10_kV备自投装置特殊备投方式动作逻辑改进方案_王知宇.pdf

备自投装置特殊备投方式动作逻辑改进方案王知宇，黄峰铭，黄灿锋，李芬芳（泉州亿兴电力工程建设有限公司，福建 泉州 ）摘要：针对泉州某地区多起企业配电房 开关柜断路器跳闸事件，对该区域所有企业配电房供电线路及供电设备进行整体细致的检查，发现该区域企业配电房旧供电线路存在安全隐患，需进行升级改造。为保证工程顺利实施，正式施工前需对备自投动作逻辑是否适用设计方案进行验证，对试验过程中发现的问题，以最简洁的优化方案完成对备自投动作逻辑的改进，解决了企业用电需求，提高了电力系统供电可靠性和连续性，为 备自投逻辑设计提供参考。关键词：配电房；备投；逻辑改进中图分类号：，（，）：，：；收稿日期：作者简介：王知 宇（），从 事 电 力 自 动 化 产 品 研 发 设 计工作。引言备用电源自动投切装置（简称“备自投装置”）是指当线路故障或被切断电源后，能够快速可靠动作，切除故障线路，自动而且迅速地将用户切换到备用电源，保证用户运行设备不停电的一种重要装置。该装置的应用可有效隔离故障，缩小故障范围，保证电力设备安全、稳定运行。泉州某地区内企业配电房 配电设备及供电线路投运均已超过 年。据统计，最近半年发生多起过载导致的企业配电房 开关柜跳闸事件。经过对该区域所有企业配电房供电线路及供电设备进行整体细致的排查，发现近年来，企业快速发展、生产车间规模扩大导致用电负荷大幅度增加，配电房当前单进线单母电力供电模式及现有供电设备容量已无法满足企业今后的生产、办公等用电需求。为解决企业用电需求及保证电力系统供电可靠性和连续性，对配电房供电线路及供电设备进行升级、改造。电力工程设计部结合用户控制成本需要，生产车间生产设备需不停电作业等特殊情况，在符合相关国家标准、行业标准和安全规范的前提下，结合多年运行经验，因地制宜，设计双进线单母分段电力供电模式，利用原有供电线路和设备作为备用线路，新增一路供电线路作为正常运行时的主电源。正常运行时，主电源供电设备同时带所有设备运行，当主电源线路发生故障时，备自投装置动作将线路切换到备用电源，备用电源运行时单独带不停电生产车间设备运行，保证企业车间生产作业的连续性。配电房电力系统改造方案配电房电力系统设计方案如图所示，双进线单母分段运行。正常运行时，线带母办公楼用电设备和 母不停电生产车间设备同时运行，母联分段开关 合系统解决方案电工技术 位，进线 分位。当线发生故障时，备自投装置发出动作信号跳开进线 开关和母联分段 开关，合进线 开关，母办公楼停电，线路单独带 母不停电生产车间用电设备运行。该地区配电房改造后拟投运 开关柜备自投装置，设备为南京拓纳电气公司的 。图 配电房电力系统设计方案装置备投动作原理当前备投动作逻辑如图所示。其中，逻辑信号输入带“箭头”的为外部输入信号，不带“箭头”的为装置内部生成的逻辑信号；“选通”图元运行逻辑是当信号输入端有“跳分段”控制字投入时备投动作逻辑引用通道的输入信号，当信号输入端没有“跳分段”控制字投入时备投动作逻辑引用通道的输入信号，装置备投方式控制字“主备”和“跳分段”同时投入。图当前备投动作逻辑充电条件：线、线有压；开关、开关在合位，开关在分位；“主备”控制字投入；“跳分段”控制字投入；其他备投控制字退出。以上条件全部满足，保持 后，备投充电完成。放电条件：线无压；开关在合位；开关在分位；“主备”控制字退出；闭锁备投信号输入。以上任何一个条件满足，保护放电，闭锁备投功能。备投动作逻辑：备投充电完成，当线主电源线路发生故障时，备自投装置检测到线失压、线无流、线有压、合位，备投引用装置定值“跳进线延时”发出跳进线信号，进线 断路器动作；检测到进线 断路器分位且“跳分段”控制字投入，“选通门”备投动作逻辑引用通道的输入信号，备投引用装置定值“跳进线延时”发出跳分段信号，母联分段开关 动作；检测到母联分段 断路器分位且“跳分段”控制字投入，“选通门”备投动作逻辑引用通道的输入信号，线无流，跳进线信号输入，备投引用装置定值“备投合闸延时”发出合进线信号，进线 断路器动作。试验现象及结果分析 模拟试验对备投动作逻辑是否适用设计方案进行验证。试验设备接线完毕，装置上电设置定值：跳进线延时，跳进线延时，跳分段延时，备投合闸延时。采用秒表计时方式，记录备投动作时间，以此判定备投实际动作时间是否与装置定值的理论动作时间一致。