多諾水電站400 V母線備自投裝置改造

陽(yáng)衛(wèi)

（國(guó)網(wǎng)四川映秀灣水力發(fā)電總廠，四川 都江堰 611830）

多諾水電站400 V母線備自投裝置改造

陽(yáng)衛(wèi)

（國(guó)網(wǎng)四川映秀灣水力發(fā)電總廠，四川 都江堰 611830）

通過(guò)對(duì)多諾水電站400 V廠用母線及其備自投裝置運(yùn)行方式的分析，指出其在安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面存在的問(wèn)題，立足設(shè)備現(xiàn)有狀況，提出并實(shí)施了切實(shí)可行的改造措施，消除了安全隱患，提高了電站運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也為其他電站解決類似問(wèn)題提供了思路和借鑒。

廠用電；備自投；運(yùn)行方式；改造

1 概述

多諾水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣，裝機(jī)容量2×50 MW，發(fā)電機(jī)出口側(cè)采用“兩機(jī)一變”擴(kuò)大單元接線，220 kV側(cè)接線為單母線接線，通過(guò)220 kV多黑線接入四川電網(wǎng)。

400 V廠用母線共配置有兩段母線和3個(gè)獨(dú)立電源。

其中，400 VⅠ段母線由1號(hào)主變經(jīng)1號(hào)廠用變供電，400 VⅡ段母線由獨(dú)立的九寨溝縣電網(wǎng)35 kV線路供電，柴油發(fā)電機(jī)作為全廠緊急備用電源，接于400 VⅠ段母線。在兩段母線之間裝設(shè)有聯(lián)絡(luò)斷路器和一套微機(jī)備自投裝置，備自投裝置具有“分段自投”和“進(jìn)線互投”及相應(yīng)的自恢復(fù)功能，可以通過(guò)整定軟件控制字進(jìn)行選擇采用[1]。

廠用電系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖見圖1。

圖1 廠用電系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖

2013年5月電站投產(chǎn)初期，400 V廠用母線按照設(shè)計(jì)方案采用分段運(yùn)行方式，備自投裝置也相應(yīng)采用了“分段自投”方式，即分段運(yùn)行的400 V兩段母線，當(dāng)任一段母線失壓或進(jìn)線電源斷路器跳閘后，備自投裝置按照動(dòng)作邏輯和條件將母線聯(lián)絡(luò)斷路器412DL自動(dòng)合閘。

400 V廠用母線進(jìn)線斷路器401DL、402DL及柴油發(fā)電機(jī)出口斷路器403DL、母線聯(lián)絡(luò)斷路器412DL的合閘閉鎖條件如表1所示。

表1 采用“分段自投”運(yùn)行方式的斷路器合閘閉鎖條件

而沒(méi)有被設(shè)計(jì)人員采用的“進(jìn)線互投”方式，其動(dòng)作原理為可以選擇任一回進(jìn)線電源為主供電源，另一回為熱備用電源，正常運(yùn)行方式下，由主供電源帶400 V兩段母線聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，當(dāng)主供電源失壓或其進(jìn)線電源斷路器跳閘后，備自投裝置按照動(dòng)作邏輯和條件將熱備用電源的進(jìn)線斷路器自動(dòng)合閘。

如表1所示，實(shí)際上兩段母線進(jìn)線斷路器401DL和402DL現(xiàn)有的合閘閉鎖條件并不能滿足“進(jìn)線互投”的要求，備自投裝置的“進(jìn)線互投”不具有實(shí)用化功能。

2 存在的問(wèn)題

400 V廠用母線采用分段運(yùn)行方式，存在下面兩個(gè)主要問(wèn)題：

（1）九寨溝縣電網(wǎng)屬于小水電單電源孤立電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，與四川電網(wǎng)沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)，抗自然災(zāi)害能力弱，輸電距離遠(yuǎn)、電力設(shè)備陳舊，供配電網(wǎng)十分脆弱，供電可靠性差[2]，作為廠用電系統(tǒng)的主供電源之一存在嚴(yán)重的安全隱患；

（2）全站廠用負(fù)荷均勻地分布在400V兩段母線上，主要輔機(jī)負(fù)荷由PLC按預(yù)設(shè)時(shí)間每6 h自動(dòng)輪換運(yùn)行，其中機(jī)組技術(shù)供水采用水泵供水方式，配用功率為45 kW的技術(shù)供水泵連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，在這種運(yùn)行方式下，每年外購(gòu)的廠用電量據(jù)測(cè)算至少應(yīng)在40萬(wàn)kW·h以上，而高達(dá)0.75元/kW·h的商業(yè)電價(jià)勢(shì)必會(huì)造成企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本增大。

基于上述兩個(gè)主要原因，有必要在充分利用現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)400 V廠用母線備自投運(yùn)行方式進(jìn)行“進(jìn)線互投”功能的實(shí)用化改造，從而實(shí)現(xiàn)400 V廠用母線在正常運(yùn)行方式下由電站自供，提高電站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

而實(shí)際上，正是由于來(lái)自縣網(wǎng)35 kV線路的2號(hào)廠用電源經(jīng)常意外停電，電站在投產(chǎn)運(yùn)行一段時(shí)間后，就不得不冒著備自投裝置失去作用的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)手動(dòng)切換，采用了自供的1號(hào)廠用電源供兩段母線的聯(lián)絡(luò)運(yùn)行方式。因此，改造任務(wù)勢(shì)在必行。

3 改造方案

3.1 設(shè)備現(xiàn)狀

401DL、402DL及412DL采用EATON公司的IZM91B3-U16W型空氣斷路器，403DL采用NZM 4-XR型，微機(jī)備自投裝置為太原合創(chuàng)的WBT196D-I，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘并查閱相關(guān)資料，設(shè)備情況如下：

