抽水蓄能電站廠用電備自投系統(tǒng)邏輯分析

馮建彪

（黑龍江牡丹江抽水蓄能有限公司，黑龍江 牡丹江 157000）

0 引言

某抽水蓄能電站樞紐主要包括上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房及開關站等工程項目。通常，地下廠房安裝4 臺單機容量為300 MW 的電壓等級18 kV 的可逆式水輪發(fā)電機組，站內升壓變通過兩回500 kV 4 分裂架空導線接入500 kV 變電站。10 kV 廠用電系統(tǒng)一般包括地下廠房10 kV 三段母線供電系統(tǒng)和地上開關站10 kV 兩段母線供電系統(tǒng)，其供電可靠性對抽水蓄能電站的廠用電穩(wěn)定運行非常關鍵[1]。采取合理的廠用電備自投系統(tǒng)，不僅可以提供廠內負荷供電的可靠性，而且可以保證4 臺機組的穩(wěn)定運行[2]。

1 地下廠房備自投系統(tǒng)

1.1 地下廠房廠用電接線方式

地下廠房10 kV 設置三段母線，I 段母線和Ⅱ段母線分別接引至1號高廠變和2號高廠變低壓側，Ⅲ段母線一路進線引接至施工變電站，另一路進線引接至10 kV 柴油發(fā)電機出口母線。地下廠房三段母線互相由母聯(lián)連接，呈現(xiàn)手拉手的環(huán)狀互為備用連接方式。

1.2 地下廠房電備自投系統(tǒng)邏輯分析

正常運行時，10 kV 三段母線分列運行，全廠負荷分配在三段母線上。此時，三段母線的進線開關處于合閘位置；Ⅰ、Ⅲ段母聯(lián)開關，Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關和Ⅱ、Ⅲ段母聯(lián)開關、Ⅲ段柴油發(fā)電機進線開關均在分閘位置。當三段母線中其中一段母線需要檢修時，在中控室廠用電控制畫面操作對應的母線備自投按閉鎖投入按鈕，與此母線直接聯(lián)系的母聯(lián)將處于閉鎖狀態(tài)，剩余的兩段母線的母聯(lián)備自投功能仍正常，當此母線檢修完成，可在中控室廠用電控制畫面操作對應的母線備自投按閉鎖復歸按鈕，三段母聯(lián)備自投功能恢復正常。當母線發(fā)生短路或接地故障時，相應的進線開關或母聯(lián)開關保護跳閘閉鎖備自投。

（1）當Ⅰ段工作母線失去電源或電壓降低，備自投有兩種工作方式。

1）Ⅰ段母線進線開關跳開或跳閘，備投裝置自動合Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關，由Ⅱ段帶Ⅰ段母線運行（優(yōu)先）；

2）Ⅰ段母線進線開關跳開或跳閘，當Ⅱ段母線不符合備自投條件時，備投裝置自動合Ⅰ、Ⅲ段母聯(lián)開關，由Ⅲ段帶I 段母線運行。

（2）當Ⅱ段工作母線失去電源或電壓降低，備自投有兩種工作方式。

1）Ⅱ段母線進線開關跳開或跳閘，備投裝置自動合Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關，由Ⅰ段帶Ⅱ段供電運行（優(yōu)先）；

2）Ⅱ段母線進線開關跳開或跳閘，當Ⅰ段母線不符合備自投條件時，備投裝置自動合Ⅱ、Ⅲ段母聯(lián)開關，由Ⅲ段帶Ⅱ段供電運行。

（3）當Ⅲ段工作母線失去電源或電壓降低，備自投有兩種工作方式。

1）Ⅲ段母線進線開關跳開或跳閘，備投裝置自動合Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關，由Ⅰ段帶Ⅲ段供電運行（優(yōu)先）；

