厂用电快切与备自投装置区别及原理详解
快切和备自投最大的区别就是快切是双向的——具有正常工况下备用电源与工作电源间的双向切换，及事故或非正常工况下工作电源向备用电源的单向切换；而备自投是单向的——只能有工作切至备用。另外有一点就是快切在手动和并联切换是要考虑频率差、电压差、相角差小于一定的值等等。具备正常手动切换功能， 该功能由手动起动，在DCS或装置面板上均可操作。本方式是双向的，既可由工作电源切换至备用电源，也可由备用电源切换至工作电源。
1.并联自动手动起动切换，如并联切换条件满足要求，装置先合备用（工作）电源开关，经一定延时后再自动跳开工作（备用）电源开关。如果在该段延时 内，刚合上的备用（工作）电源开关被跳开，则装置不再自动跳开工作（备用）电源开关。如果手动起动后并联切换条件不满足，装置将立即闭锁且发闭锁信号，等 待复归。
2.并联半自动手动起动切换，如并联切换条件满足要求，装置先合备用（工作）电源开关，而跳开工作（备用）电源开关的操作由人工完成。如果在规定的 时间内，操作人员仍未断开工作（备用）电源开关，装置将发告警信号。如果手动起动后并联切换条件不满足，装置将立即闭锁且发闭锁信号，等待复归。
注意：
a. 手动并联切换只有在两电源并联条件满足时才能实现，并联条件可在装置中整定。
b. 两电源并联条件满足是指：① 两电源电压差小于整定值；② 两电源频率差小于整定值；③ 两电源相角差小于整定值；④ 工作、备用电源开关任意一路在合位，另一路在分位；⑤ 目标电源电压大于所设定的电压值；⑥ 6KV母线TV正常。
备自投、快切的工作原理及运行
概述
备自投是备用电源自动投入的简称，它的作用是当工作电源由于某故障断开后，迅速地将备用电源投入，使用户不会因为单条供电线路故障而影响生产（尤其对于煤矿供电系统），从而提高供电系统的稳定性。
目录
1.备自投的作用及要求
2.备自投的工作原理
3.备自投的运行
4.快切与备自投
5.快切相关知识
1.备自投的作用及要求
作用：
提高供电可靠性，快速恢复变电站供电。
降低投资（减少环网供电，多台变压器的投资）。
简化继电保护整定配合的复杂性。
要求：
应保证在工作电源或设备断开之后，才投入备用电源或设备。
失去供电电源后，自动投入装置应保证备用电源开关只动作一次。
应有PT二次断线的闭锁装置，当电压回路异常失压时，备用电源自动投入装置不应误动作。
备用电源有电压正常的监视回路，工作电源应有电压消失的判别回路。
当变电站母线故障时，备自投应该闭锁，不动作。
类型：
进线备自投：母线上的两条电源进线正常时一条工作，一条备用，当工作线路因故障跳闸，造成母线失去电压时，备自投动作将备用线路投入。
分段备自投：两段母线正常时均投入，分段断路器断开，两段母线互为备用，当一段母线因电源进线故障造成母线失去电压时，备自投动作将分段断路器自动投入。
变压器备自投：两台变压器，一台工作，一台备用，当工作变压器故障，母线失去电压时，备自投动作将备用变压器自动投入。
2.备自投的工作原理
（1）备自投的备用方式：
明备用：若正常运行时，一条进线带一段母线，通过母联带另一段母线并列运行，另一条进线作为备用电源，此时为进线备自投，两条进线之间的备用，则为明备用。
暗备用：若正常运行时，一条进线带一段母线，另一条进线带另一段母线分列运行，母联作为备用电源，此时为母联备自投，进线与母联之间的备用，则为暗备用。
（2）备自投的接入：
装置引入两段母线电压（Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2），用于有压、无压判别。引入两段进线电压（Ux1、Ux2）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。每个进线开关各引入一相电流（I1、I2），是为了防止PT三相断线后造成自投装置误投，也是为了更好的确认进线开关已跳开。
装置引入电源1、电源2和分段开关的位置接点（TWJ）或断路器的辅助接点（常开），用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作。如果是电源进线，直接引1DL、2DL的位置即可；
