母联分段备自投（精选四篇）
母联分段备自投 篇1
一方面需满足民航运输发展的巨大需求, 另一方面空域结构未得到根本性的改善, 随着航班量的突飞猛进, 民航空管的运行保障压力与日俱增。在空管行业近乎苛刻的安全要求———99.98%的设备正常保障率的高标准下, 设备运行保障的压力可想而知, 而供配电又是所有设备运行的动力之源, 更是设备保障的安全之基, 因此管制中心、一/二级管制单位对应的航管楼、塔台应满足空管一级供电保障要求:需从两个稳定可靠的独立电源分别引入一路供电专线, 每一路供电容量均需满足台站所有负荷需求, 且留有冗余[1]。按此规范配置的供电方案已具备了备自投的前提条件。
1 备自投原理
备用电源自动投入装置, 是当工作电源因故障断开以后, 能自动迅速地将备用电源投入运行或将负荷切换到备用电源上去, 从而使负荷不至于被停电的一种自动装置, 简称备自投。备自投的主要形式有进线备自投、分段备自投、母联备自投、变压器备自投[2]。本文将结合某空管站实际供配电方案, 主要讨论低压母联备自投方式, 实际应用中一般由母联断路器及其控制线路组成。
预设进线一断路器为1DL, 进线二断路器为2DL, 母线分段断路器为3DL, 母联备自投接线示意图如图1所示。
1.1 正常运行条件
(1) 分段断路器3DL处于分位置, 进线断路器1DL、2DL均处于合位置;
(2) 母线均有电压;
(3) 备自投投入开关处于投入位置。
1.2 启动条件
(1) Ⅱ段备用Ⅰ段:Ⅰ段母线无压, 1DL进线一无流, Ⅱ段母线有压;
(2) Ⅰ段备用Ⅱ段:Ⅱ段母线无压, 2DL进线二无流, Ⅰ段母线有压。
1.3 动作过程
对启动条件 (1) :
若1DL处于合位置, 则经延时跳开1DL, 确认跳开后合上3DL;
若1DL处于分位置, 则经延时合上3DL。
对启动条件 (2) :
若2DL处于合位置, 则经延时跳开2DL, 确认跳开后合上3DL;
若2DL处于分位置, 则经延时合上3DL。
1.4 退出条件
(1) 3DL处于合位置;
(2) 备自投一次动作完毕;
(3) 有备自投闭锁输入信号;
(4) 备自投投入开关处于退出位置。
1.5 备自投装置应满足要求
(1) 只有在工作电源跳闸断开后, 备用电源方可投入;
(2) 备自投装置投入备用电源断路器必须经过延时;
(3) 备自投装置只能投入一次, 以防系统受到冲击而扩大事故;
(4) 备自投装置应具备闭锁功能, 以防备用电源投入到故障器件上而扩大事故。
2 母联备自投应用分析
有如图2所示供电方案, 正常运行时, 配电室从国家电网不同线路接入10 k V两条进线, 每一进线通过变压器降压后各带一段低压分列运行, 进线开关901、902、401 (1QF) 、402 (2QF) 处于闭合位置, 母联开关400 (3QF) 在断开位置, 两段低压母线互为备用, 平时各自带载运行。
在进线二供电正常的前提下, 若出现:进线一失电, 或1#变压器退出检修, 或其他故障最终导致1QF开关欠压分闸, 则母联备自投动作, 将母联分段断路器自动投入, 使得母联开关3QF合闸导通, 形成由进线二通过2QF、3QF开关继续向Ⅰ段母线供电, 而保障Ⅰ段母线上的负载继续用电。母联备自投投入后的示意图如图3所示。
3 母联备自投应用案例及优化
3.1 母联备自投案例分析
某配电室采用图2设计的供电方案, QF1、QF2、QF3开关采用通用电气的M-PACT空气断路器, 两台进线柜和一台联络柜电气联锁, 正常情况下QF1、QF2运行, QF3备用。当任意一端变压器停止运行时, 相应的断路器 (QF1、QF2) 分闸, 母联开关QF3再合闸。任何时候不得同时闭合QF1、QF2、QF3, 三个断路器的电气闭锁逻辑关系如下:
