劉 偉

(四川明星電力股份有限公司，四川 遂寧 62900)

1 實(shí)施背景

過(guò)軍渡水電站位于四川省遂寧市船山區(qū)龍鳳場(chǎng)涪江干流河段，裝機(jī)容量2×22.5 MW。電站為“無(wú)人值班(少人值守)”運(yùn)維模式，廠用電系統(tǒng)為三路進(jìn)線、三段母線接線方式(見(jiàn)圖1)，進(jìn)線及分段開(kāi)關(guān)均為框架式斷路器。廠用電主供電源為35 kV電源進(jìn)線，備供電源為1號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線和2號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線，任何情況下不允許兩路電源并列運(yùn)行。廠用電的倒換操作全靠人工進(jìn)行，工作效率低，運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)大。

圖1 過(guò)軍渡電站廠用電系統(tǒng)示意

通過(guò)對(duì)微機(jī)備自投功能原理了解分析，普通備自投裝置只適用于二進(jìn)一分段的運(yùn)行方式，并不適用于過(guò)軍渡電站“三進(jìn)二分段”廠用電系統(tǒng)控制要求。若要滿足要求，應(yīng)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(guò)進(jìn)行動(dòng)作邏輯優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制功能擴(kuò)展，建立一套雙機(jī)聯(lián)動(dòng)、時(shí)序順控成套備自投裝置，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

2 設(shè)計(jì)思路

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

(2)BZT1監(jiān)測(cè)控制1ZKK、3ZKK、4ZKK開(kāi)關(guān)；BZT2監(jiān)測(cè)控制2ZKK、3ZKK、 5ZKK開(kāi)關(guān)。3ZKK作為公共控制對(duì)象，兩套裝置既相互獨(dú)立，又相互聯(lián)系。

(3)通過(guò)調(diào)整BZT1和BZT2“合備用電源延時(shí)”、“合分段延時(shí)”定值的方式實(shí)現(xiàn)兩套備自投間的順序控制動(dòng)作邏輯。

(4)通過(guò)在BZT1和BZT2合閘出口回路串接相應(yīng)斷路器輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)兩套備自投裝置間的防誤投電氣互鎖功能。

(5)因進(jìn)線開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)無(wú)“合后位置”開(kāi)出，采用接入斷路器控制開(kāi)關(guān)把手分閘位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)手跳閉鎖備自投功能。采用接入斷路器保護(hù)跳閘接點(diǎn)信號(hào)閉鎖備自投動(dòng)作(見(jiàn)圖2)。

圖2 備自投雙機(jī)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)原理

3 動(dòng)作邏輯

3.1 運(yùn)行方式1備投(進(jìn)線備投)

廠用電系統(tǒng)由35 kV電源進(jìn)線主供,1、2號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線備供,BZT1和BZT2均充電。

當(dāng)主供電源進(jìn)線故障失電時(shí)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母無(wú)壓，BZT1和BZT2同時(shí)啟動(dòng)跳開(kāi)3ZKK；BZT1經(jīng)本裝置“合備用電源延時(shí)”3 s合上1ZKK開(kāi)關(guān)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復(fù)有壓，BZT1備投成功。

因BZT2“合備用電源延時(shí)”為10 s，較BZT1時(shí)限長(zhǎng)7 s;又由于此時(shí)Ⅱ、Ⅲ母已恢復(fù)有壓，BZT2合2ZKK開(kāi)關(guān)合閘脈沖不能開(kāi)出，裝置處于充電準(zhǔn)備狀態(tài)。

如BZT1備投不成功，則BZT2無(wú)壓判據(jù)滿足，經(jīng)10 s延時(shí)發(fā)出合閘脈沖合上2ZKK開(kāi)關(guān)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復(fù)有壓。如在BZT2發(fā)出合閘脈沖時(shí)，1ZKK開(kāi)關(guān)仍處于合閘位置，則由于在BZT2合2ZKK開(kāi)關(guān)出口回路串接了1ZKK開(kāi)關(guān)輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)而閉鎖合閘，BZT2放電條件滿足而立即放電。

3.2 運(yùn)行方式2備投(進(jìn)線備投)

廠用電系統(tǒng)由1號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線主供,35 kV電源進(jìn)線、2號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線備供,BZT1充電，BZT2不充電。

當(dāng)主供電源進(jìn)線故障失電時(shí)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母無(wú)壓，BZT1啟動(dòng)跳開(kāi)1ZKK，經(jīng)本裝置“合備用電源延時(shí)”3 s合上3ZKK開(kāi)關(guān)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復(fù)有壓，BZT1備投成功。

3.3 運(yùn)行方式3備投(進(jìn)線備投)

廠用電系統(tǒng)由2號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線主供,35 kV電源進(jìn)線、1號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線備供,BZT2充電，BZT1不充電。

