利用REF615F綜保進行6 kV變電所備自投改造

梁海生

利用REF615F綜保進行6 kV變電所備自投改造

梁海生

（茂名石化熱電分部電氣二車間，廣東 茂名 525000）

隨著石油化工裝置的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，對供電可靠性的要求也越來越高，一次停電對連續(xù)生產(chǎn)的石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)、效益影響越來越大，更有可能發(fā)生火災爆炸等次生事故。如何更快更好地提高石油化工企業(yè)供電可靠性，是亟待解決的課題。論述了利用原有綜保進行備自投改造的實例，提供了一種解決供電可靠性難題的有效途徑。

備自投；低電壓保護；綜保裝置；邏輯編程

1 問題引出

某石油化工公司港口35 kV變電站為港口輸油站輸油供電，35 kV進線架空線路全長10 km，沿線地形復雜，曾經(jīng)多次因架空線路接地、短路故障停電，導致輸油站停止輸油，極大影響了安全生產(chǎn)。該變電站35 kV、6 kV母線均采用單母分段接線方式，當單條35 kV外線路故障停電時，可以通過35 kV單電源進線帶兩段35 kV母線運行，或者通過單臺主變同時帶6 kV兩段母線運行，恢復系統(tǒng)供電。但是在設計之初，該變電站35 kV、6 kV開關柜均沒有安裝快切或備自投裝置，導致在外線路發(fā)生停電故障時，只能通過手動操作恢復6 kV母線送電，不能實現(xiàn)快速恢復送電，會造成輸油中斷、生產(chǎn)停產(chǎn)，對企業(yè)的安全生產(chǎn)影響很大。為了提高港口35 kV變電站的供電可靠性，計劃對該變電站進行母聯(lián)備自投或快切改造。

2 改造方向分析

如果將35 kV開關柜改造為具有快切或備自投功能的開關柜，該變電站35 kV的開關設備采用的是GIS組合開關，沒有多余的組合CT、PT利用進行改造，如果更換成套GIS組合開關，耗資巨大，經(jīng)濟性差。

如果將6 kV開關柜改造為具有快切或備自投功能的開關柜，重新購買快切或備自投裝置，通過設計和施工，改造的費用將近20萬元，費用較高。

當前公司正在大力提倡“節(jié)約一分錢，管理到精細”，首要考慮的是如何節(jié)約成本、如何快速實現(xiàn)備自投功能，最好是在利用原有綜保裝置的基礎上進行改造，實現(xiàn)備自投 功能。

3 利用原有綜保裝置改造的可行性分析

REF615饋線保護測控裝置專為公用和工業(yè)配電系統(tǒng)中饋線的保護、控制、測量、監(jiān)視和信息記錄而設計，可用于輻射型、環(huán)型或網(wǎng)絡型配電網(wǎng)絡。該系列產(chǎn)品提供多種標準配置，REF615F具有電壓保護、頻率保護、方向過流保護和方向接地保護功能。通過檢查，6 kV開關柜原有的REF615F綜保裝置，已經(jīng)使用了過流保護功能、低電壓保護功能，綜保裝置部分輸入輸出端子未使用。

通過分析可以確定：可以利用原有REF615F綜保裝置P03、P04、S02、S03、S04等備用端子，進行邏輯編程、線路改造，增加6 kV開關柜備自投功能，只需要300元的控制線材料費，即可用最低成本、最短時間提高系統(tǒng)供電的可靠性，為可行方案。

4 母聯(lián)備自投功能介紹

母聯(lián)備自投用于2路電源的自動快速互投。一般用在雙電源系統(tǒng)中，2臺進線電源柜供電時母聯(lián)不投入，在1路電源進線停電時分斷，并可自動投入母聯(lián)開關，實現(xiàn)1路電源帶動系統(tǒng)的所有設備。

備自投動作過程：2路進線開關柜中，當檢測到本側電源失壓，備自投保護啟動跳本側開關，確認本側開關跳開后，同時檢測兩側電源進線側電壓，有一側電壓正常，則合母聯(lián)開關。

備自投保護必須在充電完成后才能動作，而充電完成的條件包括母聯(lián)開關處于工作位置、處于分閘位置、兩側至少一側電源電壓正常、進線開關有電且進線開關處于合位。

5 母聯(lián)備自投功能的實現(xiàn)條件、動作、退出分析

5.1 正常運行條件

分段斷路器602處于分位置，進線斷路器609、610均處于合位置；母線均有電壓；備自投投入開關處于投入位置。

5.2 啟動條件

方式一：II段備用I段，I段母線無壓，1#進線無流，II段母線有壓。

方式二：I段備用II段，Ⅱ段母線無壓，2#進線無流，I段母線有壓。

5.3 動作過程

啟動方式一：如果609斷路器處于合位置，則經(jīng)延時跳開609斷路器，確認跳開后合上602斷路器。

啟動方式二：如果610斷路器處于合位置，則經(jīng)延時跳開610斷路器，確認跳開后合上602斷路器。

5.4 退出條件

602斷路器處于合位置；備自投一次動作完畢；有備自投閉鎖輸入信號；備自投投入開關（壓板）處于退出位置。

6 對進線柜REF615F綜保裝置的低電壓保護定值核算

低電壓保護定值：dzj=50 V（二次線電壓），=2.3 s跳閘（投PT斷線閉鎖低電壓、三相同時低啟動）。對側35 kV線路重合閘時間為2 s，6 kV進線低電壓考慮與重合閘配合。即對側重合閘失敗啟動6 kV備自投，重合閘成功備自投不啟動，所以設定低電壓保護動作時間為2.3 s。