从图4分析, 309端子所在的控制火线同时从两路进线取电, 以进线一为例, 一旦进线一失电, 则1QF中常闭触点恢复常闭, 309、313端点间线路导通, 因313、315线路上串入按钮开关ST, 在按钮开关ST未按下前, 313、315端点间不能连通, 315不能得电, 则合闸回路不能控制3QF合闸。若此时人工手动按下按钮开关ST, 315得电从而使得合闸回路工作控制3QF断路器合闸, 实现母联备自投投入。由此分析可看出, 图4中母联开关需人工至现场手动操作按下按钮ST方能实现母联开关合闸, 并不是完全意义上的自动投入, 在边远配电室或无人值守台站, 这样手动投切的方式不够及时有效, 存在较大的局限性, 也容易导致空管设备用电安全方面的不利影响。
3.2 母联备自投案例优化设计
3.2.1 优化思路
在实际运行中也确实出现过因外部电网的原因导致进线一或进线二失电的情形。在大流量、高风险的空管严峻形势下, 我们不得不重新考虑优化这种母联分段备自投的方式, 在原有手动投切的基础上加入自动投切的选择可极大地降低供电中断的风险。因此, 着手对图4中313—315之间连接线路进行优化改造。
3.2.2 优化电路设计
从图5分析, 两进线正常, Ⅰ、Ⅱ段母线正常时, 图5中1QF、2QF的常闭触点因1QF、2QF得电而保持分断, 3QF所示的触点因其未得电而保持常闭状态。由图4可知, 在进线一、二不同时失电的前提下, 图5中309端子始终带电。
以进线一故障失电为例:
(1) 转换开关KK预置为“手动”位置时, 转换开关KK①、②直通:进线一故障断电—1QF触点恢复常闭/1KA2恢复常闭—313得电—KK①、②连通—手动按下ST—1KA2、1QF因常闭得电—315得电—C1得电—合闸回路得电—母联断路器3QF合闸—母联断路器手动投入—Ⅰ段低压通过母联开关得电。
(2) 转换开关KK预置为“自动”位置时, 转换开关KK③、④直通:进线一故障断电—1QF触点恢复常闭/1KA2恢复常闭—313得电—KK③、④连通—3QF因常闭导通—延时继电器KT (线圈) 得电—KT常开触点延时后闭合—1KA2、1QF因常闭得电—315得电—C1得电—合闸回路得电—母联断路器3QF合闸—母联断路器自动投入—Ⅰ段低压通过母联开关得电。
母联备自投动作投入, Ⅰ段低压得电后, 1QF、1KA2常闭触点因得电而转为常开状态, 此后任意按下ST均不能再次手动合闸3QF, 从而确保母联断路器只能投入一次。
正常运行时, 即1QF、2QF均合闸运行时, 因两路接线均正常通电, 图5中1QF、2QF和1KA2、2KA2常闭触点均在分断位置, 而使313、315所控制的合闸回路不能得电, 从而控制3QF无法合闸, 达到1QF、2QF、3QF的电气互锁目的。
4 母联备自投运行注意事项
按照图5对原母联断路器二次控制回路进行优化改造, 转换开关KK采用型号:LW12-16 9.0617.2, 延时继电器采用型号:ABB CT-ERE 0.3~30 s AC 220 V, 延迟时间设置为10 s, 中间继电器KA采用型号:ABB K6-22Z AC 220 V。改造完成后进行断电测试, 结果表明达到了母联分段备自投自动投入的效果。但母联备自投的日常运行管理中还需特别注意以下问题:
(1) 在投入运行前, 必须做备自投装置的实际带开关跳闸、合闸试验, 不能用简单的模拟试验来代替, 还应注意对备自投闭锁逻辑的试验。
(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。
(3) 备自投的动作时间:低压元件动作后延时跳开工作电源, 其动作时间应大于本线路电源侧后备保护动作时间和线路重合闸时间的和。
(4) 备自投只能动作一次, 且需自动退出, 两路进线电源恢复正常后, 值班人员需至现场重新整定投入。
(5) 日常运行应注意检查母联开关上备自投的位置是否置在“自动”位置。
