备用电源自动投入.ppt
备用电源自动投入装置硬件系统设计,1.课题背景,最近几年来，经济的发展使得各个方面对电力的要求日益增高，供电的可靠性越来越得到重视，而备用电源自动投入装置是一种经济、方便、效果显著的电力自动装置，它实现对于电力系统的安全、可靠地供电具有重要意义。 备用电源自动投入装置是指当工作电源因故障或者其他原因被断开以后，能自动而迅速的将备用电源投入到工作的或将用户切换到备用电源上去，使供电不致中断，确保工作正常运行，把停电造成的经济损失降到最近程度，从而提高供电可靠性，使用户不至于被停电的一种自动装置，简称备用自投，主要用于110kv以下的中、低压配电系统中，是保证电力系统连续可靠供电的重要设备之一，对重要用户及要求很高供电可靠性的地方，越来越多的用户使用双电源，备用电源自动投入装置在经济发展中发挥了重要的作用。,本论文所做的工作,本论文主要的任务是在对备用电源自动投入装置的特点和动作条件有一定的了解的基础上，确定备用电源自动投入装置的一次接线方式（单母分段）以及备用电源的配置方式（暗备用），设计和开发一种基于51单片机的备自投装置。该装置整体的硬件设计结构合理，并且具备较好的运行速度和的数据处理能力，能够可靠地动作，并有很好的抗干扰性。,2.设计思路及工作方法,1.掌握备用电源自动投入装置的动作逻辑； 2.设计一次接线图； 3.在仿真模拟平台上实现备自投的功能； 4.搭建电路并调试。,2.1备自投装置的特点,(1)维护调试比较方便，现在的微机型备自投装置对系统的硬件和软件都有自检的功能，只要装置一惊上电，有故障的就会自动报警。与以前使用的整流继电器的备自投装置相比，基本上不用调试，大大的减轻了调试的工作量。 (2)可靠性比较高，微机型备自投装置运行的时候，具有很强的综合分析和逻辑判断能力，能够不断地经过自检来预防微机型备自投装置的大多数故障，并发出报警。 (3)方便的添加各种附加功能，我们可以通过计算机软件编程的方法在微机备自投的基础上添加各种附加功能，这样硬件只需要很小的改动就可以实现。比如说报警、显示、过负荷减载等功能,2.2备用电源自动投入装置的基本要求,（1）工作电源确实断开后，备用电源才投入。 （2）备用电源自动投入切除工作电源断路器必须延时。 （3）手动跳开工作电源时，备用电源自动投入装置不应动 作。 （4）应具有闭锁备用电源自动投入装置的功能。 （5）备用电源不满足有压条件，备用电源自动投入装置不应 动作。 （6）工作母线失压时还必须检查工作电源无流，才能启动备用电源自动投入，以防止TV二次三相断线造成的误投 （7）备用电源自动投入装置只允许动作一次。,2.3 备自投的充、放电及动作条件,备用电源自投装置充电条件： （1） I母和II母暗备用投入 （2） 1QF和2QF合位，3QF跳位 （3） I母和II母有压 （4） 没有放电条件 备用电源自投装置放电条件： （1）暗备用退出 （2）1QF跳位或2QF跳位或3QF合位 （3）I母和II母无压 （4）1QF拒跳或2QF拒跳或3QF拒跳 （5）手跳1QF或2QF 备用电源自投装置动作条件： （1）暗备用充电完成 （2）工作段母线无压 （3）备用电源有压 （4）工作段线路无流； （5）原工作电源侧开关已跳开。,2.4分段开关暗备用自动投入逻辑,2.5备自投有压、无压及无流条件,1.母线有压：指接入的母线电压有效值均大于或等于母线有压定值，母线电压大于等于额定有效电压的60%70%时均为有压。 2.母线无压：指接入的母线电压有效值均小于或等于母线无压定值，母线电压小于等于额定有效电压的30%10%时均为失压。 3.线路有流：指工作电源进线的任一相电流值大于或等于线路有流定值，进线电流大于等于额定有效电压的70%时均为有流。 4.线路无流：指工作电源进线的任一相电流值小于或等于线路无流定值，该定值应小于最小负荷电流，以避免负荷电流太小时被判为进线无流，进线电流小于等于额定有效电压的10%时均为无流。,3.备自投装置概述,备用电源的配置方案 备用电源自动投入装置主要适用于110kV以下的中、低压系统中，它的接线方案主要有三种： (1) 进线备自投方案； (2) 变压器备自投方案； (3) 分段开关备自投方案。 这次设计针对的是第三个方案，即分段开关备自动投方案。它的一次侧主接线如图所示：,3.1备用自动投入装置硬件结构,3.2备自投装置硬件设计,备自投装置主要是单片机把二次侧采集到得数据与整定值进行比较，进行逻辑判断，然后发出命令。所以在硬件上要实现采集模拟量进行处理最后送到单片机中。,3.3备自投装置硬件系统的模拟量输入电路结构框图,在实现硬件电路的时候，该装置分别采集了两端进线的电流信号和母线电压信号，即总共四路输入信号。能够实现检测母线上是否有压，进线是否有流。实现了备自投充放电及动作的逻辑判断。,3.4信号处理电路,采样保持器（S/H）,A/D转换器完成一次完整的转换需要一段时间，在这段时间里，模拟量不能变化，否则就不准确了。尤其对变化较快的模拟量来说，就必须引入采样/保电路，将瞬间采集的模拟量“样本”冻结一段时间，以保证A/D转换的精度。也就是说，在“采样”状态下，电路的输出跟踪输入模拟信号；在“保持”状态下，电路输出保持着采样结束时刻的输出模拟信号的瞬时值,3.5开关量信息采集,开关量信息采集的硬件系统由输入通道、输出通道和微机组成，开关量输入通道的基本功能是将需要的状态信号引入微机系统，如继电器保护信号，输电线路断路器状态等。输出通道主要是将CPU送出的数字信号进行显示、控制或者调节，如断路器的跳闸命令、报警信号等。 3.51 开关量输入电路：,3.52 开关量输出电路：,总结,这次试验已经结束了，在我们的努力下，最终实现了实验的主要功能，即 （1）电流、电压信号实时采集与处理； （2）I母失压，1QF跳闸，延时合3QF； （3）II母失压，2QF跳闸，延时合3QF； （4）故障模拟及报警指示，每个断路器都有一个对应的指示灯，当出现断路器 拒动时，与之对应的指示灯就会闪烁报警； （5）手动跳闸时，装置闭锁。 实际的电力系统中，结构是非常的复杂，由于各方面的原因，我们也有很多地方没有考虑全面，比如说我们的实验还可以加一个LCD来显示采集到的电流和电压、考虑各个线路的保护、实现自动减负荷的功能、实现进线备自投和变压器备自投。我们只能够模拟它的基本故障，所以在以后的日子里，我们还需要在学习很多的东西，让我们考虑的更全面，争取以后为电力行业贡献自己的一份力。,谢谢各位老师的观看,