母線有壓：dzj=85 V（二次線電壓），=0.1 s，允許對側備自投。

PT斷線退低電壓保護。

7 母聯(lián)備自投功能實現(xiàn)條件、動作、退出的分析結果

保護定值核算，對609、610進線柜的REF615F綜保裝置進行邏輯編程，如圖1所示，對602母聯(lián)柜的REF615F綜保裝置進行邏輯編程，如圖2所示，使綜保裝置具備備自投功能。

圖1 進線柜REF615F綜保邏輯編程

圖2 母聯(lián)柜REF615F綜保邏輯編程

8 進線柜和母聯(lián)柜接線改造

進線柜增加“備自投跳閘壓板”，如圖3所示。

圖3 進線柜改造二次圖（云線范圍為改造部分）

母聯(lián)柜增加“1#進線備自投合閘”“2#進線備自投合閘”“備自投退出”壓板，用于備自投投退，增加敷設1#進線柜至母聯(lián)柜、2#進線柜至母聯(lián)柜電纜，將進線柜信號傳送至母聯(lián)綜保裝置，如圖4所示。

9 對備自投功能進行模擬試驗

9.1 對綜保的電流、電壓模擬量采集功能試驗

對進線、母聯(lián)綜保ABB REF615F進行模擬量采集測試，用繼保測試儀加入電壓、電流，在裝置測量畫面查看電流、電壓二次值與繼保測試儀的模擬量相匹配，一次值與經(jīng)CT變比計算后數(shù)值相匹配。

9.2 對綜保的開入開出功能試驗

對進線、母聯(lián)綜保ABB REF615F進行開入量測試，通過操作斷路器、壓板等發(fā)生的位置變化，查看綜保開入界面對應開入點狀態(tài)變化。

對綜保開出量進行試驗，進入出口測試，檢查出口對應控制回路是否正常。

注：注1引自1#進線柜；注2引自2#進線柜。

9.3 邏輯功能測試

驗證低電壓保護、PT斷線閉鎖、母線失壓備自投動作、斷路器誤跳備自投動作、過流閉鎖備自投、備自投僅動作一次、進線斷路器拒分備自投不動作、方式一合母聯(lián)、方式二合母聯(lián)。測試步驟為：①低壓電保護功能測試。三相電壓同時低于動作值，并且斷路器在合位，保護應動作。單相、兩相電壓同時低于動作值，并且斷路器在合位，保護不應動作。三相電壓同時低于動作值，并且斷路器在合位，電流大于有流值，保護應不動作。②母線失壓備自投動作測試。合上進線斷路器，投入相應的備自投壓板，通過繼保儀加正常電壓，使綜保滿足充電條件、充電時間，然后將本段母線電壓降至低電壓動作值，進線綜保低電壓保護應動作，“啟動備自投”指示燈亮，母聯(lián)斷路器合閘，母聯(lián)綜?！皞渥酝冻晒Α敝甘緹袅?。

9.4 進線斷路器誤跳備自投動作測試

備自投壓板在投入位，手動將進線斷路器跳開，同時將本段母線電壓降為0。進線綜?！皢觽渥酝丁敝甘緹魬c亮，母聯(lián)斷路器應合閘，母聯(lián)綜?！皞渥酝冻晒Α敝甘緹魬c亮。

9.5 進線過流閉鎖備自投測試

加電流超過過流值，進線綜保過流保護出口動作，進線斷路器跳開，同時將本段母線電壓降為0。進線綜?！皢觽渥酝丁敝甘緹魬涣?，母聯(lián)斷路器不動作。

9.6 備自投僅動作一次功能測試

將本段母線電壓降至低電壓值動作，進線綜保低電壓保護動作，“啟動備自投”指示燈亮。母聯(lián)斷路器合閘，母聯(lián)綜?！皞渥酝冻晒Α敝甘緹袅?。同時手動將母聯(lián)斷路器跳開，母聯(lián)斷路器應不再合閘。

9.7 進線斷路器拒分備自投不動作功能測試

退出進線柜“低電壓跳閘”壓板，將本段母線電壓降至低電壓值動作，進線綜保低電壓保護動作，進線、母聯(lián)斷路器應不動作。

9.8 備自投實際測試

確認需要停電的6 kV母線負荷已經(jīng)全部倒空，相應進線、母聯(lián)斷路器都在運行位置，進線斷路器在合位，相應的備自投壓板已經(jīng)投入。

9.9 方式一合母聯(lián)邏輯功能測試

用上游305斷路器將6 kV1#進線電源斷開，609斷路器處于合位置，則經(jīng)延時應自動跳開609斷路器，確認跳開后應自動合上602斷路器。

9.10 方式二合母聯(lián)邏輯功能測試

用上游306斷路器將6 kV2#進線電源斷開，610斷路器處于合位置，則經(jīng)延時應自動跳開610斷路器，確認跳開后應自動合上602斷路器。

10 結束語

至此，利用REF615F綜保進行的6 kV變電所備自投改造工作全部完成，設備投入使用，從2016年改造投用以來，經(jīng)歷3次外線路故障停電、電力波動，備自投均動作成功，提高了港口輸油站的供電可靠性，保障了安全生產(chǎn)。通過改造，鍛煉了職工的技能水平，提高了職工處理復雜問題的自信心，強化了職工們“節(jié)約一分錢，管理到精細”的理念，可謂一舉多得。同時，把這次改造的成功經(jīng)驗應用到其他3個輸油站變電站，均取得了成功。

［1］李文.ABB配電自動化：REF615饋線保護繼電器［J］.電力系統(tǒng)裝備，2009（1）：64.

［2］劉冬梅，張興義，金啟超.可編程序技術用于微機保護的備自投裝置［J］.電氣時代，2006（12）：119-121.

2095－6835（2020）06－0072－03

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.025

〔編輯：張思楠〕