2）Ⅲ段母線進線開關跳開或跳閘，當Ⅰ段母線不符合備自投條件時，備投裝置自動合Ⅱ、Ⅲ段母聯(lián)開關，由Ⅱ段帶Ⅲ段供電運行。

（4）當Ⅰ段、Ⅱ段母線同時失去電源或電壓降低時。

Ⅰ段母線進線開關、Ⅱ段母線進線開關分閘，備投裝置合I、Ⅲ段母聯(lián)開關和Ⅱ、Ⅲ段母聯(lián)開關，由Ⅲ段帶I 段、Ⅱ段供電運行。

（5）當Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段母線都失電時。

所有進線開關分閘，Ⅰ、Ⅲ段母聯(lián)開關，Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關和Ⅱ、Ⅲ段母聯(lián)開關分閘，同時啟動柴油發(fā)電機組，然后手動合地下廠房10 kV Ⅲ母線柴油發(fā)電機側進線開關，由柴油發(fā)電機組向地下廠房10 kV Ⅲ母線供電，保證廠內保安負荷的運行。

2 開關站備自投系統(tǒng)

2.1 開關站廠用電接線方式

開關站10 kV 設置兩段母線，互為備用。開關站Ⅰ段母線一路進線引接至地下廠房Ⅰ段母線，另一路進線引接至35 kV 施工變電站。開關站Ⅱ段母線一路進線引接至地下廠房Ⅱ段母線，另一路進線引接至10 kV 柴油發(fā)電機出口母線。

2.2 開關站備自投系統(tǒng)邏輯分析

開關站高壓開關柜10 kV 母線備自投裝置的運行方式，正常運行可以有兩種運行方式。

第一種運行方式為母聯(lián)備自投運行。Ⅰ段母線進線開關、Ⅱ段母線進線開關合閘，其余開關均在分閘位置，Ⅰ段、Ⅱ段分段運行，外來電源、柴油發(fā)電機組備用。

（1）當Ⅰ段母線失去電源或電壓降低，Ⅰ段母線進線開關跳閘，合Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關，由Ⅱ段帶Ⅰ段母線運行；

（2）當Ⅱ段失壓或低壓時，Ⅱ段母線進線開關分閘，Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關合閘，由I 段帶Ⅱ段供電運行；

（3）當Ⅰ段和Ⅱ段同時失壓或低壓時，Ⅰ段母線進線開關、Ⅱ段母線進線開關分閘，外來電源進線開關合閘，Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關合閘，由10 kV 外來電源帶I 段和II 段供電運行；

（4）當Ⅰ段、Ⅱ段和外來電源全部同時失壓或低壓時，Ⅰ段母線進線開關、Ⅱ段母線進線開關、外來電源進線開關分閘，柴油發(fā)電機進線開關合閘，Ⅰ、Ⅱ母聯(lián)開關合閘，由柴油發(fā)電機組帶Ⅰ段和Ⅱ段運行。

第二種運行方式為進線備自投運行。Ⅰ段母線進線開關（或Ⅱ段母線進線開關）合閘、Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關合閘，其余開關均在分閘位置，Ⅰ段、Ⅱ段聯(lián)絡運行，外來電源、柴油發(fā)電機組備用。

（1）當開關站Ⅰ段或Ⅱ段母線失去電源或電壓降低，開關樓Ⅰ段、Ⅱ段母線同時失電，延時跳開關樓Ⅰ段母線進線開關、開關樓Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關，確認已跳開斷路器，先后依次延時合開關樓Ⅰ段母線施工配電盤側進線開關和母聯(lián)開關，由外來電源帶開關樓Ⅰ段、Ⅱ段母線聯(lián)絡運行；

（2）當開關站Ⅰ段或II 段母線失去電源或電壓降低，開關樓Ⅰ段、Ⅱ段母線同時失電，兩段母線無壓無流，開關站Ⅰ段母線施工配電盤側進線開關無壓，延時跳開開關站Ⅰ段母線進線開關和開關樓Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)開關，并檢測到母線進線無電壓，自動啟柴油發(fā)電機，人工合開關站Ⅱ段母線柴發(fā)側進線開關和母聯(lián)開關，由柴油發(fā)電機帶開關站配電盤Ⅰ段、Ⅱ段聯(lián)絡運行。

3 結語

抽水蓄能電站的10 kV 廠用電系統(tǒng)的接線方式，不僅考慮了運行方式的靈活性，也保證了供電的可靠性。地下廠房和開關站的廠用電互相獨立，充分實現(xiàn)了廠用電運行方式的快速切換以及電氣故障情況下的備自投的可靠閉鎖。