摘要： 随着国民经济的迅猛发展、科学技术的不断提高，用户对供电质量和供电可靠性的要求日益提高，而柴油发电机组自动投入（中文简称BZT，英文Auxiliary Power Automatic Transfer Switch，简称ATS）是保证配电系统连续可靠供电的重要措施。因此，柴油发电机组自动投入已成为中低压系统变电站自动化的最基本功能之一。本文说明柴油发电机组自动投入的作用与明备用、暗备用两种备用方式，分析采用ATS装置在提高供电可靠性、简化继电保护、限制短路电流等方面的优点及适用场合，并对ATS应满足的基本要求逐项说明其目的与实现措施。
一、柴油发电机组自动投入的作用
1. ATS装置的基本作用
（1）基本定义
柴油发电机组自动投入装置是当工作电源因故障被断开以后，能自动、迅速地将柴油发电机组或备用设备投入工作，使用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。
（2）动作的基本过程
ATS的动作过程大致为：检测工作电源状态，确认工作电源已断开，发出备用电源投入命令，闭合备用电源进线开关，恢复对母线的供电。整个过程应在规定时间内完成。
（3）与人工切换的区别
与人工切换相比，ATS装置的动作时间短、判断准确，可在运行人员尚未到达现场前即完成电源切换，减少停电对用电设备的影响。
2. 备用方式的划分
在实际应用中，ATS装置形式多样，但根据备用方式（即柴油发电机组或备用设备的存在方式）划分，可分为明备用和暗备用两种。
（1）明备用
明备用是指正常情况下有明显断开的柴油发电机组或备用设备，如图1（a）所示；正常运行时，图1（a）中QF3、QF4、QF5在断开状态，备用变压器T0作为工作变压器T1和T2的备用。
（2）暗备用
暗备用是指正常情况下没有断开的柴油发电机组或备用设备，而是分段母线间利用分段断路器取得相互备用，如图1（b）所示；正常运行时分段断路器QF3处于断开状态，工作母线I、II段分别通过各自的供电设备或线路供电，当任一母线由于供电设备或线路故障停电时，QF3自动合闸，从而实现供电设备和线路的互为备用。
（3）两种方式的区别
明备用有明确的备用设备，正常时不投入运行；暗备用没有独立的备用设备，而是两段工作电源互为备用，正常时各自带载，故障时通过分段断路器实现互相支援。前者备用关系清晰但需要专门设置备用设备，后者设备利用率高但两段母线之间存在相互影响。
（4）两种方式的选用
备用方式的选择取决于供电可靠性要求、负荷性质与投资条件。对供电可靠性要求高、且负荷集中在一段母线上的场合，宜采用明备用；对两段母线负荷相近、且希望减少设备投资的场合，可采用暗备用。
图1 应用ATS装置的典型一次接线图
3. ATS装置的优点
分析图1的工作情况后可知，采用ATS装置有如下优点：
（1）提高供电可靠性，节省建设投资。
（2）简化继电保护。采用ATS装置后，环网供电网络可以开环运行，并列变压器可以解列运行，如图1（b）所示，在保证供电可靠性的前提下，继电保护变得简单而可靠。
（3）限制短路电流，提高母线残余电压。在受端变电站，如果采用变压器解列运行或环网开环运行，可使出线短路电流受到一定限制，供电母线［图1（b）中高压母线］上残余电压相应提高。
（4）减少运行人员操作。采用ATS装置后，电源切换由装置自动完成，减少了对运行人员操作的依赖，也降低了人为误操作的可能。
4. ATS装置的应用场合
由于ATS简单、可靠且投资小，是一种提高供电可靠性的经济且有效的技术措施，因此在电力系统中获得广泛应用。在下列情况下，应装设ATS装置：
（1）装有柴油发电机组的发电厂厂用电源和变电站站用电源。
（2）由双电源供电，其中一个电源经常断开作为备用的变电站。
