浅谈供配电保护装置电源自动转换系统

浅谈供配电保护装置电源自动转换系统

李桂华

广东立胜综合能源服务有限公司（广东佛山528000）

【摘要】由保护装置组成的电源自动转换系统，易于设计，调试，操作与维修，可靠性高，适用性强。文章对供配电保护装置电源自动变换方法及变换条件作了简要分析。

【关键词】供配电；保护装置；电源自动转换系统（SATS）

1引言

电源自动转换系统（Source Automatie Transfer System,SATS）就是供电系统中最常见的一部分，由于供配电系统的运行方式及接线方式种类繁多，逻辑要求也是不同的，所以，需要采用保护装置，同时，又很有必要进行监控。当前供配电系统普遍采用的电源自动转换开关，是一种性能良好的设备。现对供配电保护装置中电源自动变换的方法和变换条件进行了具体分析。

2转换方法

2.1残压法

此法的适用条件，电源的剩余负荷电压及电压必须下降到一定的范围，保护装置在故障变换过程中，残压法是最常见的转换方法之一。当前供配电系统普遍采用的电源自动转换开关，是一种性能良好的设备。这种转换方法对于电气设备的机械，电磁影响相对较小，但是它的残压降低通常会延迟转换时机，故此转换方法不但对供电系统造成较大的冲击，而且，其耗能量是比较大[1]。

2.2相继法

相继法亦称“串联法”。它通过测量变压器或其他设备内部的绝缘电阻来进行判断是否发生了故障，然后利用其自身产生的过电压将故障隔离并切断故障线路，从而达到保护供电的目的[2]。SATS先后给每台断路器下达了操作命令，确认断路器的状态发生了变化，然后继续运行，如果上一次运行出现了问题，那么后续的转换就不能持续下去了。

2.3同时法

同时法亦称“并联法”。这种方法被广泛应用于各种电气设备或线路上的电气误动作、短路和接地等故障转换。SATS对所有参加变换的每台断路器一次发射跳闸、合闸操作指令[1]。若过大，将导致相邻断路器之间发生不正常的分断。如果断路器固有合闸时间比跳闸时间长，瞬时非并列状态会发生；如果断路器跳闸时间超过了合闸时间，然后出现瞬间并列状态，它存在的时间是通过断路器跳闸的、确定了合闸动作的时间差。SATS可以设定这个时差，使得断路器的操作指令延时，为了减少非并列和并列的时间[3]。

图 1自动转换装置示意图

2.4并列法

这种方法先将转换电源之间电压幅值进行处理、对相角，频率等参数作了严格测试，符合要求时，合上处于断开的断路器，在各个电源之间构成并列，经过延时确认，每台断路器一次合闸成功，跳过另外一个断路器，然后执行自动转换任务。当任一断路器处于合或分操作时都会产生一个相对于另一断路器而言具有不同时间常数的分断过程，称为同步运行。该方法能够保证电源持续为负荷提供电能，不受负荷的影响，但是对于转换电源之间的一致性却有极为严格的要求，所以只适合正常运行和自动复归的情况[4]。

2.5非并列法

当供配电系统不能用残压法与并列法进行事故转换时，你只能通过临时切断负荷与电源来转换。相对于传统方法，该方法不需要考虑开关间时序关系，并且无需任何附加的硬件装置。这种方式不能实现在变换过程中对负荷的连续供电，它在正常状态下的转换对负荷影响较大，所以，在用此法进行变换时，它可以和同时法、相继法结合使用。

3转换的条件

3.1动作条件

电源转换仅在符合以下所有动作条件的情况下自动进行：①切换电源时，开关一定要处于自动输入状态；②一切电气设备均要在工作状态下运行；③每个TV处都必须在工作状态下工作，而且工作时必须保证电压正常。

3.2闭锁（放电）条件

转换过程中，如果发生以下情况，立即闭锁或者停止切换：①电源过电流保护的起动或者动作。如果是电源过流保护装置启动，则应将其输出端连接到电网中去，否则会使系统发生短路事故。②断路器运行故障。③断路器合、跳闸运行回路失灵。④电压监测回路失效。⑤第一次转换完成或者失败。⑥所有电源在同时发生故障10s时都会发生放电。

3.3正常工作（倒闸）状态及自动复归的动作条件

①转换后电源间电压差处于允许范围，还应满足合闸操作的相关要求；②监视和控制高断路器运行状态的辅助控制回路，一定要完好无损。

3.4事故状态（备自投）的自动转换动作条件

①故障电源电压不足，它能保持在系统自动转换之前；②采用同期法改造后，电源某侧发生低频率保护，负荷残压相角超值和主保护动作；③未失效电源电压在正常范围内；④故障电源上断路器电流通过后不执行保护动作，也不闭合，供电处断路器发生“滑机”切断[5]。

4结束语

文中阐述了用保护装置对供配电系统进行SATS转换的方法及条件，使双转换操作逻辑简单化，SATS可靠性得到改善。同时对目前国内外采用的各种保护方案作了介绍与分析[2]。SATS在提高供电可靠性方面有一定效果，因此，它本身必须应具有高度的可靠性，由这种保护装置构成的SATS容易设计和调试、运行和维护，可靠性和适用性好，随着电气设备，智能电子装置的发展，必将在提高供配电系统的可靠性方面发挥更大的作用。

参考文献

[l]郑剑辉.双电源控制与保护装置研究删. [J].同济大学电子与信息工程,2019. 11(13):271-272.

[2]许继轲,黄辉.SS4改型机车电源柜智能充电检测及保护装置设计. [J].铁道技术监督,2012,40(6):38-39.

[3]唐奇伟. 配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理研究[J].  2017. (9):158-160.

[4]李小伟, 陶毅刚, 张俊成,等. 继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理分析[J]. 电力设备管理, 2021. (2):425-426.

[5]边琳. 继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理分析[J].  2020. 17(5):89-91.