(6) 巡检时检查运行回路的低电压继电器应处于动作状态, 控制电源正常且无其他异常现象。
(7) 每年应定期调校中间继电器和时间继电器。检查继电器内部和外部各接线端子及外部连线应牢固可靠, 动、静触点应牢固无损, 动作时应灵活、可靠。
5 结语
随着我国民航的快速发展, 空管设备规模不断扩张, 空管安全运行不容丝毫闪失, 空管运行对空管设备的依赖程度倍增, 连续、稳定、可靠的供电保障, 是空管设备安全运行的基础, 这就对供配电的可靠性提出了更高的要求, 尤其是对不间断供电的要求显得更加突出。
供配电在各个领域也正不断向自动化、智能化的目标迈进。随着智能电网和微机备自投等技术的出现, 备自投与其他保护、安全自动装置之间的配合关系也将变得更加复杂, 需要从业人员不断总结经验, 密切与生产厂家的技术沟通, 并根据供配电的实际结构, 分析备自投的动作原理, 采取优化、合理的解决方案, 以确保故障情况下备自投装置能够可靠、快速地正确动作, 切实降低供电中断的风险。
因笔者水平所限, 错误在所难免, 敬请各位批评指正。
摘要：为实现两路进线供电, 任一路进线均可带载全部负荷运行的前提下, 通过母联备自投提高供电可靠性的目的, 结合低压母联备自投原理, 分析了某供配电方案, 并对母联备自投进行了优化改造, 在母联断路器手动投入的基础上实现了自动投入功能, 切实进一步提高了供电可靠性。
关键词：低压系统,母联备自投,应用,优化
参考文献
[1]中国民用航空局空管行业管理办公室, 中国民用航空局空中交通管理局.IB-TM-2015-005民航空管通信导航监视设施设备供配电配置指导材料[S], 2015:3.
母联分段备自投 篇2
【关键词】母联;备自投;自投装置;倒闸
1.西安地铁二号线供电系统介绍
西安地铁二号线采用110kV/35kV两级电压集中供电方式，在行政中心、会展中心设2座地下式主变电站，每座主变电站各带三个供电分区，供电分区内再经35kV环网电缆将车站变电所环串成供电网络；在第三供电分区末端所设置35kV联络开关与第四供电分区末端所相连，实现两个主站之间的联系。主变电站110kV侧采用内桥接线方式，35kV侧采用单母线分段接线方式。如图所示。
2.西安地铁二号线各变电站（所）设计原则
西安地铁二号线供电系统除2座主变电站设置有人值班外，其它各所均为无人值班设计，35kVGIS开关柜母联自投装置正常都在投入位，且在综合自动化后台PSCADA操作系统中未设计母联自投装置投切功能。
35kVGIS开关柜母联备自投的逻辑关系为：两路进线断路器在合闸位，母联断路器在分闸位，母联两侧的隔离开关在合位，自投装置在投入位，两段母线均有压，此时如果一条进线失压，则启动自投程序：跳失压线路断路器，合母联断路器。开关柜保护动作（线路差动保护除外）将闭锁备自投动作，PT MCB在分位闭锁母线失压。
3.35kVGIS母联备自投存在问题
3.1当进行倒闸操作（遥控、就地操作）时，涉及到倒闸作业的各变电所均要派人到现场将自投装置退出，才能够进行倒闸，否则母联自投，这样既影响了运行方式的灵活性，违背了无人值班设计的初衷，也加大了供电车间的任务量；再者进行倒闸操作（遥控、就地操作）时，即便自投装置在投入位，母联也不应该动作。
3.2每个供电分区内的各个变电所间的母联自投装置中没有设计时间阶梯（失压时间均为3秒）。这样如果一个变电所（每个供电分区末端所除外）一段失压后，其后面带的各个变电所都出现母联自投的情况，故障段来电后，也不能自复（自动恢复到故障前的运行方式）这样，不仅严重影响设备正常的运行方式，而且容易扩大事故范围。
例如：电源引入所A1所Ⅰ段进线失压后，本所母联自投，其后所带的各变电所（A2、A3、A4所）母联均自投，此时如果第二所（A2所）II段进线再发生故障，第三所（A3所）、第四所（A4所）均全所失压，扩大了事故范围；如果只有电源引入所A1所母联自投，即便第二所II段进线再发生事故，不会影响Ⅰ段的正常运行，第三所、第四所均能正常供电。