模拟设计方案电力系统正常运行状态，备投进线、进线电压通道输入电压 ；备自投操作回路输入电压 ；进线 开关、母联分段开关 置于合位，开关置于分位；“主备”控制字投入，“跳分段”控制字投入，备投自动复归压板投入。备自投装置充电条件全部满足，保持 后，备投充电完成。试验开始，模拟线主电源发生故障，断开进线电压信号，备投经延时跳开进线 开关，检测到进线 断路器分位后，备投经延时跳开母联分段 开关后，备投动作停止，不合进线开关，备投动作不成功。此时秒表计时为，但装置定值中跳进线延时应为，跳分段延时应为，理论上这两个动作时间相加应为，所以实际动作时间与理论动作时间不一致。重复试验次，试验结果见表。表初次试验轮次跳 跳 合 动作拒动拒动动作拒动拒动动作拒动拒动 查验及技术分析查验配电房设计图纸中的电力系统运行模式原理正确，试验设备接线正确，备自投装置端子电压信号输入正确，装置定值设置正确，无外部闭锁信号输入。用常规“跳一合二”动作模式对备自投装置合进线开出信号回路及进线 断路器本体是否存在机械故障进行查验。模拟现场线主电源发生故障，断开进线电压信号，备投经延时跳开进线 开关，检测到进线 断路器分位后，备投经延时合进线 开关，备投动作正确。总结试验结果，发现个问题。（）当备投动作进行到跳分段动作阶段时，跳开分段开关，备投充电就会返回，导致进线开关不动作，备投动作不完整。（）备投动作实际时间与理论时间不一致。分析当前备投动作逻辑和当前备投充电返回逻辑（如图所示），发现备投动作不完整的原因是有以下点。电工技术系统解决方案（）分段开关分闸，备投充电返回逻辑条件满足，闭锁备投动作，备投动作立即停止。（）当装置备投方式控制字“主备”和“跳分段”同时投入时，备投动作进行到合进线阶段时，“跳进线”逻辑信号已经消失，因此应引用“跳分段”逻辑信号作为合进线的逻辑条件之一，同时合进线阶段的运行逻辑比较繁琐复杂，需进行逻辑优化。图当前备投充电返回逻辑分析当前备投动作逻辑，跳分段动作延时时间引用定值“跳进线延时”错误，应引用定值“跳分段延时”，动作延时时间引用定值错误导致备投动作实际时间与理论时间不一致。逻辑改进方案当前备投动作逻辑进行到跳分段动作阶段时，装置发跳分段动作信号，母联断路器动作，检测到母联断路器分位，备投充电返回，因此根据用户配电站设计改造方案，改进备投充电返回逻辑（如图所示），“分段跳开”逻辑信号增加引用定值“备投合闸延时”和“动作延时”，避免备投跳母联动作，母联断路器分位就直接闭锁备投，保证备投动作正确完成。图 改进后备投充电返回逻辑改进后备投动作逻辑如图所示。备投动作“跳分段”动作信号的延时时间由引用定值“跳进线延时”改为“跳分段延时”，解决了备投动作实际时间与理论时间不一致的问题。优化“合进线”动作逻辑：当装置“主备”控制字投入、其他控制字退出，备投动作进行到合进线阶段时，“跳进线”逻辑信号作为合进线启动的逻辑条件之一；当装置“主备”控制字和“跳分段”控制字同时投入，备投动作进行到跳分段阶段时，“跳进线”逻辑信号作为跳分段启动的逻辑条件之一，备投动作进行到合进线阶段时，“跳分段”逻辑信号作为合进线启动的逻辑条件之一，解决了备投动作“合进线”启动逻辑繁琐不清晰导致备投动作不可靠的问题。图改进后备投动作逻辑再次试验将改进后的备投逻辑程序替换旧程序，再次进行试验，备自投装置正确动作，试验结果见表。表再次试验轮次跳 跳 合 动作时间动作动作动作 动作动作动作 动作动作动作 成果效益及推广价值该地区企业配电房改造后，均顺利送电，且再未发生配电房主电源线路故障，备自投拒动未切换到备用线路导致的企业不停电生产车间停电事件，提高了该地区企业配电房供电的可靠性，避免了备自投装置拒动造成的经济损失。结语备自投装置备投动作逻辑的改进，不仅能充分适应和满足 配电系统的发展和需求，保障 配电线路的正常运行，而且能够为配电系统提供更为合适的保护方法，准确排除配电系统内的故障隐患，加强配电系统安全保护能力，为人身、设备、电网安全运行保驾护航。参考文献 继电保护和安全自动装置技术规程 念小文 燃气轮机 温度保护逻辑解读和优化 燃气轮机技术，（）：闫石，钟素梅 地 铁 备 自 投 的 分 析 电 气 技 术，（）：，陆琳单母分段接线备自投动作方案分析及优化电力工程技术，（）：杨朝赟，张国平，张丰，等 特殊接线变电站 备自投设计原则及逻辑分析电气技术，（）：刘阳 一种 振动跳机保护逻辑的改进设计 自动化与仪器仪表，（）：系统解决方案电工技术