（3）降压变电站内有备用变压器或互为备用的母线段。
（4）有备用发电机组的某些重要辅机。
（5）对供电连续性要求较高的其他场合，如通信机房、数据中心、医院手术室等，也可根据需要配置ATS装置。
二、对ATS的基本要求
ATS用在不同场合，其接线可能有所不同，但均应满足对ATS的基本要求。应当指出，ATS动作使断路器合闸，投入柴油发电机组或备用设备，该断路器上应装设相应的继电保护装置，以保证安全运行。
1. 应保证在工作电源或工作设备断开后，ATS才能动作
（1）要求的内容
如图1（b）中只有当QF2断开后，ATS才能动作，使QF3合闸。
（2）要求的目的
这一要求的目的是防止将柴油发电机组或备用设备投入到故障元件上，造成ATS动作失败，甚至扩大事故，加重设备损坏程度。
（3）满足要求的措施
满足这一要求的措施是：ATS的合闸部分应由供电元件受电侧断路器［图1（b）中的QF2］的辅助动断触点启动。
2. 工作母线电压无论任何原因消失，ATS均应动作
（1）母线失压的常见原因
图1（a）中，工作母线I（或II）段失压的原因有：工作变压器T1（或T2）故障；母线I（或II）段故障；母线I（或II）段出线故障未被该出线断路器断开；断路器QF1、QF2（或QF6、QF7）误跳闸；电力系统内部故障，使工作电源失压等。所有这些情况，ATS都应动作。
（2）ATS不应动作的情况
但是若电力系统内部故障，使工作电源和柴油发电机组同时消失时，ATS不动作，以免系统故障消失恢复供电时，所有工作母线段上的负荷均由柴油发电机组或设备供电，引起柴油发电机组或设备过负荷，降低工作可靠性。
（3）满足要求的措施
满足这一要求的措施是：ATS应设置独立的低电压启动部分，并设有柴油发电机组电压监视。
3. ATS只能动作一次
（1）要求的内容
当工作母线或出线上发生未被出线断路器断开的永久性故障时，ATS动作一次，断开工作电源（或设备）、投入柴油发电机组（或设备）；因为故障仍然存在，柴油发电机组（或设备）上的继电保护动作断开柴油发电机组（或设备）后，就不允许ATS再次动作，以免柴油发电机组多次投入到故障元件上，对系统造成再次冲击而扩大事故。
（2）满足要求的措施
满足这一要求的措施是：控制ATS发出合闸脉冲的时间，以保证柴油发电机组断路器只能合闸一次。
（3）准备时间的要求
ATS在动作前应有足够的准备时间（类似于重合闸的充电时间），通常为10~15s。
4. ATS的动作时间应使负荷停电时间尽可能短
（1）停电时间与电动机自启动的关系
从工作母线失去电压到柴油发电机组投入为止，中间工作母线上的用户有一段停电时间，停电时间短，有利于用户电动机的自启动；但停电时间太短，电动机残压可能较高，柴油发电机组投入时将产生冲击电流，造成电动机损坏。
（2）动作时间的参考范围
运行经验表明，ATS的动作时间以1～1.5s为宜，低压场合可减小到0.5s。
5. 其他应注意的问题
（1）过负荷校验与自动减负荷
此外，应校验ATS动作时柴油发电机组过负荷情况，如柴油发电机组过负荷超过限度或不能保证电动机自启动时，应在ATS动作时自动减负荷。
（2）保护加速
如果柴油发电机组投到故障上，应使其保护加速动作。
（3）熔断器熔断时的闭锁
低压启动部分中电压互感器二次侧的熔断器熔断时，ATS不应动作。
（4）防止TV二次断线误动
工作母线失压时还必须检查工作电源无流，才能启动备自投，以防止TV二次三相断线造成误动。
三、ATS装置的运行维护与常见问题
1. ATS装置的日常检查
（1）装置外观与接线检查
应定期检查ATS装置外观是否完好、接线是否牢固、各端子有无松动或氧化。装置长期处于备用状态，若接线松动，可能在需要动作时无法正确发出命令。
