安科瑞 劉邁

摘 要：隨著電力需求的不斷增加，電力系統(tǒng)供電可靠性要求越來越高，許多供電系統(tǒng)已具備兩回或多回供電線路。備用電源自動(dòng)投入裝置可以有效提高供電的可靠性，該類裝置能夠在工作電源因故障斷開后，自動(dòng)且迅速地將備用電源投入到工作或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上。本文介紹的AM5SE-B高壓備自投裝置，針對(duì)該工程兩市電進(jìn)線一母聯(lián)兩柴發(fā)系統(tǒng)特殊定制程序并接入現(xiàn)場(chǎng)原二次回路，對(duì)該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)分段備投+柴發(fā)備投的備自投功能，能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、安全性和供電質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。

關(guān)鍵詞：可靠性；備用電源自動(dòng)投入；備自投裝置

1、項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為在某部隊(duì)變電站10kV部分改造工程，項(xiàng)目主要內(nèi)容為在原保護(hù)二次回路中增加備自投裝置控制，以實(shí)現(xiàn)在主供電源發(fā)生失壓或者故障時(shí)候進(jìn)行備用電源切換，保證重要負(fù)荷的持續(xù)供電。備自投裝置在部隊(duì)項(xiàng)目中有著非常重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①供電連續(xù)性與高可靠性：部隊(duì)項(xiàng)目對(duì)供電連續(xù)性要求很高，一旦停電可能會(huì)影響指揮通信、戰(zhàn)備換崗等關(guān)鍵任務(wù)，備自投裝置可以在主電源故障時(shí)，快速自動(dòng)切換至備用電源（另一路進(jìn)線或者柴油發(fā)電機(jī)），提高供電的可靠性；②提升應(yīng)急響應(yīng)能力：在突發(fā)情況下，主電源可能受損或者被切斷，備自投裝置可根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯自動(dòng)投入備用電源，無需人工干預(yù)，縮短恢復(fù)供電時(shí)間，保障關(guān)鍵負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行；③降低管理成本：備自投裝置減少了人工切換電源的工作量，尤其是在多電源的大型基地中，可以顯著降低人員工作量，節(jié)約人力資源成本；④不同情況下供電方式切換：

本工程的備自投裝置以及備自投屏柜由安科瑞電氣制造并提供屏柜內(nèi)接線，中環(huán)電氣有限公司負(fù)責(zé)完成現(xiàn)場(chǎng)剩余改造施工及原二次回路至備自投屏柜的接線。

該項(xiàng)目10kV供電系統(tǒng)主要由兩路35kV/10kV站用變進(jìn)線，一母聯(lián)以及兩路柴發(fā)進(jìn)線組成，具體項(xiàng)目一次系統(tǒng)圖已簡(jiǎn)化如圖1所示。QF1和QF2為主用進(jìn)線，平時(shí)母聯(lián)QF12斷開，兩路站用變進(jìn)線分列運(yùn)行，兩柴發(fā)進(jìn)線QFY1、QFY2作為站用變進(jìn)線的備用。我司用一臺(tái)備自投裝置屏采集兩路站用變進(jìn)線、兩路柴發(fā)電壓、各斷路器位置及原10kV各進(jìn)線母聯(lián)保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)并集成對(duì)5個(gè)斷路器的分合閘控制出口，實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV系統(tǒng)的備自投投切控制。

圖1 10kV一次系統(tǒng)圖

2、備自投方案

本項(xiàng)目備自投裝置采集兩路站用變進(jìn)線電壓電流、兩路柴發(fā)進(jìn)線電壓以及5個(gè)斷路器位置，需要實(shí)現(xiàn)的備自投功能如下：

1）正常運(yùn)行時(shí)，兩路站用變進(jìn)線QF1、QF2合閘，母聯(lián)QF12、和兩路柴發(fā)進(jìn)線QFY1、QFY2分閘，兩路進(jìn)線分列運(yùn)行。當(dāng)備自投裝置檢測(cè)到此時(shí)電壓、電流及斷路器位置狀態(tài)無誤時(shí)，經(jīng)延時(shí)，備自投進(jìn)入充電狀態(tài)。