4.存在问题解决方案
4.1母联备自投问题解决方案
方案一：在母联自投逻辑中增加进线断路器遥控、就地位置操作闭锁功能，这样就进行倒閘操作（遥控、就地）时，就不会出现母联备自投的问题，并且可以有效防止误操作。
方案二：在PSCADA操作系统中增加自投装置投入、撤除的软压板，软压板与35kV开关柜本体自投装置均在投入位时，才启动自投装置，其它情况均不启动，也能避免上述问题。但要注意：进行倒闸操作前，一定要将自投装置的软压板或本体自投装置撤出运行。
通过比较，方案二比方案一运行方式更灵活，且对35kV开关柜母联备自投逻辑改动较少，更利于实现，故采用方案二。
4.2母联自投时间阶梯问题建议解决方案
设置时间阶梯，按照供电分区的电源引入所、第二所、第三所、第四所的顺序，备自投装置启动时间应该依次适当延长，保证母联备自投动作的选择性、正确性，确保安全可靠供电。注意：第五供电分区按照E1所、E2所、E3所的顺序设置母联自投阶梯，E1所、E4所的时间阶梯按照E1所、E2所的设置，这样既保证了选择性同时又保证了速动性。
5.结束语
综上所述，通过对35kV开关柜母联备自投逻辑的改造，对同一供电分区的各35kV变电所母联自投装置设置时间阶梯，不仅确保了母联备自投动作的正确性，更重要的是确保了地铁更安全、更可靠、更稳定的运行。■
【参考文献】
母联分段备自投 篇3
助剂厂用电属于一类负荷, 如果这类负荷突然停电, 将会造成人身伤亡和重大经济损失, 所以保证其供电的可靠性和连续性显得尤为重要。助剂厂二套甲乙酮装置于2009年9月建成投产, 维护人员发现其母联备自投无法正常投入运行, 造成生产隐患, 必须及早改正。所谓“知己知彼, 百战不殆”, 只有详细了解助剂厂变配电室供配电系统的原理及特点, 才有可能对其进行改进和完善, 建立起一个保证其正常运行的供配电系统。于是着重分析了母联备自投装置的原理和作用, 以及对配电室进行改造的过程和效果。改造后的供电系统满足助剂厂需要, 能够实现备自投装置的功能作用, 保证了助剂厂用电的可靠性。
1 母联备自投装置概述
备自投是备用电源自动投入使用装置的简称。备用电源自动投入装置的作用是当正常供电电源因供电线路故障或电源本身发生事故而停电时, 它将负荷自动、迅速切换至备用电源上, 使供电不至中断, 从而确保生产装置正常运行, 把停电造成的经济损失降到最低程度。为了保证供电系统的可靠性, 大部分高压电力系统中常采用母联备自投进行保护, 而低压电力系统母联备自投保护是近年来在高压系统母联备自投成熟运行经验基础上发展而来的, 其动作可靠性、保护灵敏性均有在高压系统中实际运行的考验和借鉴。一般来说, 低压电力系统中母联备自投常采取两种方式实现, 一是采用常规继电器线路实现;二是采用可编程序控制器 (PLC) 实现。
2 助剂厂二套甲乙酮配电室母联备自投装置的改造及应用
2.1 助剂厂二套甲乙酮配电室概述
助剂厂3万t/a二套甲乙酮装置于2009年9月建成投产, 是兰州石化公司一个重点大型建设项目, 对企业产业化进程具有重要的推动作用。二套甲乙酮配电室内的供配电装置随生产装置由承包单位进行设计配置。该低压配电室内电气主接线采用的是单母线分段的接线方式, 四段母线两两互为备用, 所带设备为电容器组和电动机, 相邻两母线之间的母联开关上都设有备自投装置, 均采用手动投复方式。
2.2 助剂厂二套甲乙酮配电室母联备自投改造及应用
2.2.1 原设计存在的问题
1) 由二套甲乙酮母联原理设计图可知, 母联柜上无自动投入, 采用的是手动投复方式, 不能将一、二段电源并列, 不具有备自投功能, 发生故障时, 装置必须将进线所带负荷全部停运后, 手动进行倒闸操作方能完成备用电源投入。不能及时有效的投入备用电源, 将造成生产装置的大面积停车, 对正常的生产产生较大影响, 造成直接的经济损失, 如图1所示。
