊電流，造成電動機損壞。運行經驗表明，ats的動作時間以1～1.5s為宜，低壓場合可減小到0.5s。
此外，應校驗ats動作時柴油發電機組過負荷情況，如柴油發電機組過負荷超過限度或不能保證電動機自啟動時，應在ats動作時自動減負荷；如果柴油發電機組投到故障上，應使其保護加速動作；低壓啟動部分中電壓互感器二次側的熔斷器熔斷時，ats不應動作。工作母線失壓時還必須檢查工作電源無流，才能啟動備自投，以防止tv二次三相斷線造成誤動。
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