2）僅進(jìn)線1電壓異常時(shí)

①　       當(dāng)#1站用變異常時(shí)，備自投裝置檢測(cè)到進(jìn)線1無壓無流，則斷開#1進(jìn)線斷路器QF1，然后備自投合母聯(lián)斷路器QF12，由#2帶整段母線負(fù)載運(yùn)行。

②　       當(dāng)備自投裝置檢測(cè)到進(jìn)線1電壓恢復(fù)，備自投充電準(zhǔn)備恢復(fù)由#1進(jìn)線供電。充電完成后，備自投斷開母聯(lián)斷路器QF12，合上進(jìn)線1斷路器QF1，恢復(fù)兩路進(jìn)線分列運(yùn)行。

3）僅進(jìn)線2電壓異常時(shí)

①　       當(dāng)#2站用變異常時(shí)，備自投裝置檢測(cè)到進(jìn)線2無壓無流，則斷開#2進(jìn)線斷路器QF2，然后備自投合母聯(lián)斷路器QF12，由#1帶整段母線負(fù)載運(yùn)行。

②　       當(dāng)備自投裝置檢測(cè)到進(jìn)線2電壓恢復(fù)，備自投充電準(zhǔn)備恢復(fù)由#2進(jìn)線供電。充電完成后，備自投斷開母聯(lián)斷路器QF12，合上進(jìn)線2斷路器QF2，恢復(fù)兩路進(jìn)線分列運(yùn)行。

4）進(jìn)線1及進(jìn)線2電壓均異常

①　       備自投裝置檢測(cè)到進(jìn)線1和進(jìn)線2無壓無流時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)兩柴發(fā)自啟動(dòng)，備自投裝置跳開兩路站用變進(jìn)線QF1、QF2。

②　       確認(rèn)兩路站用變進(jìn)線和母聯(lián)跳開后，備自投裝置檢測(cè)兩路柴發(fā)進(jìn)線電壓：

a.                      兩柴發(fā)進(jìn)線均有壓

備自投裝置檢測(cè)兩路柴發(fā)進(jìn)線均有壓，備自投裝置判兩路柴發(fā)正常啟動(dòng)，然后備自投裝置合柴發(fā)1進(jìn)線QFY1、柴發(fā)2進(jìn)線QFY2，由兩柴發(fā)分別為I段母線、II段母線負(fù)載供電。

市電進(jìn)線1先恢復(fù)時(shí)，斷開兩路柴發(fā)，然后依次合進(jìn)線1斷路器和聯(lián)絡(luò)斷路器，由進(jìn)線1帶整段母線負(fù)載運(yùn)行；

市電進(jìn)線2先恢復(fù)時(shí)，斷開兩路柴發(fā)，然后依次合進(jìn)線2斷路器和聯(lián)絡(luò)柜斷路器，由進(jìn)線2帶整段母線負(fù)載運(yùn)行；

市電進(jìn)線1、市電進(jìn)線2同時(shí)恢復(fù)時(shí)，斷開兩路柴發(fā)，然后合進(jìn)線1、進(jìn)線2斷路器，恢復(fù)兩路進(jìn)線分列運(yùn)行。

b.                      柴發(fā)QFY1有壓，柴發(fā)QFY2無壓

備自投裝置檢測(cè)QFY1柴發(fā)進(jìn)線有壓，QFY2柴發(fā)進(jìn)線無壓，備自投裝置判1號(hào)柴發(fā)正常啟動(dòng)，2號(hào)柴發(fā)故障，然后備自投裝置合柴發(fā)1進(jìn)線QFY1和母聯(lián)QF12，由柴發(fā)1供整段母線。