2) 维护人员在日常对某一段进线配电柜清扫时, 不能将负荷安全的转移 (没并列运行的功能) , 必须将该进线上所带的所有负荷全部停甩后, 手动投入母联开关, 将备用电源投入, 达不到并联的要求, 造成供电的中断, 无法保证供电持续, 从而确保正常运行。
3) 若母联断路器QF上安装的失压检测元件安装在进线断路器之前, 并且没有考虑二次电压回路断线对备自投的影响, 只有当进线失压时, 才可能起动失压延时装置;若进线断路器QFl或QF2误跳, 进线仍有电压, 但母线已失压时, 失压延时装置不能起动, 达不到失压保护应有的作用, 应将电压检测元件安装在进线断路器后端。
2.2.2 优化设计改进思路
助剂厂二套甲乙酮配电室低压系统采用的是单母线分段运行方式。根据配电室的实际情况, 确立如下设计原则:
1) 当某一段进线跳闸后, 而另一段母线的电压符合要求时, 母联均应自投, 使备用电源自动投入, 以确保不停电地对负荷供电。
2) 若上一级母线失电, 应先让上一级母联自投, 自投失败后再启动本低压母联备自投。
3) 保证母联只自投一次。当工作母线发生故障时, 备用电源第一次投入后, 故障仍然存在, 继电保护装置动作, 将备用电源跳开, 此时故障母线又失压, 若再次将备用电源投入, 就会扩大事故, 对系统造成不必要的冲击。
4) 当两段进线全失电时, 备用电源自动投入装置应退出工作, 以避免不必要的动作, 因为在这种情况下, 即使动作也没有意义。当供电电源消失或系统发生故障造成工作母线与备用母线同时失去电压时, 备用电源自动投入装置也不应动作, 以便当电源恢复时仍由工作电源供电。为此, 备用电源必须能够有压鉴定。
5) 正常停电操作时母联备自投不应起动, 因为此时工作电源不是因故障而退出运行, 备用电源自动投入装置应予闭锁。
2.2.3 具体改造方案及步骤
1) 改造目的
PLC式母联备自投装置可靠性高, 精度高, 智能化程度高, 自适应能力强, 综合功能强, 但是成本费用高, 损坏后不易修复, 维护困难, 操作复杂。而由传统的继电器组成的母联备自投装置, 原理简单, 接线方便, 成本费用低, 发生故障后易处理。因此, 在助剂厂二套甲乙酮低压供电系统中, 采用常规继电器式的母联备自投装置。针对原系统中母联备自投和低电压保护存在的问题, 对其进行改造的主要目的是:
(1) 对母联柜接线重新设计, 安装备用电源自动投入控制电路, 确保电路动作准确, 安全可靠。
(2) 设计安装过流闭锁控制回路, 防止将电源再次误投入到故障点, 造成二次故障。
(3) 设计安装欠压延时跳闸回路, 防止电压晃动时母联备自投误动作。
2) 利用断路器设计的低压母联自投方案
(1) 主回路部分 (如图2所示)
①考虑到失电时应先让上一级自投动作, 故在控制主回路中利用1FV1～3电压继电器检测低电压, 并进行适当延时。由于1FV1～3的常开触点串接在进线控制回路中, 故当有一相保险熔断时不会引起控制回路动作。
②中间继电器3KA用来控制电源切换, 一进线电源为常用电源, 失电后, 控制电源由另一进线电源提供。
(2) 控制回路部分 (如图3、4所示)
①两段母线分别正常供电, 断路器1QF、2QF合闸, 其常闭触点断开, 常开触点闭合 (此时分段断路器3QF断开) , 1FV1～3电压继电器受电常开触点闭合, 常闭触点断开, 1KT时间继电器不动作。
②当1#电源失电时, 1FV1～3失电, 其常闭触点闭合。此时2#电源有电, 2FV1～3的常开触点仍是闭合的, 所以时间继电器1KT接通。经过一段延时后, 接通断路器1QF的跳闸线圈及时间继电器1KT1。
③1QF跳闸后, 其辅助常闭触点1QF闭合, 1KT1受电瞬时闭合, 2号电源工作正常2QF常开触点闭合, 过流闭锁继电器1KA不动作, 常闭触点闭合, 母联QF闭锁自动投入。