當(dāng)主供電源進(jìn)線故障失電時(shí)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母無(wú)壓，BZT2啟動(dòng)跳開(kāi)2ZKK，經(jīng)本裝置“合備用電源延時(shí)”10 s合上3ZKK開(kāi)關(guān)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復(fù)有壓，BZT2備投成功。

3.4 運(yùn)行方式4備投(分段備投)

廠用電系統(tǒng)由2號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線、35 kV電源進(jìn)線、1號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線分段獨(dú)立供電,BZT1、BZT2均充電。

(1)當(dāng)35 kV電源進(jìn)線故障失電時(shí)，Ⅲ母失電，BZT1和BZT2同時(shí)啟動(dòng)跳開(kāi)3ZKK，BZT1經(jīng)本裝置“合分段延時(shí)”3 s合上4ZKK開(kāi)關(guān)；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢復(fù)有壓，BZT1備投成功。

因BZT2“合分段延時(shí)”為10 s，較BZT1時(shí)限長(zhǎng)7 s，又由于此時(shí)III母已恢復(fù)有壓，BZT2合5ZKK開(kāi)關(guān)合閘脈沖不能開(kāi)出，裝置處于充電準(zhǔn)備狀態(tài)。

如BZT1備投不成功，則BZT2經(jīng)10 s延時(shí)發(fā)出合閘脈沖合上5ZKK開(kāi)關(guān)，Ⅲ母恢復(fù)有壓，BZT2備投成功。如BZT2發(fā)出合5ZKK開(kāi)關(guān)合閘脈沖后，4ZKK開(kāi)關(guān)仍處于合閘位置，則由于在BZT2合5ZKK開(kāi)關(guān)出口回路串接了4ZKK開(kāi)關(guān)輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)而閉鎖合閘，BZT2放電條件滿足而立即放電。

(2)當(dāng)1號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線故障失電時(shí)，I母無(wú)壓，BZT1啟動(dòng)跳開(kāi)1ZKK，BZT1經(jīng)本裝置“合分段延時(shí)”3 s合上4ZKK開(kāi)關(guān)；I母恢復(fù)有壓，BZT1備投成功，BZT2不動(dòng)作。

(3)當(dāng)2號(hào)發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線故障失電時(shí)，II母無(wú)壓，BZT2啟動(dòng)跳開(kāi)2ZKK，經(jīng)本裝置“合分段延時(shí)”10 s合上4ZKK開(kāi)關(guān)；II母恢復(fù)有壓，BZT2備投成功，BZT1不動(dòng)作。

4 需要注意的問(wèn)題

由于備自投雙機(jī)聯(lián)動(dòng)控制程序及二次接線相對(duì)復(fù)雜，誤動(dòng)、拒動(dòng)引發(fā)的事故后果極為嚴(yán)重，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注并做好以下幾方面的工作：

(1)應(yīng)結(jié)合一次系統(tǒng)接線運(yùn)行方式，優(yōu)先選用技術(shù)成熟、功能先進(jìn)、動(dòng)作可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)的微機(jī)型備自投裝置。

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

(3)兩套備自投裝置的出口時(shí)限整定值應(yīng)長(zhǎng)、短配合固化整定，其差值應(yīng)限制在系統(tǒng)允許的最短供電中斷時(shí)間以內(nèi)。

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

(5)備自投裝置在設(shè)備投運(yùn)前，除按規(guī)范進(jìn)行裝置本體試驗(yàn)外，還應(yīng)進(jìn)行備自投裝置全邏輯一次傳動(dòng)試驗(yàn)，確保正確動(dòng)作。

5 取得的成效

發(fā)電站廠用電系統(tǒng)微機(jī)備自投雙機(jī)聯(lián)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)已在過(guò)軍渡水電站得以實(shí)施應(yīng)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?yōu)閭渥酝堆b置自動(dòng)完成，提升了自動(dòng)化水平，極大減輕值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度；廠用電中斷時(shí)間由原來(lái)的“分鐘級(jí)”縮短到“秒級(jí)”，可有效防范惡性事故發(fā)生，安全效益明顯。

(2)采用備自投雙機(jī)聯(lián)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)比采用集成型多線路控制的備自投裝置節(jié)約投資資金，且設(shè)計(jì)成果可在同類接線的水電站推廣運(yùn)用，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益100余萬(wàn)元。

6 結(jié) 語(yǔ)

電力行業(yè)是技術(shù)密集型企業(yè)，科技創(chuàng)新是推動(dòng)電力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，水電站廠用電系統(tǒng)微機(jī)備自投雙機(jī)聯(lián)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以解決生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù)難題為突破口，基于對(duì)成型產(chǎn)品功能原理研究、探討，形成二次開(kāi)發(fā)技術(shù)成果，應(yīng)用后取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。