市電進(jìn)線1先恢復(fù)時(shí)，斷開柴發(fā)QFY1，然后合進(jìn)線1斷路器，由進(jìn)線1帶整段母線負(fù)載運(yùn)行；

市電進(jìn)線2先恢復(fù)時(shí)，斷開柴發(fā)QFY1，然后合進(jìn)線2斷路器，由進(jìn)線2帶整段母線負(fù)載運(yùn)行；

市電進(jìn)線1、市電進(jìn)線2同時(shí)恢復(fù)時(shí)，斷開柴發(fā)QFY1和聯(lián)絡(luò)柜斷路器，然后合進(jìn)線1、進(jìn)線2斷路器，恢復(fù)兩路進(jìn)線分列運(yùn)行。

c.                      柴發(fā)QFY2有壓，柴發(fā)QFY1無壓

備自投裝置檢測(cè)QFY2柴發(fā)進(jìn)線有壓，QFY1柴發(fā)進(jìn)線無壓，備自投裝置判2號(hào)柴發(fā)正常啟動(dòng)，1號(hào)柴發(fā)故障，然后備自投裝置合柴發(fā)2進(jìn)線QFY2和母聯(lián)QF12，由柴發(fā)2供整段母線。

市電進(jìn)線1先恢復(fù)時(shí)，斷開柴發(fā)QFY2，然后合進(jìn)線1斷路器，由進(jìn)線1帶整段母線負(fù)載運(yùn)行；

市電進(jìn)線2先恢復(fù)時(shí)，斷開柴發(fā)QFY2，然后合進(jìn)線2斷路器，由進(jìn)線2帶整段母線負(fù)載運(yùn)行；

市電進(jìn)線1、市電進(jìn)線2同時(shí)恢復(fù)時(shí)，斷開柴發(fā)QFY2和聯(lián)絡(luò)柜斷路器，然后合進(jìn)線1、進(jìn)線2斷路器，恢復(fù)兩路進(jìn)線分列運(yùn)行。

圖2  備自投運(yùn)行狀態(tài)表

3、產(chǎn)品方案

該項(xiàng)目是在10kV配電房?jī)?nèi)新增組屏備自投裝置并接入現(xiàn)場(chǎng)原有控制回路中。該配電房10kV系統(tǒng)共有兩路站用變進(jìn)線，一個(gè)聯(lián)絡(luò)及兩路柴發(fā)進(jìn)線，配置一臺(tái)AM5SE-B高壓備自投裝置在廠內(nèi)生產(chǎn)組屏安裝接線，然后到現(xiàn)場(chǎng)后再引電壓、電流及開入量信號(hào)和控制電源至屏柜端子，并由備自投裝置對(duì)5個(gè)斷路器進(jìn)行分合控制。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)二次原理圖繪制屏柜接線二次圖、端子排，供生產(chǎn)組屏和現(xiàn)場(chǎng)接入提供資料。

裝置背部端子設(shè)計(jì)方案如圖2.1所示，X1.17~X1.20端子接入進(jìn)線1電壓，X1.21~X1.24端子接入進(jìn)線2電壓，X1.25~X1.26端子接入柴發(fā)1電壓，X1.27~X1.28接入柴發(fā)2電壓。

圖3.1  AM5SE-B備自投裝置背部端子圖

4、屏柜方案及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

本項(xiàng)目AM5SE-B高壓備自投保護(hù)裝置安裝在備自投屏柜上，在廠內(nèi)組屏完成部分端子接線及預(yù)留外引線端子，發(fā)往現(xiàn)場(chǎng)后再按圖紙接入電流、電壓、斷路器位置等開入信號(hào)并將對(duì)應(yīng)出口接入控制的各斷路器分合閘回路。

該方案經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試后，已投入運(yùn)行。

5、結(jié)語

我國(guó)的電力供應(yīng)主要依靠國(guó)家電網(wǎng)供電，電力缺口也在不斷變大，尤其在用電高峰期缺電現(xiàn)象嚴(yán)重，為此很多大型企業(yè)便自建電廠或配備發(fā)電機(jī)。備用電源自動(dòng)投入裝置，可以保證電源的不間斷供電并提高供電的高可靠性，目前已經(jīng)成為現(xiàn)代配電工程中保護(hù)和控制回路的重要部分。本文介紹的工程項(xiàng)目使用AM5SE-B高壓備自投保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)了不同的供電方式的切換。不但提高了供電的可靠性，使整個(gè)配電工程實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化，還有效地降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力資源。