引入了电源1、电源2和分段开关的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的手跳闭锁。如果是电源进线，直接引1DL、2DL的合后接点KKJ即可；分段开关的TWJ和KKJ可以从装置自身操作回路引入，也可以通过辅助参数整定从外部引入。
另外还分别引入了闭锁方式1自投，闭锁方式2自投，闭锁方式3自投、闭锁方式4自投和自投总闭锁5个闭锁输入。
装置输出接点有跳电源1、电源2各两付同时动作的接点。用于跳开1DL（或Ⅰ母需要联跳的开关）、2DL（或Ⅱ母需要联跳的开关）。输出合电源1、电源2各两付独立动作的接点，用于1DL和2DL分时合闸。输出跳、合3DL的动作接点，可接装置自身操作回路，也可以用外部的操作回路。输出三轮过负荷减载各两付接点。还有三付备用出口接点，可以整定输出。
备自投装置的背板图
（3）备自投方式1动作原理
1#进线运行，2#进线备用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位。当1#进线电源因故障或其他原因被断开后，2#进线备用电源应能自动投入，且只允许动作一次。为了满足这个要求，设计了类似于线路自动重合闸的充电过程，只有在充电完成后才允许自投。
为了保证备自投只动作一次，引入了“充电”的概念，使用类似线路重合闸的充电问题来解决。在设备投运前每年试验传动应根据实际使用情况传动到位，才能保证备自投正确动作。当目前系统各项条件满足备自投投入时，令备自投充电状态为1， 只有充好电，在系统故障时，备用电源才能自动投入，而在备用电源投入之后，备自投自动放电，直到故障消除，满足下一次自投条件才会继续充电。这样就达到了备自投只能动作一次的目的。
充电条件：
1)Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，当2#线路电压检查控制字投入时，2#线路有压（Ux2）；
2) 1DL、3DL在合位, 2DL在分位。
经备自投充电时间后充电完成。备自投充电时间可在“装置整定-辅助参数”菜单中整定。
放电条件：
1) 当2#线路电压检查控制字投入时，2#线路无压（Ux2），经15S延时放电。无压门槛是：当线路额定电压二次值为100V时为Uyy；当线路额定电压二次值为57.7V时为Uyy*0.577；
2) 2DL合上经短延时；
3) 本装置没有跳闸出口时，手跳1DL 或3DL（即KKJ1或KKJ3变为0）（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；
4) 引至'闭锁方式1自投’和'自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；
5) 1DL，2DL，3DL的TWJ异常；
6) 1DL、1DLF、2DLF开关拒跳；
7) 整定控制字或软压板不允许2#进线自投；
动作过程：当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压起动定值)，Ux2有压，I1无流起动，经延时Tt1，两对电源1跳闸接点动作跳开电源1开关（1DL）、Ⅰ母需要联切的开关，电源2跳闸接点动作跳开Ⅱ母需要联切的开关。确认1DL跳开后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压合闸定值)或满足同期条件2（检同期2投入时），分别经Th1、Th2延时合电源2的两对合闸接点。
（4）备自投方式2动作原理
2#进线运行，1#进线备用，即2DL、3DL在合位，1DL在分位。当2#进线电源因故障或其他原因被断开后，1#进线备用电源应能自动投入，且只允许动作一次。其充放电条件与动作过程同方式1。
（5）备自投方式3动作原理
1#进线运行，2#进线运行，母联备用，即1DL、2DL在合位，3DL在分位。当1#进线电源因故障或其他原因被断开后，母联备用电源应能自动投入，且只允许动作一次。
充电条件：
1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；
2) 1DL、2DL在合位,3DL在分位。
经备自投充电时间后充电完成。
方式3--Ⅰ母失压:
放电条件：
