安科瑞 徐赟杰

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，針對該工程兩市電進線一母聯(lián)兩柴發(fā)系統(tǒng)特殊定制程序并接入現(xiàn)場原二次回路，對該項目現(xiàn)場實現(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行的可靠性、安全性和供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班。

關(guān)鍵詞：可靠性；備用電源自動投入；備自投裝置

01項目概況

本項目為在某部隊變電站10kV部分改造工程，項目主要內(nèi)容為在原保護二次回路中增加備自投裝置控制，以實現(xiàn)在主供電源發(fā)生失壓或者故障時候進行備用電源切換，保證重要負(fù)荷的持續(xù)供電。備自投裝置在部隊項目中有著非常重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①供電連續(xù)性與高可靠性：部隊項目對供電連續(xù)性要求很高，一旦停電可能會影響指揮通信、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，快速自動切換至備用電源（另一路進線或者柴油發(fā)電機），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)邏輯自動投入備用電源，無需人工干預(yù)，縮短恢復(fù)供電時間，保障關(guān)鍵負(fù)荷持續(xù)運行；

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)場剩余改造施工及原二次回路至備自投屏柜的接線。

該項目10kV供電系統(tǒng)主要由兩路35kV/10kV站用變進線，一母聯(lián)以及兩路柴發(fā)進線組成，具體項目一次系統(tǒng)圖已簡化如圖1所示。QF1和QF2為主用進線，平時母聯(lián)QF12斷開，兩路站用變進線分列運行，兩柴發(fā)進線QFY1、QFY2作為站用變進線的備用。我司用一臺備自投裝置屏采集兩路站用變進線、兩路柴發(fā)電壓、各斷路器位置及原10kV各進線母聯(lián)保護裝置的保護動作信號并集成對5個斷路器的分合閘控制出口，實現(xiàn)對10kV系統(tǒng)的備自投投切控制。

圖1 10kV一次系統(tǒng)圖

02備自投方案

本項目備自投裝置采集兩路站用變進線電壓電流、兩路柴發(fā)進線電壓以及5個斷路器位置，需要實現(xiàn)的備自投功能如下：

1）正常運行時

兩路站用變進線QF1、QF2合閘，母聯(lián)QF12、和兩路柴發(fā)進線QFY1、QFY2分閘，兩路進線分列運行。當(dāng)備自投裝置檢測到此時電壓、電流及斷路器位置狀態(tài)無誤時，經(jīng)延時，備自投進入充電狀態(tài)。

2）僅進線1電壓異常時

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

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

3）僅進線2電壓異常時

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

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

4）進線1及進線2電壓均異常

①備自投裝置檢測到進線1和進線2無壓無流時，現(xiàn)場兩柴發(fā)自啟動，備自投裝置跳開兩路站用變進線QF1、QF2。

②確認(rèn)兩路站用變進線和母聯(lián)跳開后，備自投裝置檢測兩路柴發(fā)進線電壓：

a.兩柴發(fā)進線均有壓

備自投裝置檢測兩路柴發(fā)進線均有壓，備自投裝置判兩路柴發(fā)正常啟動，然后備自投裝置合柴發(fā)1進線QFY1、柴發(fā)2進線QFY2，由兩柴發(fā)分別為I段母線、II段母線負(fù)載供電。

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

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

市電進線1、市電進線2同時恢復(fù)時，斷開兩路柴發(fā)，然后合進線1、進線2斷路器，恢復(fù)兩路進線分列運行。

b.柴發(fā)QFY1有壓，柴發(fā)QFY2無壓

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

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

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

市電進線1、市電進線2同時恢復(fù)時，斷開柴發(fā)QFY1和聯(lián)絡(luò)柜斷路器，然后合進線1、進線2斷路器，恢復(fù)兩路進線分列運行。

c.柴發(fā)QFY2有壓，柴發(fā)QFY1無壓

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

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

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

市電進線1、市電進線2同時恢復(fù)時，斷開柴發(fā)QFY2和聯(lián)絡(luò)柜斷路器，然后合進線1、進線2斷路器，恢復(fù)兩路進線分列運行。

圖2 備自投運行狀態(tài)表

03產(chǎn)品方案

該項目是在10kV配電房內(nèi)新增組屏備自投裝置并接入現(xiàn)場原有控制回路中。該配電房10kV系統(tǒng)共有兩路站用變進線，一個聯(lián)絡(luò)及兩路柴發(fā)進線，配置一臺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)場后再引電壓、電流及開入量信號和控制電源至屏柜端子，并由備自投裝置對5個斷路器進行分合控制。同時根據(jù)現(xiàn)場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)場接入提供資料。

裝置背部端子設(shè)計方案如圖2.1所示，X1.17~X1.20端子接入進線1電壓，X1.21~X1.24端子接入進線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

04屏柜方案及現(xiàn)場調(diào)試

本項目AM5SE-B高壓備自投保護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)場后再按圖紙接入電流、電壓、斷路器位置等開入信號并將對應(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)場測試后，已投入運行。

05結(jié)語

我國的電力供應(yīng)主要依靠國家電網(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。備用電源自動投入裝置，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)代配電工程中保護和控制回路的重要部分。本文介紹的工程項目使用AM5SE-B高壓備自投保護裝置實現(xiàn)了不同的供電方式的切換。不但提高了供電的可靠性，使整個配電工程實現(xiàn)了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強度，節(jié)省人力資源。