（1）IZM91B3-U16W型空氣斷路器的輔助觸點(diǎn)共有4組，每組均采用“公共端+常開/常閉”兩對(duì)觸點(diǎn)的接線方式。其中一組啟動(dòng)重動(dòng)繼電器2KA和至信號(hào)回路，一組至備自投開入回路，另兩組分別至斷路器的合閘閉鎖回路，無(wú)備用觸點(diǎn)，經(jīng)咨詢廠家，也無(wú)法新增輔助觸點(diǎn)，由輔助觸點(diǎn)啟動(dòng)的重動(dòng)繼電器2 KA還有備用的“公共端+常開/常閉”觸點(diǎn)。

（2）NZM 4-XR型空氣斷路器的輔助觸點(diǎn)共有常開、常閉各1對(duì)，分別啟動(dòng)重動(dòng)繼電器2KA和至信號(hào)回路，無(wú)備用觸點(diǎn)，經(jīng)咨詢廠家，也無(wú)法新增輔助觸點(diǎn)，由輔助觸點(diǎn)啟動(dòng)的重動(dòng)繼電器2KA還有備用常閉觸點(diǎn)。

（3）WBT196D-I型微機(jī)備自投裝置具有“進(jìn)線互投”功能，可以通過(guò)整定軟件控制字來(lái)選擇采用由1號(hào)廠用電源帶400 V廠用母線，2號(hào)廠用電源熱備用的運(yùn)行方式。

3.2 改造思路

為防止發(fā)生誤操作，反事故措施規(guī)定，斷路器電氣閉鎖回路不能用重動(dòng)繼電器，應(yīng)直接用斷路器的輔助觸點(diǎn)[3]。因此，基于設(shè)備上述現(xiàn)狀，改造思路如下：

（1）將401DL、402DL至備自投裝置的輸入開關(guān)量由輔助觸點(diǎn)改為由位置重動(dòng)繼電器2KA的一組備用觸點(diǎn)代替，被替換的輔助接點(diǎn)則改接至401DL、402DL相應(yīng)的合閘閉鎖回路中；

（2）在備自投裝置的開關(guān)量輸入回路中分別增設(shè)“進(jìn)線互投投入”和“進(jìn)線互投閉鎖”兩個(gè)壓板，方便今后的運(yùn)行操作。

3.3 改造原理

備自投裝置開關(guān)量輸入回路的改造原理圖（虛框內(nèi)為新增加部分）見圖2。

圖2 微機(jī)備自投裝置開關(guān)量輸入回路改造原理圖

401DL、402DL操作回路的改造原理圖（虛框內(nèi)為新增加部分）見圖3。施工材料清單見表2。

圖3 401DL、402DL操作回路改造原理圖

表2 改造項(xiàng)目的施工材料清單

3.4 改造完成后的試驗(yàn)

（1）開關(guān)量輸入檢查試驗(yàn)

保持412DL分閘狀態(tài)，將402DL拉至“試驗(yàn)”位置，400 V廠用母線由1號(hào)廠用電源供電，閉鎖“分段自投”，啟用“進(jìn)線互投”，在備自投裝置中檢查401DL、402DL位置正確，投退“進(jìn)線互投閉鎖”壓板，檢查備自投裝置對(duì)應(yīng)充電或放電正常。

然后將402DL推至“工作”位置，手動(dòng)操作401DL、402DL合閘分別供電400 V廠用母線，在備自投裝置中檢查401DL、402DL位置正確。

（2）401DL、402DL合閘相互閉鎖試驗(yàn)

分別將401DL、402DL拉至“試驗(yàn)”位置，保持412DL在“合閘”狀態(tài)，分別對(duì)401DL、402DL進(jìn)行合閘閉鎖試驗(yàn)正常，試驗(yàn)403DL與401DL、402DL的合閘閉鎖條件正常。

（3）“進(jìn)線互投”動(dòng)作試驗(yàn)

將400 V母線倒換為1號(hào)廠用電源供電，402DL推至“工作”位置，拉開1號(hào)廠用變高壓側(cè)斷路器，401DL自動(dòng)跳閘，402DL自動(dòng)合閘，待自恢復(fù)充電后，合上1號(hào)廠用變高壓側(cè)斷路器，402DL自動(dòng)跳閘，401DL自動(dòng)合閘，“進(jìn)線互投”及相應(yīng)的自恢復(fù)動(dòng)作正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

多諾水電站400 V廠用母線備自投裝置的“進(jìn)線互投”功能實(shí)用化改造，完全立足于現(xiàn)有設(shè)備的狀況進(jìn)行，簡(jiǎn)單實(shí)用，改造成本很小，產(chǎn)生了良好的安全經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

這次改造成功后，通過(guò)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和推廣，不久又在青龍水電站閘首400 V母線備自投裝置上進(jìn)行了“依葫蘆畫瓢”似的改造，也成功實(shí)現(xiàn)了閘用電備自投裝置“進(jìn)線互投”功能的實(shí)用化。

[1]太原合創(chuàng)自動(dòng)化有限公司.WBT196D-I微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置說(shuō)明書[Z]，2009.

[2]阿壩州電網(wǎng)大面積停電事件處置應(yīng)急預(yù)案（2012年修訂）[Z].

[3]國(guó)能安全〔2014〕161號(hào)防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求[Z].

TM762.1

：B

：1672-5387（2017）03-0059-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.03.019

2016-07-19

陽(yáng) 衛(wèi)（1968-），男，高級(jí)工程師，從事水電站生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)管理工作。