（2）定值与逻辑核对
应定期核对ATS装置的整定值与设计逻辑是否一致，尤其是在系统接线方式发生变化后，应及时复核逻辑是否仍然适用。
（3）指示与告警检查
检查装置面板指示是否正常、有无异常告警信息。若出现装置故障告警，应及时处理，避免装置在需要动作时失效。
2. ATS装置的定期试验
（1）模拟动作试验
应定期进行模拟动作试验，验证从工作电源断开到备用电源投入的全过程逻辑是否正确，动作时间是否在规定范围内。
（2）低电压启动试验
低电压启动部分是ATS动作的触发环节，应定期试验其动作值与返回值是否符合整定要求。
（3）只动作一次的验证
应验证ATS装置在动作一次后不会再次动作，确认合闸脉冲控制与准备时间设置正确。
（4）与备自投配合的试验
在多级备自投配置的系统中，应验证各级备自投之间的配合关系，避免越级动作或同时动作。
3. ATS装置常见问题
（1）误动
误动常见原因包括TV二次断线、低电压定值偏低、逻辑设置不当等。工作母线失压时必须检查工作电源无流才能启动备自投，正是为了防止TV二次断线造成的误动。
（2）拒动
拒动常见原因包括辅助动断触点接触不良、合闸回路断线、装置定值设置不当等。辅助动断触点是启动合闸部分的关键环节，若接触不良会使ATS无法动作。
（3）多次动作
若合闸脉冲控制不当或准备时间设置过短，可能出现多次动作。这会对系统造成反复冲击，应通过整定与试验予以避免。
（4）动作时间过长
动作时间过长会使负荷停电时间延长，影响电动机自启动。应检查低电压启动部分的响应速度与合闸回路的动作时间。
4. ATS装置的维护建议
（1）纳入定期检修计划
应将ATS装置纳入机组或变电站的定期检修计划，按周期进行检查与试验，避免装置长期不动作而失去可用的状态。
（2）记录试验数据
每次试验应记录动作时间、动作值、返回值等数据，形成装置档案，便于后续对比与判断。
（3）系统变化后及时复核
当系统接线、负荷性质或运行方式发生变化时，应及时复核ATS装置的逻辑与定值，确保其仍然满足运行要求。
（4）备品备件的准备
对易损部件如辅助触点、继电器等，宜按机型备存相应备件，减少因备件不足造成的停运时间。
总结
本文围绕柴油发电机组自动投入装置的作用、分类与基本要求展开，说明ATS装置是当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将柴油发电机组或备用设备投入工作，使用户迅速恢复供电的自动控制装置。按备用方式可分为明备用与暗备用两种，前者有明确断开的备用设备，后者由分段母线通过分段断路器实现互为备用。采用ATS可提高供电可靠性、节省建设投资，简化继电保护，并限制短路电流、提高母线残余电压，因而在厂用电源、站用电源、双电源变电站、备用变压器及重要辅机等场合得到广泛应用。其意义在于：ATS虽形式多样、接线各异，但均应满足四项基本要求，即工作电源断开后才动作、母线失压均应动作、只能动作一次、动作时间应使停电时间尽可能短。理解每项要求的目的与实现措施，如由辅助动断触点启动合闸、设置独立低电压启动部分、控制合闸脉冲时间与准备时间、合理确定动作时间范围，并在动作时校验过负荷、采取自动减负荷与保护加速等措施，有助于在配电系统设计与运行中正确配置ATS装置，避免将备用设备投入到故障元件上或造成误动。同时，将ATS装置纳入定期检修与试验计划，检查接线与定值、开展模拟动作与低电压启动试验、记录试验数据并在系统变化后及时复核，可以避免误动、拒动、多次动作与动作时间过长等常见问题，从而在保证安全的前提下实现连续可靠供电。
----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com
