某大型水電站0.4kV檢修供電點開關運行方式優化設計

寸中秋?龍小波?譚政?祖維國

摘要：根據某大型水電站0.4kV檢修供電點開關運行要求，兩段0.4kV母線應能夠在任何情況下實現分段運行或聯絡運行。但在實際情況中，現有的開關合閘邏輯條件無法滿足在不停電情況下，實現兩段母線分段運行或聯絡運行。本文經過對原來的開關控制方案進行分析，發現其中不足之處，按照新的運行要求，對原控制電路進行了優化設計，保證在任何時候都可以實現檢修I、II段母線的分段或聯絡運行方式，以提高供電的可靠性和安全性。

關鍵詞：檢修供電;分段運行;聯絡運行;設計

一、引言

某大型水電站左、右岸廠房內各設置有一個0.4kV檢修供電點，位于廠房內的電氣夾層，檢修用電分兩段供電。其中檢修I段設有兩回0.4kV進線開關，進線電源分別取自兩條10kV母線，檢修II段設有一回進線開關，兩段母線分段運行，中間設置了聯絡開關。目前的四個開關聯鎖方式無法保證任何時候都可以實現檢修I、II段母線的分段或聯絡運行，不符合現場供電可靠性和安全性的要求，本文通過對四個開關聯鎖方式的重新設計，讓新的控制電路，滿足任何時候都可以實現檢修I、II段母線的分段或聯絡運行，保證供電可靠性和安全性。

本文以某大型水電站左岸0.4kV檢修供電點作為研究對象，分析了現有的控制方案的缺陷和不足，按照供電可靠性和安全性的要求，改進了原有的開關聯鎖方式，以滿足任何時候都可以實現檢修I、II段母線的分段或聯絡運行。

二、某大型水電站0.4kV檢修供電點開關運行現狀分析

（一）運行現狀說明

某大型水電站左、右岸廠房內各設置有一個0.4kV檢修供電點，左、右岸電站檢修供電點運行方式相同，現以左岸0.4kV檢修供電點為例說明，開關聯絡方式如下圖1所示：

進線開關4157（聯絡圖1號進線柜1QF）、4158（聯絡圖2號進線柜2QF）、4JX11（聯絡圖聯絡柜3QF）、4159（聯絡圖4號進線柜4QF）開關間有閉鎖關系，根據原理圖，其閉鎖邏輯關系如圖2所示：

1）、4157合閘條件為：1合閘準備就緒，4159在分閘狀態且4158也在分閘狀態;2合閘準備就緒，4159在分閘狀態且4JX11也在分閘狀態;3合閘準備就緒，4159在分閘狀態且4158和4JX11都在分閘狀態。

2）、4158合閘條件：1合閘準備就緒，4159在分閘狀態且4157也在分閘狀態;2合閘準備就緒，4159在分閘狀態且4JX11也在分閘狀態;3合閘準備就緒，4159在分閘狀態且4157和4JX11都在分閘狀態。

3）、4JX11合閘條件：合閘準備就緒，4157開關盒4158開關至少一個開關處于分閘狀態，與4159開關狀態無關。

4）、4159電氣合閘條件：合閘準備就緒，4157開關和4158開關必須兩個都處于分閘狀態，與分段柜開關4JX11狀態無關。

（二）現行運行方式的不足

0.4kV檢修供電點設置了兩條母線共三個進線開關，其中4157和4158進線電源均取自10kV 3M，4159取自10KV 1M，因此為了避免出現同期，各開關的合閘條件之間設置了較多的互鎖。

由各進線柜原理圖可知，若4157故障或在檢修狀態，檢修I段通過4159供電，檢修II段檢修完畢需要送電時，只能將聯絡開關4JX11合閘送電，而不能通過4158送電實現兩段0.4KV檢修母線分段運行。送電方式單一，一旦出現聯絡開關故障，檢修II段將失去電源。

此外，如果檢修I段在檢修狀態，檢修II段通過4158供電，此時分段柜開關4JX11處于分閘狀態，檢修I段檢修完畢后，只能通過分段柜開關4JX11或者4157開關供電，由于4157和4158進線電源均取自10kV 3M，因此檢修I段通過4157開關供電不屬于真正意義的檢修I段、II段分段運行。若4157和4JX11處于檢修或故障狀態，此時，4159的合閘條件必須是先將4158分閘，由于4158合閘的條件限制，檢修I段、II段將無法實現分段運行。

