過軍渡水電站復雜接線廠用電系統微機備自投的運用

劉 偉

(四川明星電力股份有限公司，四川 遂寧 62900)

1 實施背景

過軍渡水電站位于四川省遂寧市船山區龍鳳場涪江干流河段，裝機容量2×22.5 MW。電站為“無人值班(少人值守)”運維模式，廠用電系統為三路進線、三段母線接線方式(見圖1)，進線及分段開關均為框架式斷路器。廠用電主供電源為35 kV電源進線，備供電源為1號發電機電源進線和2號發電機電源進線，任何情況下不允許兩路電源并列運行。廠用電的倒換操作全靠人工進行，工作效率低，運行安全風險大。

圖1 過軍渡電站廠用電系統示意

通過對微機備自投功能原理了解分析，普通備自投裝置只適用于二進一分段的運行方式，并不適用于過軍渡電站“三進二分段”廠用電系統控制要求。若要滿足要求，應選用集成型多線路控制的備自投裝置，需要廠家特殊定制，且投資成本高，綜合利用率低。因此，通過進行動作邏輯優化設計和控制功能擴展，建立一套雙機聯動、時序順控成套備自投裝置，具有較高的實用價值。

2 設計思路

(1)選用南瑞繼保PCS9651型微機備自投裝置，采用BZT1和BZT2雙機組合配置方式，具備進線備投和分段備投功能。

(2)BZT1監測控制1ZKK、3ZKK、4ZKK開關；BZT2監測控制2ZKK、3ZKK、 5ZKK開關。3ZKK作為公共控制對象，兩套裝置既相互獨立，又相互聯系。

(3)通過調整BZT1和BZT2“合備用電源延時”、“合分段延時”定值的方式實現兩套備自投間的順序控制動作邏輯。

(4)通過在BZT1和BZT2合閘出口回路串接相應斷路器輔助開關接點實現兩套備自投裝置間的防誤投電氣互鎖功能。

(5)因進線開關和分段開關無“合后位置”開出，采用接入斷路器控制開關把手分閘位置信號實現手跳閉鎖備自投功能。采用接入斷路器保護跳閘接點信號閉鎖備自投動作(見圖2)。

圖2 備自投雙機聯動設計原理

3 動作邏輯

3.1 運行方式1備投(進線備投)

廠用電系統由35 kV電源進線主供,1、2號發電機電源進線備供,BZT1和BZT2均充電。

當主供電源進線故障失電時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母無壓，BZT1和BZT2同時啟動跳開3ZKK；BZT1經本裝置“合備用電源延時”3 s合上1ZKK開關，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復有壓，BZT1備投成功。

因BZT2“合備用電源延時”為10 s，較BZT1時限長7 s;又由于此時Ⅱ、Ⅲ母已恢復有壓，BZT2合2ZKK開關合閘脈沖不能開出，裝置處于充電準備狀態。

如BZT1備投不成功，則BZT2無壓判據滿足，經10 s延時發出合閘脈沖合上2ZKK開關，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復有壓。如在BZT2發出合閘脈沖時，1ZKK開關仍處于合閘位置，則由于在BZT2合2ZKK開關出口回路串接了1ZKK開關輔助開關接點而閉鎖合閘，BZT2放電條件滿足而立即放電。

3.2 運行方式2備投(進線備投)

廠用電系統由1號發電機電源進線主供,35 kV電源進線、2號發電機電源進線備供,BZT1充電，BZT2不充電。

當主供電源進線故障失電時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母無壓，BZT1啟動跳開1ZKK，經本裝置“合備用電源延時”3 s合上3ZKK開關，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復有壓，BZT1備投成功。

3.3 運行方式3備投(進線備投)

廠用電系統由2號發電機電源進線主供,35 kV電源進線、1號發電機電源進線備供,BZT2充電，BZT1不充電。

當主供電源進線故障失電時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母無壓，BZT2啟動跳開2ZKK，經本裝置“合備用電源延時”10 s合上3ZKK開關，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復有壓，BZT2備投成功。

3.4 運行方式4備投(分段備投)

廠用電系統由2號發電機電源進線、35 kV電源進線、1號發電機電源進線分段獨立供電,BZT1、BZT2均充電。

(1)當35 kV電源進線故障失電時，Ⅲ母失電，BZT1和BZT2同時啟動跳開3ZKK，BZT1經本裝置“合分段延時”3 s合上4ZKK開關；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復有壓，BZT1備投成功。

因BZT2“合分段延時”為10 s，較BZT1時限長7 s，又由于此時III母已恢復有壓，BZT2合5ZKK開關合閘脈沖不能開出，裝置處于充電準備狀態。

如BZT1備投不成功，則BZT2經10 s延時發出合閘脈沖合上5ZKK開關，Ⅲ母恢復有壓，BZT2備投成功。如BZT2發出合5ZKK開關合閘脈沖后，4ZKK開關仍處于合閘位置，則由于在BZT2合5ZKK開關出口回路串接了4ZKK開關輔助開關接點而閉鎖合閘，BZT2放電條件滿足而立即放電。

(2)當1號發電機電源進線故障失電時，I母無壓，BZT1啟動跳開1ZKK，BZT1經本裝置“合分段延時”3 s合上4ZKK開關；I母恢復有壓，BZT1備投成功，BZT2不動作。

(3)當2號發電機電源進線故障失電時，II母無壓，BZT2啟動跳開2ZKK，經本裝置“合分段延時”10 s合上4ZKK開關；II母恢復有壓，BZT2備投成功，BZT1不動作。

4 需要注意的問題

由于備自投雙機聯動控制程序及二次接線相對復雜，誤動、拒動引發的事故后果極為嚴重，在實際應用中，應重點關注并做好以下幾方面的工作：

(1)應結合一次系統接線運行方式，優先選用技術成熟、功能先進、動作可靠、可擴展性強的微機型備自投裝置。

(2)為防止母線PT斷線引起裝置誤啟動，備自投應采用有流閉鎖判據，其電流值應按躲過最小負荷電流整定。

(3)兩套備自投裝置的出口時限整定值應長、短配合固化整定，其差值應限制在系統允許的最短供電中斷時間以內。

(4)需要進行人工倒換廠用電時，在操作前應投入閉鎖備自投壓板，避免裝置誤啟動。

(5)備自投裝置在設備投運前，除按規范進行裝置本體試驗外，還應進行備自投裝置全邏輯一次傳動試驗，確保正確動作。

5 取得的成效

發電站廠用電系統微機備自投雙機聯動優化設計已在過軍渡水電站得以實施應用，成效顯著。

(1)電站事故情況下的廠用電倒換由人工操作變為備自投裝置自動完成，提升了自動化水平，極大減輕值班人員勞動強度；廠用電中斷時間由原來的“分鐘級”縮短到“秒級”，可有效防范惡性事故發生，安全效益明顯。

(2)采用備自投雙機聯動優化設計比采用集成型多線路控制的備自投裝置節約投資資金，且設計成果可在同類接線的水電站推廣運用，可產生經濟效益100余萬元。

6 結 語

電力行業是技術密集型企業，科技創新是推動電力企業高質量發展的主要動力，水電站廠用電系統微機備自投雙機聯動優化設計，以解決生產運行技術難題為突破口，基于對成型產品功能原理研究、探討，形成二次開發技術成果，應用后取得了良好的經濟效益。