④当1#进线发生稳定性故障时, 1QFG过流电子脱扣器动作, 电流继电器1KA受电动作, 常开触点闭合, 1HY故障指示灯亮, 断路器状态传感器BSS动作, 1QF跳闸, 在母联备自投中由于1KA辅助常闭触点断开, 保证了母联不会自动投入到故障点上, 造成更大的事故发生。
⑤在保护的时间配合上, 1KT通电延时时间应长于上一级母联备自投延时时间, 一是保证上一级自投不成功才进行低压自投, 二是避免电压波动造成母联误动作;1KT1延时时间应用母联断路器QF合闸时间一致, 保证母联备自投只动作一次;一、二段进线采用短路短延时, 而母联则采用短路瞬时。以便投入故障点时能瞬时跳开母联而不致影响另一段的正常供电。
(3) 运行调试 两进线及母联断路器的额定电流按变压器额定电流选择, 进线过电流脱扣器采用“过载长延时+短路短延时”组合方式;母联过电流脱扣器采用“过载长延时+短路瞬时”组合方式, 操作电压选择交流220V。
调试时按如下步骤进行:
①将自投转换开关置于“手动”位, 操作控制开关应能实现对进线及母联分别进行控制。
②将自投开关置于“自动”位, 分别停一段或二段变压器电源, 进线及母联均应能正确动作。
③停上一级某一段电源, 上—级母联应自投而低压母联不动作。若上一级母联因故障不动作, 低压母联应动作。
3) 具体改造实施步骤
(1) 将原设计中的母联互锁触电控制线路拆除。
(2) 安装失压延时继电器控制线路。
(3) 安装1、2段断路器过流闭锁控制回路。
(4) 安装手动、自动切换开关。
3.2.4 预期效果
改造后的备自投电源:
1) 手动位置: (1) 能够完成正常倒闸操作; (2) 相邻两电源可以并列运行。
2) 自动位置:当上一级电源发生故障时, 备自投电源能够自动将“热备用”电源投入运行。
3) 改造后的母联备自投装置, 安全可靠, 动作灵敏, 准确无误。
4 结论
该系统改造后投用, 运行平稳, 没有发生任何与控制系统软、硬件有关的故障, 提高了可靠性, 达到了预先的改造目的, 极大的保证了供电系统的安全可靠性, 为机组安、稳、长周期运行提供了有力的保证。
参考文献
[1]简克良.电力系统分析[M].成都:西南交通大学出版社, 1993.
[2]梅俊涛.企业供电系统及运行[M].北京:中国电力出版社.
母联分段备自投 篇4
随着现代社会的进步, 人们对电力供应的可靠性提出了越来越高的要求。提高电网及其设备运行的可靠性以及提高事故转电操作的速度和有效性都能有效地提高供电可靠性。
备自投装置是一种进行自动转电操作的设备, 已被电力供应部门和重要电力用户广泛采用。备自投装置一般可在秒级及以下时间内, 将事故停电用户切换到完好电网系统中, 从而快速而有效的保证了供电的连续性。此快速性是人工转电操作所不能比拟的。
同时, 随着计算机的进步和应用, 备自投装置的功能日趋完善, 同时结构趋向简单化, 从而使运行、维护和调试工作相对变得简单和方便。因此, 相对人工操作, 备自投装置在转电操作的准确性和有效性方面也非常有优势。
综上, 备自投装置相对人工操作在转电操作的准确性、有效性和快速性方面都有优势, 在综合考虑技术条件、电网条件、经济效益和社会效益的情况下, 应该考虑在电网中适当设置备自投装置。
2 备自投方式
不同的电网结构, 适用不同方式的备自投装置。以下对在我国比较常见的几种备自投方式进行简介。
10k V分段开关备自投方式:应用于包括110k V和220k V变电站。对单元接线方式的变电站 (包括110k V系统桥型接线, 桥开关断开运行方式的变电站) , 他可在主变、110k V线路及上一级系统引起的单台主变停电时, 自动将该主变的10k V负荷转至另一台主变供电;对其他接线和运行方式的变电站, 此备自投方式在主变自身故障跳闸时起转供电作用, 防止主变故障引起的10k V母线失压。