1) 3DL在合位经短延时；
2) Ⅰ、Ⅱ母均无压（三线电压均小于Uwyqd），延时15S；
3) 本装置没有跳闸出口时，手跳1DL或2DL（KKJ1或KKJ2变为0）（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；
4) 引至'闭锁方式3自投’和'自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；
5) 1DL，2DL，3DL的TWJ异常；使用本装置的分段操作回路时，控制回路断线，弹
簧未储能（合闸压力异常）；
6) 1DL、1DLF开关拒跳；
7）整定控制字或软压板不允许Ⅰ母失压分段自投；
动作过程：当充电完成后,Ⅰ母无压（三线电压均小于无压起动定值）、I1无流，Ⅱ母有压起动，经Tt3延时后，两对电源1跳闸接点动作跳开1DL、Ⅰ母需要联切的开关。确认1DL跳开后，且Ⅰ母无压（三线电压均小于无压合闸定值）或满足同期条件3（检同期3投入时）经Th34延时合上3DL。
（6）备自投方式4动作原理
1#进线运行，2进线运行，母联备用，即1DL、2DL在合位，3DL在分位。当2#进线电源因故障或其他原因被断开后，母联备用电源应能自动投入，且只允许动作一次。其充放电条件与动作过程同方式3。
（6）备自投方式动作逻辑
备自投动作逻辑中设有闭锁条件、启动条件、检查条件。当启动条件全部满足，闭锁条件不满足时，动作出口，检查条件用于检测动作成功与否。
另外为了防止装置误动，在动作判别中设计有充电条件，只有充满电，才能开放出口逻辑。
备自投动作基本遵循的原则：
满足充电条件；
工作母线失压（非PT断线造成）；
检查有无其他外部条件闭锁备自投；
跳开与原工作电源连接的断路器，以免备用电源合闸于故障点；
检查备用电源是否合格，如满足要求则合上工作母线与备用电源相连接的断路器；
备自投只动作一次。
3.备自投的运行
备自投装置的运行原则：
（1）备用侧的电压应处于正常运行范围，备用设备应处于正常的准备状态下，备自投装置方可动作；
（2）工作电源侧的电压应低于预定数值，并且持续时间应大于预定时间，方可动作；
（3）备自投装置只允许备投一次，动作投于永久性故障的设备上时，应加速跳闸，闭锁备自投装置；
（4）逻辑回路应有PT断线闭锁功能，手动跳闸闭锁及保护闭锁功能；
（5）备自投装置动作后先追跳工作电源断路器，确认工作电源断路器断开后，备自投装置才能投入备用电源开关；
（6）整定时既保证追跳和自投的时间差合理、可靠，又保证失压时间短；
（7）站内如有两套及以上备自投装置，则各级备自投装置应相互配合；
（8）在两台电源设备（互为暗备用时）同时运行在重负荷情况下，如存在一台电源设备故障跳闸有可能造成另一台电源设备过负荷的情况时，可采取如下措施：
电流自投，通过电流的整定，允许变压器在一定负荷范围内备用自投；
负荷联切，即通过备自投装置动作后联切一部分负荷，同时应闭锁这些线路的重合闸。联切负荷时应根据负荷性质来整定，逐级切除非重要负荷；
（9）备用电源断路器上需装设相应的继电保护装置（如自动投入故障母线或故障设备的保护措施）并与上、下相邻的断路器保护相配合，以保证系统的稳定运行；
（10）调度部门应结合每年远切负荷、紧急事故拉闸序位表、低周方案等稳定措施确定各站备自投的方式，主要不允许使用备用电源自投装置将以上措施所切除的负荷恢复；
（11）站内如有有源线路（小水电、小火电）及调相机，则应在追跳运行开关的同时联切有源线路及调相机；
（12）站内如有无功补偿电容器则备自投启动后应联切电容器。如配置有低电压保护，也可以考虑由低电压保护切除电容器，但应考虑时间配合；
（13）站内母线上如有接地变压器带消弧线圈，应核算备自投动作后消弧线圈的脱谐度，如果有可能造成谐振过电压则应切除接地变压器。110kV及以上中性点有效接地的系统中，要防止备自投动作后，系统失去有效的中性点接地；
（14）新建变电站时，应配置低压分段和主变备投，根据接线形式，结合备自投导则确定是否需要配置进线和高压分断备投，低压分段和主变备投应能自适应，并由一套装置完成，备自投装置应具有合电流闭锁功能；
（15）备自投的投入方式应严格遵循电力企业标准。
运行中注意的问题：
