电网低电压时的几种防护措施

新疆独山子石化公司乙烯厂电气车间 杨红梅 马鸿武 王晓兵 魏江丽

1.引言

6KV单母线分段式供电系统中，为了预防因电网波动引发的单段母线失压欠压造成本段所带电气设备非计划停机的事件，大多石化企业电网均采用了双电源断电器互为备用的供电方式，如图1。

即正常情况下，1#、2#电源分别向各自的负载供电，由母联将单母线分为两段。平时工作在解列状态。当两路电源断路器馈线中有一条出现非故障引起的失压欠压状况时，启动母联备自投，负荷切换到了另一段馈线。本文结合某厂6KV变配电室备用电源自动投切设备采用的各种方法为实例，来分析和探讨每种办法的原理、优点与缺点，并对某厂配电室的备用电源自动投切设备提出了一些改进方式，从而来提高6KV供电网络备用电源自动投切的可靠性、准确性、选择性和快速性。保证6KV系统的供电质量，确保工艺生产设备的安稳运行，同时也改变了以往6KV配电系统所采取的备用电源自动投切装置复杂的回路和结构，使从事配电室运行的维护人员更加轻松的进行维护工作。

2.原有的备用电源自动投切设备

2003年以前，某厂6KV配电系统利用电压继电器、时间继电器及中间继电器等多个继电器的控制方式来实现单段母线失电时的备用电源自动投切功能。低电压功能的采样电压是通过电压互感器输出的1#、2#段母线及进线100V电压引入低电压继电器，残压继电器，再将其引入备自投回路。如图2。

图1

图2

优点：仅仅可以实现备自投功能。

缺点：1）大量的继电器造成备自投回路节点多，接线复杂，极易引发备自投回路断线故障；2）控制复杂，不利于安装及维护；3）只要有一个继电器动作不可靠，直接导致备自投失败。

经过实际检验，这套备自投设备多次发生在6KV单段母线失电时因个别继电器出现问题导致备自投没有成功的案例。

3.2004年以后采用的备用电源自动投切设备

2004年，某厂因前期的备用电源自动投切装置不完善，总结了过去失败的经验，进行了大面积的6KV配电室改造。利用6KV1#，2#线综合保护继电器P-141和母联P-143配合来实现备用电源自动投切功能。低电压信号改变了过去从PT输出100V电压小母线引入中间继电器，再由此中间继电器采取，低电压信号直接从PT输出的电压100V小母线上采样。避免了这一环节出现故障引起备自投不成功的事件。如图3。

图3

原理：先将6KV1#，2#线及母联断电器的工作行程，断电器状态，故障闭锁节点，采样电压等分别出入进行综合保护器P-141，出口在输入母联P-143，这样，当6KV系统发生低电压时，由本段综合保护器P-141得到信息，再由1#，2#P-141发出信号送给母联P-143，最终由母联综保发出命令：让失电进行跳闸，母联合闸，实现了备用电源自动投切的功能。保证电源的不间断性。

优点：少了以往使用的大量继电器，提高了备自投功能的可靠性。

缺点：备自投过程曲折，回路复杂，不利于维护。

4.更有效的备用电源自动投切设备探讨

有效措施分析：

(1)采用先进的快速切换控制设备SUE-3000。某厂某0.4KV配电室，在2011年夏季进行了0.4KV低压备自投改造。采用了快速切换控制装置SUE 3000，效果颇佳。如图4。

该装置基于实时微处理系统，测量和模拟信号的处理功能由数字信号处理器完成，不仅具备了非常快的逻辑处理和高精度的模拟信号处理能力，在启动后以最短的时间进行切换，连续跟踪计算同步判据的条件，使快速切换成功的概率得以大大的提高。还可有四种切换模式供客户选择，对于重要的生产装置，可采用快速切换模式，其他装置采用延时切换的模式以实现分批次启动。可迅速诊断故障或PT断线状态时实现故障及断相闭锁功能。快速判别后立即启动备自投功能实现供电不间断。还可在SUE 3000快切装置上LCD显示屏上读取进线电压，电流。并可给出快切时的报警，记录、显示、信息.因此，结合该厂现场实际情况，采取SUE 3000快速切换装置实现电网低电压的防护，不愧为好的措施.

图4

(2)确实实现了继电保护的四个特点：快速性，准确性，可靠性，选择性.该厂配电室基本是无人值班配电室，当线路发生晃电造成系统单段母线低电压时，值班员不易发现.因此，把配电室的备自投信号引至各装置ECS操作屏尤为重要，这样，以便有低电压现象发生时，操作人员可及时发现，迅速通知相关技术人员及时对因晃电造成的部分低压电动机进行恢复工作。而SUE3000快速切换装置具有微控制器可负责逻辑信号处理和与二进制输入和输出器件的通讯。通讯处理器用于负责与变电站控制系统的链接。

5.结束语

本文对6KV单母线分段式电网因由于电网晃电引起的系统低电压的预防措施，结合典型的实例，从每一种备自投的原理、优缺点等进行了分析和探讨，（特别讲述了新型设备快速切换控制装置SUE 3000的长处和优点）。以便从事此类行业人员能更好地对备自投装置有所认识，在工作中遇见电网低电压时迅速预防，从而使石化企业的能够更加安全平稳生产.鉴于水平有限，难以详述，但就其一些共性的现象，望能为同行们提供一点借鉴和参考.

[1]张占松.现代电工手册[M].广东科技出版社,1993.