110k V分段 (母联、桥) 开关备自投方式:应用于正常方式下110 k V桥开关热备用运行的桥型接线方式的110 k V变电站, 以及正常方式下110 k V分段或母联开关热备用运行的母线接线式变电站。目前, 综合考虑各种运行因素, 深圳电网的110k V变电站正常均采用110k V母线并列运行的方式, 南澳站也采用110k V桥开关运行的方式。因此, 目前深圳电网可以以暂时不考虑应用此方式的备自投装置。
110k V进线备自投方式:应用于有2回及以上110V线路电源, 且正常运行方方式下1供1备运行方式的110k V变电站, 包括110V系统母线接线方式的变电站站及桥型接线方式的变电站。目前深圳电网网110k V变电站为此类接线及运行方式。
3 备自投装置对电网条件的要求
10k V分段开关备自投方式:要求求110k V主变具有有足够的备用容量, 否则则装置应具备减载功能, 并根据电网和负荷荷情况定期或自动设定好减载负荷量及减减载的对象。
110k V进线备自投方式:110k V线线路具备N+1运行条件, 即备自投投上的的110k V线路的上级110k V线路应具备再再带该110k V变电站容量的条件, 否则装置置应考虑兼备过负荷减载功能, 并根据电网网和负荷情况定期或自动设定好减载负荷荷量及减载的对象;备用线路应本侧开关热热备用运行, 对侧开关对线路充电运行, 否否则应加装远方合闸装置及具备通信通道道条件;备用线路热备用侧开关的选择还需需与继电保护整定方案结合考虑, 因为考虑虑缩小保护动作时间和整定配合的需要, 继继电保护整定对一些充电运行线路的开关关断开侧经常有限定。
本文将重点介绍10k V分段开关备自自投方式, 主要分析有无负荷均分功能的区区别, 并给出10k V备自投动作过程。同时, 对备自投在现场工作的几个关键问题进进行分析, 并给出有意义的改进措施。
4 10k V分段开关备自投工作逻辑
4.1 典型10k V分段开关备自投工作作逻辑
图1为深圳电网220k V及110k V变变电站变低10k V的典型接线方式。输入量量及定值说明如下。Ⅰ段母线电压:1MUabb, 1MUbc;ⅡA段母线电压:2MUabb, 2MUbc;ⅡB段母线电压:3MUabb, 3MUbc;Ⅲ段母线电压:4MUab4MUbc;501进线电流:1LIa;5022AA进线电流:2LIa;502B进线电流:3LIaa;503进线电流:4LIa;Uh1:有压定值;K2:判母线电压消失比例定值;Iws:无无流定值;tS1:充电延时时间定值;tS2:跳跳开工作电源开关延时时间定值;tS3:合上上备用电源开关延时时间定值;tS4:等待备备自投结果延时时间定值;依照上述接线方方式, 备自投工作运行方式共有以下六种。以方式一和方式三为例, 整个备投过程进进行说明。
4.2 运行方式一 (带负荷均分功能) ) :
501、502A、502B、503开关在合位;521、532开关在分位;532负荷均分压压板投入
充电条件:501、502A、502B、503开关合位;521、532分位;备自投功能压板投入;532负荷均分压板投入;Ⅰ段、ⅡA段、ⅡB、Ⅲ段母线均三相有压 (≥Uh1) 。满足上述条件, 且延时时间大于等于tS1, 充电完成, 开放备自投功能。
放电条件:501、502A、502B、503开关任一处于分位;521或532合位;两段及以上母线电压同时消失 (
装置起动:1LIa
跳501开关:1LIa
合532开关:501分位;1MUab&1MUbc
合521开关:501分位;532合位;1MUab&1MUbc
判断备自投结果:1MUab&1MUbc≥Uh1、2MUab&2MUbc≥Uh1;3MUab&3MUbc≥Uh1;4MUab&4MUbc≥Uh1;521及532合位。满足上述条件, 且延时时间大于等于tS4后, 发备自投成功信号;若在延时时间tS4内上述两条件均不满足, 则发备自投失败信号。