（1）在变电站新投运时，必须做备自投装置的实际带开关跳、合试验，不能用简单的模拟试验来代替，模拟试验只能用来检测备自投装置的一般逻辑功能；
（2）备自投装置要完全独立于保护装置，不能影响保护的正确动作，其回路应避免与保护回路混杂。在进行备自投装置的逻辑试验时，首先要通过做安全措施，将备自投装置完全独立出来，以免试验时误动或拒动；
（3）备自投逻辑试验时，必须严格按照备自投逻辑进行，尤其应注意对备自投闭锁逻辑的试验；
（4）运行人员在投备自投装置时，应注意装置的充电标志，如有现场不能解决的异常情况，及时反映，以便迅速得到解决；
（5）需要停用备自投装置时，应先退出装置出口压板，再退出装置直流电源，最后退出装置交流电源。装置投运时，操作顺序恰恰相反。在此过程中，遇有装置异常情况，应慎重对待妥善处理。
现在，各变电站的运行方式调整为大分列，此时的备自投装置投入运行的条件只是在单台主变检修情况下投入运行，其它方式退出。
备自投装置处于未运行状态，应投入的压板：总闭锁自投压板、闭锁自投1压板、闭锁自投2压板、闭锁自投3压板、闭锁自投4压板。
主变检修，备自投投入运行，应投入的压板：闭锁自投1压板、闭锁自投2压板、跳进线1压板、跳进线2压板、合母联压板；退出总闭锁自投压板、闭锁自投3压板、闭锁自投4压板。
自投方式1和自投方式2是两个进线开关之间的明备用。
自投方式1是指：运行方式为：进线1和母联开关带35kVI、II段母线运行，当进线1发生异常或故障时，备自投动作，跳开进线1开关，合上进线2开关；
自投方式1动作条件：备自投充电良好、进线1无流、I母无压、II母无压。
自投方式2是指：运行方式为：进线2和母联开关带35kVI、II段母线运行，当进线2发生异常或故障时，备自投动作，跳开进线2开关，合上进线1开关；
自投方式2动作条件：备自投充电良好、进线2无流、I母无压、II母无压。。
自投方式3和自投方式4是通过母联开关实现I母、II母之间的暗备用。
自投方式3是指：运行方式为：进线1开关带35kVI段母线运行，进线2开关带35kVII段母线运行，当进线1发生异常或故障时，备自投动作，跳开进线1开关，合上母联开关；
自投方式3动作条件：备自投充电良好、进线1无流、I母无压、II母有压。
自投方式4是指：运行方式为：进线1开关带35kVI段母线运行，进线2开关带35kVII段母线运行，当进线2发生异常或故障时，备自投动作，跳开进线2开关，合上母联开关；
自投方式4动作条件：备自投充电良好、进线2无流、I母有压、II母无压。
4.快切与备自投
快切速度快，备自投速度慢，快切能够改善备用电源投入后厂用电机自启动的条件。
厂用电工作电源故障跳开后，厂用母线电压（残压）下降，频率下降，因为母线残压和备用电源电压不同期，BZT只有在残压下降到一定程度，一般30%额定电压的时候，才自投备用电源，这个时间比较长，且备投后启动电流大，容易造成过流再次跳闸，因此必须考低电压甩掉一些不重要负荷。
而快切装置内有同期回路，可以在第一时间自动找同期快速切换备用电源。
快切和备自投最大的区别就是快切是双向的——具有正常工况下备用电源与工作电源间的双向切换，及事故或非正常工况下工作电源向备用电源的单向切换；而备自投是单向的——只能有工作切至备用。另外有一点就是快切在手动和并联切换是要考虑频率差、电压差、相角差小于一定的值等等。
4.快切相关知识
上图为进线开关的快速切换，即母联开关CB3 始终合位，切换在CB1 和 CB2 之间双向进行。
当供电支路故障时，PCS-9655S 电源快速切换装置根据故障情况，跳开供电支路开关，合备用电源支路开关，两段母线均由无故障的电源支路供电，保证两段母线不失电。也可手动控制 CB1 和CB2的分合，进行供电电源支路的切换。
上图为分段开关的快速切换，即两段母线分别由各自供电电源支路供电，分支1 开关CB1、分支2 开关CB2 均闭合，母联开关 CB3 分位。当任一供电支路故障时，PCS-9655S 电源快速切换装置根据故障情况，跳开 CB1（或 CB2），合母联开关 CB3，两段母线均由无故障的电源支路供电，
保证两段母线不失电。也可手动控制CB1（或CB2）和CB3 的分合，进行供电电源支路的切换。
（1）正常手动切换