三、檢修供電點開關運行方式改進方案設計

（一）新的運行方式需求

1）、4157開關和4159開關是I段母線的兩回進線開關，為了避免同期，兩個開關必須實現互鎖功能;

2）、4157開關與4158和4JX11可以實現三個開關中任意兩個開關合閘，4159開關與4158和4JX11也可以實現三個開關任意兩個開關合閘，即任何時候都可以實現檢修I、II段母線的分段和聯絡運行。

（二）進線開關的聯鎖設計

3.2.1 1QF（4157）合閘邏輯設計

根據新的運行需求，4157與4159必須實現互鎖功能，因4157合閘的條件之一必須是4159在分閘狀態。4157開關與4158和4JX11應可以實現任意兩個開關合閘，也應可以實現檢修I段獨立運行，因此4158和4JX11兩個開關可以有一個開關以上處于分閘狀態，4157就能實現合閘。經分析，原檢修用電1#進線柜原理圖可以實現以上要求。所以，檢修用電1#進線柜原理圖暫不需改變，如下圖所示，后續根據開關觸點使用情況做適應性改變。

3.2.2 2QF合閘邏輯設計

考慮任何時候都可以實現檢修I、II段母線的分段和聯絡運行，因此需要根據聯絡柜開關的分、合閘情況進行分析。1）、4JX11合閘，4157和4159必須在分閘情況下才能將4158合閘;2）、4JX11分閘，即檢修I、II段母線沒有聯絡，可以不考慮4157和4159的狀態，檢修II段母線可以獨立運行，因此只要4JX11處于分閘狀態，4158就可以合閘（可不考慮進線10KV母線情況）。為此，改進后的檢修用電2#進線柜原理圖設計如下：

3.2.3 3QF合閘邏輯設計

3QF（4JX11）是檢修I、II段母線的聯絡開關，它的合閘前提必須考慮兩段母線以及負荷的運行情況，由于檢修II段母線只有一個進線開關，因此，4JX11的合閘考慮4158的分閘、合閘兩種情況：1）、4158合閘時，檢修II段母線帶電，4JX11合閘意味著檢修II段帶檢修I段聯絡運行，為避免同期，4157和4159必須都處于分閘狀態時，才能將4JX11合閘;2）、4158分閘時，4JX11合閘即檢修I段帶檢修II段聯絡運行，因此4157和4159需要有其中一個開關在合閘狀態，為避免后續操作失誤，4157和4159若都在分閘狀態，應不允許4JX11合閘，這種情況下，即使4JX11合閘也沒有意義。由此，改進后的檢修用電3#進線柜原理圖設計如下：

3.2.4 4QF合閘邏輯設計

根據運行需求，考慮到4157和4159進線電源均取自 10KV 3M，所以為了避免同期，4157與4159必須實現互鎖功能，因此4159合閘的條件之一必須是4157在分閘狀態。4159開關與4158和4JX11實現三個開關任意兩個開關合閘，因此，4158和4JX11只要有一個以上開關處于分閘狀態時，就可以將4159合閘。4158和4JX11都在合閘狀態時，4159合閘將可能出現同期錯誤，因此4158和4JX11都在合閘狀態時將不允許4159合閘。因此，改進后的檢修用電4#進線柜原理圖設計如下：

四、結語

通過對原方案的分析，發現原方案無法實現某些特殊情況下的檢修I、II段母線的分段和聯絡運行功能，無法滿足日常的運行需求。本文通過對新的運行功能分析，在設計4158開關合閘邏輯時，充分考慮了聯絡開關4JX11的合閘和分閘兩種情況，在設計聯絡開關4JX11的合閘邏輯時，也充分考慮了4158的分閘與合閘情況。新設計的控制電路滿足了在任何時候，都可以實現檢修I、II段母線的分段或聯絡運行的方式，極大提高了供電的可靠性和安全性。

參考文獻：

[1]《3WL操作手冊》xxx出版社 西門子

作者簡介：

寸中秋（1987-），女，工程師，從事電氣一次設備檢修與維護工作。

龍小波（1983-），男，工程師，從事電氣一次設備檢修與維護工作。

譚? 政（1991-），男，助理工程師，從事電氣一次設備檢修與維護工作。

祖維國（1989-），男，助理工程師，從事電氣一次設備檢修與維護工作。