某水電廠廠用電備自投裝置技術改造

黃麗娟

（江西贛能股份有限公司居龍潭水電廠，江西 贛州 341000）

關健詞：廠用電；備自投裝置；控制方式；技術改造

0 引 言

水電廠廠用電系統是保障發電機組安全穩定運行的必要條件。無論發電機在運行還是處于備用狀態，均需要保證廠用電的安全穩定。因此，一般中型以上的水電廠廠用電系統均采用雙回路供電（甚至三回路）。雙回路之間配置聯絡開關，當其中某一回路失去電壓時，將另一回路快速切換，確保廠用電不間斷。為了實現雙回路電源的自動切換而設置的自動裝置，即備用電源自動投入裝置（以下簡稱備自投裝置）。

某水電廠的備自投裝置在運行過程中發現，其邏輯流程設計不合理問題。本文通過闡述其控制流程，對存在的問題進行分析，提出了改進方法，并對裝置進行改造，最終簡化了外部設備，提高了裝置的可靠性[1]。

1 改造前的邏輯原理

1.1 改造前的運行方式

該水電廠廠用電系統由三段母線組成（如圖1所示）：0.4 kV Ⅰ段母線、0.4 kV Ⅱ段母線和0.4 kVⅢ段母線。正常運行時，1DL、1ZKK合位，2DL、2ZKK均合位，3ZKK、4ZKK、5ZKK（施工變電站外來電源）在分位，1號備自投切換把手1ZB、2號備自投切換把手2ZB均在投入位置。0.4 kV Ⅲ段母線不帶電，且Ⅰ、Ⅱ段母線分段運行。

廠用電系統備用電源自動投入系統分成兩個區，并配置兩臺相互獨立的備自投裝置。

一區控制（1號備自投）邏輯原理：參與控制的開關有1DL、1ZKK、3ZKK、5ZKK、1號備自投切換把手1ZB。

圖1 廠用電系統圖

二區控制（2號備自投）邏輯原理：參與控制的開關有2DL、2ZKK、4ZKK、5ZKK、切換把手2ZB。

工作方式：

（1）當0.4 kV Ⅰ段母線電壓三相低壓（取自1TV）或無壓、0.4 kV Ⅱ段母線有壓（取自1TV）、則經延時跳1ZKK，確認1ZKK跳閘后（1ZKK在跳位且有1TA無流），1號備自投裝置通過邏輯判斷合上3ZKK，2號備自投裝置通過邏輯判斷合上4ZKK。

同理，當0.4 kVⅡ段母線電壓三相低壓（取自2TV）或無壓、0.4 kV Ⅰ段母線有壓（取自1TV）、則經延時跳2ZKK，確認2ZKK跳閘后（2ZKK在跳位且有2TA無流），1號備自投裝置通過邏輯判斷合上3ZKK，2號備自投裝置通過邏輯判斷合上4ZKK。

（2）當檢測到0.4 kV Ⅰ段進線有壓（取自3TV）、0.4 kV Ⅱ段母線有壓，1號備自投裝置通過邏輯判斷跳開3ZKK，確認0.4 kV Ⅰ段母線無壓后，合上1ZKK。

當檢測到0.4 kV Ⅱ段進線有壓（取自4TV）、0.4 kVⅠ段母線有壓，2號備自投裝置通過邏輯判斷跳開4ZKK，確認0.4 kV Ⅱ段母線無壓后，合上2ZKK。

（3）正常情況下，5ZKK不參與判斷。當線路跳閘時，兩段10 kV母線全部停電，廠用電全部失電，5ZKK由變電站外來電源供電，使得0.4 kV Ⅲ段母線帶壓，1號備自投裝置邏輯判斷合上3ZKK，2號備自投裝置邏輯判斷合上4ZKK。

1.2 改造前存在的不安全因素

自投裝置有兩套且有兩個切換把手，程序中采集的開關量和模擬量判斷量太多，且參與被控制的設備較多，事故發生概率增加，使得整個流程既復雜又不安全可靠。特別是將外來電源5ZKK參與自投控制，經常造成備自投動作不可靠，無法保障廠用電系統的可靠切換。

運行人員在進行倒閘操作時，備自投的切換把手1BZ、2BZ切換錯誤（只要有一個把手切換錯誤）或人員的疏忽，都可能造成備自投邏輯動作錯誤，使得一個電源點接入兩路電源，導致斷路器一次觸頭短路燒壞（在倒閘過程中碰到過此類問題，將5ZKK一次觸頭當場燒壞）。

當斷路器位置信號誤動或模擬量信號斷線時，應該動作的不動作，不應該動作的卻動作，因兩套備自投之間信號通信，致使不能相互閉鎖，使得事故擴大。

2 改造后的邏輯原理

2.1 改造后備自投運行方式

一套備自投裝置和一個切換把手1BZ控制整個廠用電系統的電源切換工作。備自投裝置不將4ZKK作為流程判斷的條件和控制開出，只是一常閉開關。3ZKK參與重要控制和邏輯判斷。外來電源5ZKK不參與備自投控制（該外來電源自身也不可靠，僅作為臨時電源），如需外來電源供廠用電，人為手動控制[2]。

采用的自投方式有三種——母聯自投進線恢復、進線恢復和進線互投，邏輯原理圖如圖2所示。

2.2 改造后備自投

采用以上三種方式不但滿足備自投自動動作的要求，三種運行方式之間互不干擾，而且減少了開關設備（4ZKK、5ZKK不參與控制）的操作次數，提高了斷路器的使用壽命。

裝置的輸入的開關量和模擬量明顯減少，接線簡單，且4ZKK、5ZKK不參與判斷和控制，使得邏輯更加簡單明了，流程安全可靠，不可能出現環形供電事故。

自投裝置只有一套裝置和一個切換把手1BZ，人為操作錯誤不易發生，增加了安全系數。

圖2 邏輯原理圖

3 結 論

通過一年多的運行表明，采用現方式的廠用電備自投裝置，安全、可靠、使用方便、操作簡單，彌補了之前原控制方式的不足，為發電廠的可靠穩定運行提供了強有力的保障。