基于DCS 邏輯組態的6KV 電源開關快速切換研究

師淑英

（ 河北大唐國際王灘發電有限責任公司，河北 唐山063611）

1 問題的提出

電廠一類負荷廠用電的切換在用快速切換裝置， 電源倒換不需要停電，而二、三類負荷按照設計規程未設計快速切換運行方式的自動裝置， 某電廠公用6KV 段所帶負荷屬二類負荷，即帶輸煤6KV 系統和化學水6KV 系統以及生產辦公、 通訊機房、 生活設施等。 按照設計規程不需設計快速切換運行方式的自動裝置，依靠人工切換。 運行中發現在倒換運行方式時，需停掉所帶輸煤、化水6KV 段及其380 電源系統的重要負荷，倒換停電需要2 個小時、操作煩瑣，且影響生產綜合樓和綜合服務樓用電，對生產辦公造成很大不利影響。 在公用6KV 段加裝自動切換裝置可以很好的實現以上的功能， 但是需要較高的投資，需要敷設大量電纜到控制室，二次回路改造量較大，并且開關室空間狹小，不便安裝自動切換裝置，目前電廠基本用DCS 分散控制系統實現了自動控制， 研究利用DCS 系統的邏輯組態功能， 和電氣二次回路實現對開關的自動控制和快速切換。

2 基于DCS 邏輯組態的6KV 電源開關快速切換方案

2.1 公用6KV 段系統概況

公用6KV 段系統所帶負荷為輸煤、 化水6KV 和辦公室負荷：A 段工作電源開關LOBCA01（ 以下簡稱A01）由#1 高公變低壓側接引，B 段工作電源開關LOBCB01（ 以下簡稱B01）由#2高公變低壓側接引，A 段備用電源開關LOBCA02（ 以下簡稱A02）由啟備變低壓側A 分支接引，B 段備用電源開關LOBCB02（ 以下簡稱B02）由啟備變低壓側B 分支接引，在A 段電源與B段電源之間，有聯絡開關，即：LOBCA03。 電源切換方式以A 段為例說明：即：方式一：停機時工作倒聯絡A01→A03;方式二： 停機時工作倒備用A01→A02； 方式三： 開機時聯絡倒 工 作 A03 →A01； 方式四： 開機時備用倒工作A02→A01；

公用6KV 段在進行相互切換時， 主要依靠的是實施人工操作方法， 在進行倒換操作前， 需先停所帶輸煤、化水6KV 段及其380V 電源系統的重要負荷， 倒換繁瑣， 停電時間每次平均大概在兩個小時以上，故應加快解決6KV 電源開關快速切換這一問題。

2.2 解決方案的論證

在公用6KV 段加裝自動切換裝置可以很好的實現以上功能，但需要較高的投資，需敷設大量電纜到控制室，二次回路改造量大，并且開關室空間狹小，不便安裝自動切換裝置，此方案被否決。 電廠DCS 分散控制系統擔負著電氣系統的監視、控制、保護、測量等任務，技術人員發現公用DCS 系統中原設計有公用段各6KV 開關的操作出口，可以利用其進行切換操作。 操作員在CRT 上選擇相應的操作按鈕， 經確認后發出操作指令，系統同時發出應合開關的合閘脈沖和應跳開關的跳閘脈沖, 遠程控制，操作人員在控制室即可完成切換操作。 經過研究相關各開關的電氣操作回路（ 相關開關的合閘閉鎖回路如圖1 所示），發現利用它們之間的電氣閉鎖回路可以很好的解決該問題。 以A01→A03 操作為例，應實現的操作是跳開A01，合入A03。 在A03 的合閘回路中串有A01 的常閉觸點，在A01 跳開后A03 的合閘回路才會接通，所以當A01 的跳閘脈沖和A03 的合閘脈沖同時發出后，A01 先跳開，然后A03 合入，之間的時間間隔應是開關固有動作時間和輔助觸點翻轉時間之和，應不超過100ms。

為解決杜絕人為操作失誤這一關鍵問題，在DCS 系統中設置閉鎖邏輯， 如下面表1 所示，DCS 閉鎖邏輯不滿足，DCS 合閘指令將不出口。根據公用段閉鎖邏輯關系設計了6KV 公用段快切的DCS 設計邏輯圖和DCS 操作畫面， 依靠DCS 組態方式實現了電源開關的快速切換。

2.3 設計方案的實施和傳動試驗

方案制定后，利用機組檢修機會，在公用DCS 系統中增加6KV 公用段快切畫面和邏輯，進行了程序下裝，技術人員對相關切換操作進行了傳動試驗。 結果表明，在所有的切換方式下都能保證完成串聯切換，切換時間在80ms 左右。 具體測試結果如下：切換方式A01→A03（ 工作倒聯絡）：77.2 ms;A01→A02（ 停機時工作倒備用）：72.1 ms；A03→A01（ 開機時聯絡倒工作）72.6 ms；方式四：A02→A01（ 開機時備用倒工作）：76.6 ms。

3 基于DCS 邏輯組態的6KV 電源開關快速切換方案成果與經濟效益分析

方案實施后，經過傳動試驗，在所有的切換方式下都能保證完成串聯切換，切換時間在80ms 左右，結果表明這一方案是切實有效的，它能夠極大限度的提高6KV 公用系統運行方式倒換的工作效率， 目前這些工作僅需在控制室CRT 上進行一次操作，在短短幾秒鐘內即可完成，該方案無需增加設備投資，無需進行設備和回路的改造，全部工作均在原有設備基礎上通過軟件升級來實現， 均有極高的經濟性和實用性。 以每名運行工每年工資10 萬元計算，每年可以為公司節省20 萬元的工資支出，且減少停電時間，提高設備運行可靠性，可創造的間接經濟效益會更多。

圖1 6KV 公用段電源開關合閘閉鎖回路圖

表1 公用段快切閉鎖邏輯

4 基于DCS 邏輯組態的6KV 電源開關快速切換方案的前景分析

基于DCS 組態的6KV 電源開關快速切換，全部改進工作均在原有設備基礎上進行， 利用原有的DCS 操作端和6KV 開關控制回路，利用DCS 分散控制系統的強大編程能力，僅在DCS系統中用軟件方式實現公用段常見的四種快速切換操作，并且利用DCS 邏輯實現了防誤閉鎖。 基于DCS 組態的6KV 電源開關快速切換方案，提高了電廠的自動化控制水平，減輕了運行人員的工作強度， 提高了工作效率。 將此方案設計思路在電廠可用于380V 電源開關的倒換，將會為電廠節約改造成本，可同時減輕運行人員的勞動強度，提高機組的自動化水平。