正常手动切换是指正常情况下进行的电源切换。通过装置屏幕菜单或控制台开关或ECS/DCS 系统手动起动切换，完成开关 CB1 与CB3 间的双向切换。
正常手动切换可以远方起动切换也可以就地起动切换。
切换过程简述如下：
1）并联自动切换
手动起动切换，并联切换条件满足时，合CB3(CB1)开关，延时满足“并联跳闸延时”定值，并确认CB3(CB1)开关合闸成功后，自动跳开 CB1(CB3)开关。
2）并联半自动切换
手动起动切换，并联切换条件满足时，合上CB3(CB1)开关，跳开CB1(CB3)开关的操作人工完成。若25s 内CB1 (CB3) 开关仍未跳开，装置告警闭锁；
无论上述哪种方式，并联切换条件均指：
(1)母线 1 与目标分支间压差<=“并联切换压差”定值；
(2)母线 1 与目标分支间频差<=“并联切换频差”定值；
(3)母线 1 与目标分支间相差<=“并联切换相差”定值；
(4)装置未闭锁。
若起动后并联切换条件不满足，装置将闭锁切换，等待复归。
3）串联切换
手动起动切换，发出跳 CB1(CB3)开关命令，待 CB1(CB3)开关跳开且切换条件满足时，合上CB3(CB1)开关。切换条件包括：快速切换、越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切换。快速切换不成功时自动转入越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切换。
快速切换条件为：起动切换后，母线 1 电压与目标分支电压的频差小于“快切频差”定值、相差小于“快切相差”定值时快速切换条件满足。
越前相角切换条件为：母线 1 电压与目标分支电压的相差等于“同捕越前相角”定值，且母线1 电压与目标分支电压的频差小于“同捕允许频差”定值时越前相角切换条件满足。
越前时间切换条件为：根据当前母线 1 电压与目标分支电压的频差及相角差，实时计算“**开关越前时间”定值设定的延时后母线 1 电压与目标分支电压间的相差，相差为零且且母线 1 电压与目标分支电压的频差小于“同捕允许频差”定值时越前时间切换条件满足。
残压切换条件为：当母线1 电压幅值低于“残压切换幅值”定值时，残压切换条件满足。
长延时切换条件为：在“长延时时间”定值设定的延时内，如果上述四种切换条件均不满足，则延时结束后长延时切换条件满足。
4）同时切换
手动起动切换，发出跳 CB1(CB3)开关命令，经定值“同时切换合闸延时”后，无论 CB1(CB3)开关是否跳开，切换条件满足时即发合CB3(CB1)开关命令。切换条件包括：快速切换、越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切换。快速切换不成功时自动转入越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切换。
（2）事故切换
事故切换是指由于分支故障而引起的切换。事故切换分为串联切换和同时切换两种方式。
（3）不正常切换
不正常切换分为以下几种情况：
1、母线失压切换；
2、线路无流切换 ；
3、开关偷跳切换。
（4）快切的切换模式
快速切换：在母线残压还没有下降之前, 投上备用电源。为了避免母线电压与备用电源电压相位差过大时进行切换的危险,快切装置具有在切换过程中非同期闭锁的功能,当不满足同期条件时,闭锁快速切换,转而进行同期捕捉。
同期捕捉：在母线电压还未大幅下跌之前,软件连续分析母线相差、频差值,通过对母线相位变化的实时计算分析,根据合闸所需时间,捕捉合闸时机,使得合闸完成时备用电源电压与母线电压的相位差接近0°。这样既减小了对厂用设备的冲击电流,又利于设备的自启动。同期捕捉切换的最大允许频差为6.0Hz。
残压切换：当快切和同捕不能满足时,当母线残压下降到设定电压时实现的切换为残压切换。经残压检定的慢速切换作为快速切换和同期捕捉的后备切换,以提高切换的成功率。
长延时切换：在某些情况下,母线上残压可能不容易衰减或残压切换参数设置不合理,可能会推迟或不再进行合闸操作。当检测到母线电压低于母线允许电压参数设定值时,装置启动长延时允许切换计时,当累计时间大于长延时时间设定值时,装置发出合闸命令,装置中的长延时切换是其他切换方式的后备补充。