亭子口水电站10kV备自投装置逻辑优化分析

刘建飞

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)



亭子口水电站10kV备自投装置逻辑优化分析

刘建飞

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

本文介绍亭子口水电站厂用10kV系统结构及备自投装置优化升级前的动作逻辑，提出备自投逻辑优化原因，分析了备自投优化升级后的充、放电条件及动作逻辑，指出备自投优化升级后可提高厂用电系统的可靠性。

亭子口水电站 备自投装置 优化 动作逻辑

亭子口水电站属大型调峰电站，机组开停机比较频繁，要求厂用电具有较高的可靠性和灵活性。按照设计规范要求，厂用电电源应满足各种运行方式下厂用负荷的需要，且有相互备用电源。投产前10kV备自投装置逻辑设计复杂且存在缺陷。下面主要对本次备自投装置逻辑优化升级进行分析和探讨。

1 10kV厂用电系统及备自投装置配置简介

1.1 厂用电系统

亭子口电站500kV系统采用三角形接线型式一回送出线路，机变采用联合扩大单元接线方式，1号机变与2号机变为1单元，3号机变与4号机变为1单元，每台主变压器低压侧都有1台厂高变分别接入厂内10kVⅠ至Ⅳ段，另外，从施工变电站接入两路电源分别接入厂内10kVⅠ段和Ⅳ段(如图1所示)。

图1 亭子口电站10kV厂用电

1.2 10kV备自投装置配置

亭子口电站厂内10kV系统，采用两台河南许继WBT-851微机备自投保护装置，安装于厂内10kV备自投柜内。备自投装置有以下三种工作方式：

(1)全自动模式。当主用电源失电后，跳开主用电源开关，发自投指令按优先级顺序合备用电源开关。当主用电源恢复正常后，自动启动返回程序，断开备用电源开关，合主用电源开关；

(2)半自动模式。当主用电源失电后，跳开主用电源开关，发自投指令按优先级顺序合备用电源开关。当主用电源恢复正常后，不自动返回主用电源供电，维持当前供电方式；

(3)退出模式。备自投退出。

2 升级前备自投动作逻辑

正常运行时，四段母线由各自主供电电源供电，分段开关处于分闸位置，即母线分段运行。当该段母线主供电源消失后，跳该主供电源开关，并按如下优先级自动投入备用电源：先投第一备用电源，再投第二备用电源，最后投第三备用电源。即1TM的主供电源为1#厂高变，第一备用电源为2TM，第二备用电源为110kV施工变电所的1#电源；2TM的主供电源为2#厂高变，第一备用电源为1TM，第二备用电源为110kV施工变电所的1#电源，第三备用电源为3TM；3TM的主供电源为3#厂高变，第一备用电源为4TM，第二备用电源为110kV施工变电所的2#电源，第三备用电源为2TM；4TM的主供电源为4#厂高变，第一备用电源为3TM，第二备用电源为110kV施工变电所的2#电源。

不难看出，10kV备自投装置优化升级前逻辑程序复杂，需引入的电流量、电压量较多，造成备自投动作结果的多样性且有误动作的可能，动作后不便于厂用电系统故障的判断和处理。而且由于主接线型式的限制，任何一台主变故障都会使两台厂高变失电，故1TM与2TM或3TM与4TM之间失去备用关系。

3 升级后备自投动作逻辑

升级后，为确保厂用电系统的安全，从运行方式上应确保一台厂高变最多只能带两段母线负载运行。正常运行方式不变，各段10kV母线主供电源消失后，跳该主供电源开关，自动投入备用电源，去掉第二、第三备用电源简化各电源之间逻辑关系，防止备自投装置误动作。即1TM母线备用电源为110kV施工变1#电源，2TM母线备用电源为3TM母线，3TM母线备用电源为2TM母线，4TM母线备用电源为110kV施工变2#电源。

4 备自投动作逻辑

备自投动作逻辑说明，以10kVⅠ、Ⅱ段失电为例。

4.1 10kVⅠ段母线失电施工电源备投自投

4.1.1 充电条件

施工电源开关809分位；1TM母线、施工电源均有压；1TM进线开关801与分段开关12不同时为分位。

以上条件均满足，15s后1#备投装置充电。

4.1.2 放电条件

施工电源1#无压；施工电源开关809合位；有外部闭锁信号；分段12分位时，判别801位置异常；分段12合位时，判别802位置异常；1TM进线开关801拒动或分段开关12拒跳；1TM母线TV断线。

以上条件任意一项满足，施工电源备投瞬时放电。

4.1.3 动作逻辑

10kV各母线分段运行，检测到1TM段母线无压，1号厂高变11B低压侧无流，施工电源1#有压，经延时跳801开关，确认801开关与12开关分位后延时合上809开关。其施工电源备投逻辑原理见框图2。

图2 施工电源备投逻辑原理

10kVⅠ段带Ⅱ段联络运行，检测到1TM、2TM母线均无压，1号厂高变11B低压侧无流，施工电源1#有压，经延时跳801与分段开关12，确认801与12分位，延时合上施工电源809，确认12开关与802开关分位，2TM/3TM分段备投延时合上合段断路器23。其施工电源备投逻辑原理见框3。

图3 施工电源备投逻辑原理

4.2 10kVⅡ段母线失电2TM/3TM分段备投自投

4.2.1 充电条件

分段开关23分位；2TM、3TM母线均有压；10kVⅡ段进线开关802与分段开关12不同时为分位。

以上条件均满足，15s后母联备投充电。

4.2.2 放电条件

2TM、3TM母线均无压；分段开关23合位；有外部闭锁信号；分段12分位时，判别802位置异常；分段12合位时，判别801位置异常；2TM进线开关802拒跳；分段开关12拒跳；2TM母线TV断线。

以上条件任意一项满足，2TM/3TM分段备投瞬时放电。

4.2.3 动作逻辑

10kV各母线分段运行，检测到2TM母线无压，2号厂高变12B低压侧无流，3TM母线有压，经延时跳开802开关,确认802开关和12开关分位后延时合上分段开关23。其2TM/3TM分段备投逻辑原理见框图4。

图4 2TM/3TM分段备投逻辑原理

10kVⅡ段带Ⅰ段联络运行，检测到1TM、2TM母线均无压，2号厂高变12B低压侧无流，3TM母线有压，经延时跳802与分段开关12，确认802与12分位，延时合分段开关23，确认12开关与801开关分位后施工电源备投合施工电源809。2TM/3TM分段备投逻辑原理见框图5。

图5 2TM/3TM分段备投逻辑原理

5 结语

实践证明，本次优化升级后10kV备自投装置逻辑较为简单，解决了原设计的复杂性和勿动的可能。经备自投试验验证，动作结果正确并投入运行，提高了10kV厂用电系统运行的可靠性。

〔1〕电力工程电气设计手册[M].北京：水利电力出版社,1990.

〔2〕揭春仔，俄拉木丁，侯凌圣洁.110kV变电站线路备自投装置升级方案[J].电力安全技术，2014，(12).

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TM

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2095-1809(2015)06-0066-03

刘建飞(1982-)，男，山西大同人，本科，助理工程师，从事电厂运行工作。