4.3 运行方式三 (不带负荷均分功能) :501、502A开关在合位;521开关在分位
充电条件:501、502A开关合位;521分位;备自投功能压板投入;Ⅰ段、ⅡA段母线均三相有压 (≥Uh1) 。满足上述条件, 且延时时间大于等于t S1, 充电完成, 开放备自投功能。
放电条件:501、502A开关任一处于分位;521合位;Ⅰ段或ⅡA段母线电压同时消失 (
装置起动:2LIa
跳502A开关:2LIa
合521开关:502A分位;2MUab&2MUbc
判断备自投结果:1MUab&1MUbc≥Uh1、2MUab&2MUbc≥Uh1;521合位。满足上述条件, 且延时时间大于等于tS4后, 发备自投成功信号;若在延时时间tS4内上述两条件均不满足, 则发备自投失败信号。
其他方式同理。
5 对于10k V备自投的几点思考
5.1 KKJ (合后位继电器) 的应用
操作回路里的KKJ继电器是一个双圈磁保持的双位置继电器。该继电器有一动作线圈和复归线圈, 当动作线圈加上一个“触发”动作电压后, 接点闭合。直至复归线圈上加上一个动作电压, 接点才会返回。
合后位置接点在二次控制回路里主要有两个作用:一是启动事故信号;二是启动保护重合闸。这两个作用都是通过位置不对应来实现的。KKJ位置和开关实际位置对应不起来, 开关的TWJ (跳闸位置) 接点同“合后位置”接点串联就构成了不对应回路。在二次控制回路里, KKJ接点主要用在下列几方面:开关位置不对应启动重合闸;手跳闭锁重合闸;手跳闭锁备自投;开关位置不对应产生事故信号。
如2.1备自投工作逻辑所述, 人工切除工作电源时, 备自投装置放电, 就是通过在备自投装置引入KKJ接点实现的。
5.2 变低后备保护闭锁备自投
根据规定10k V线路非直接接地系统遇到单相故障时, 可以继续运行1至2个小时, 所以10k V母线没有专门的母线保护, 而是用变低后备保护来延时切除母线故障。当变低后备保护动作时, 说明母线上发生了故障, 如果此时启动备自投, 会使故障扩大, 所以在变低后备保护动作时, 必须给备自投一个信号将其闭锁。
5.3 分合开关的顺序
在“运行方式一”下, Ⅰ母失压, 要先断开501, 再合532, 最后合521。原因是, 先分开501, 以保证上级的故障不会扩大到10k V侧, 并保证在备自投动作后故障不会扩大到10k V其他母线, 此时若501已经被保护切除, 备自投检测到501在分位, 则自动进行下一步即合532;由于是负荷均分方式, 所以先合上532, 使#2、#3主变变低先并列, 此时两主变带三段母线运行, 再合521用两主变带四段母线运行;如果先合521, 则一段时间内会使#2主变单独带三段母线, 大大增加了过负荷运行的可能, 增加对设备的损害, 同时引起切负荷造成供电可考虑降低。
5.4 不宜并列运行的两台主变的负荷均分方式
还是在“运行方式一”下, 如果#2、#3主变的变比不相同或百分比阻抗不相同, 并列运行时会影响变压器的输出功率, 因此在备自投动作后, 可由调度选择远程遥控断开502B, 由#2主变带Ⅰ母、ⅡA母, 由#3主变带ⅡB母、Ⅲ母, 以此来达到负荷均分的效果。
6 总结
本文给出了典型接线电网中, 10k V备自投的原理, 着重说明了有无负荷均分功能动作逻辑的区别。最后, 对现场中常见的几个关键点进行分析讨论, 并给出了相应的改进办法。
参考文献
[1]黄华, 汤向华.备自投闭锁的讨论[J].农村电气化.2011 (04)
[2]江苏华瑞泰科技股份有限公司《GFWK-J型智能备用电源自投装置柜技术及使用说明书》
[3]潘书燕, 吕良君等.一种适用于安全稳定控制系统的备用电源自投装置[J].电力自动化设备.2007 (02)