10 kV双进线下的发电机备投逻辑设计与实现

陈 鹏 涛

(国家广播电影电视总局 西安监测台, 陕西 西安　710101)



10 kV双进线下的发电机备投逻辑设计与实现

陈 鹏 涛

(国家广播电影电视总局 西安监测台, 陕西 西安710101)

摘要：介绍了高低压配电系统的组成结构和增加发电机后的技术改造方案,分析了市电中断与发电机供电的自动投切逻辑设计。指出利用备自投装置,通过技术改造和备自投逻辑设计,实现发电机应急供电与市电突发停电的自动投切,保障用电的可靠性。

关键词：发电机; 备自投装置; 变压器; 自动控制; 配置方案

0引言

柴油发电机组是自备电站交流供电设备的一种类型,是一种中小型的独立发电设备,以柴油发动机为原动力带动发电机(即电球)发电,将动能转换成电能和热能的机械设备。柴油发电机组又称移动电站,是一种备用电源,当外部电网发生供电紧张、故障或检修暂停供电时,可通过起动柴油发电机组供电,以维持正常供电。它具有机动灵活、投资较少、启动方便等优点,广泛应用于通信、建筑、广播电视、农业和国防工程等领域。

1配电现状及技改方案

目前高压配电情况:双路10 kV高压进线,进入配电室后分别接入各自的进线柜,即AH1和AH7柜,之后是1#、2#PT柜,然后各自的1#、2#出线柜,中间接有母联柜。高压侧配电连线示意图如图1所示。

图1　高压侧配电连线示意图

低压配电情况:高压出线经过10/0.4 kV的变压器变为380 V,变压器有两个(一主一备),每个变压器分别配有低压侧的进线柜,低压侧的负荷中间接有母联柜,可以分别控制低压侧的负荷电源供电。低压侧配电连线示意图如图2所示。

图2　低压侧配电连线示意图

本文改造方案是在10/0.4 kV变压器与1#低压进线柜之间加装一个备自投装置柜,利用专门的硬件及程序判断低压侧进线是否有压,以便控制发电机的自动投切。发电机位于专门的发电机房,与配电室隔离。

2发电机备自投装置逻辑设计与实现

备自投起动装置的作用是:当主备电源正常运行时,自起动装置不动作,备用发电机在备用状态;当主备电源发生故障退出运行时,自起动装置迅速动作,将备用发电机投入运行,恢复供电。因此对于备自投动作的逻辑关系必须要设计清楚,以避免事故的发生。备自投动作的逻辑设计如图3所示。

根据图3和实际情况,备自投的逻辑关系有以下几种情况:

(1) 当Ⅰ段、Ⅱ段变压器均有压的情况下,KM1、KM2、KM4均在分位的情况下。KM1、KM2经延时5 s后自动合闸,KM4不动作,系统处于分段运行。

图3　备自投动作的逻辑设计

(2) 当Ⅰ段变压器有压、Ⅱ段变压器失压的情况下,KM2经备自投装置检测到无压、无流,经延时3 s后自动跳闸,KM4经延时5 s后自动合闸,系统Ⅰ段母线带Ⅱ段母线运行。

(3) 当Ⅱ段变压器有压、Ⅰ段变压器失压的情况下,KM1经备自投装置检测到无压、无流,经延时3 s后自动跳闸,KM4经延时5 s后自动合闸,系统Ⅱ段母线带Ⅰ段母线运行。

(4) 当Ⅰ段、Ⅱ段变压器均失压的情况下,备自投装置检测KM1、KM2均无压、无流,经延时3 s后KM1、KM2自动跳闸,失电告警指示灯点亮,备自投装置检测到KM1、KM2在分位后给发电机一持续起动信号,发电机起动。当备自投装置检测到发电机电压大于70%,频率达到50 Hz时,经延时20 s闭合KM3,并点亮发电机备投运行告警指示灯。若KM4在分位,待发KM3闭合后,延时5 s再次闭合KM4,同时为恢复电网供电做好准备,并点亮恢复电网供电预备告警指示灯。

(5) 当Ⅰ段变压器恢复供电、Ⅱ段变压器失压的情况下,备自投装置立即发出指令跳KM3,并发给发电机一持续停止信号,直至发电机完全停止工作,然后KM1经延时5 s后合闸。此时,系统系统Ⅰ段母线带Ⅱ段母线运行。

(6) 当Ⅱ段变压器恢复供电、Ⅰ段变压器失压的情况下,备自投装置立即发出指令跳KM3,并发给发电机一持续停止信号,直至发电机完全停止工作,然后KM2经延时5 s后合闸。此时系统系统Ⅱ段母线带Ⅰ段母线运行。

应注意的是,断路器合闸时间定为5 s,可以躲过供电线路上的总合闸时间,从而保证断路器不会误动作。KM3延时设定为20 s,是为了给发电机起动后稳定频率的时间,从而保证用电的可靠性。

3工程注意事项

当备自投不能正常工作,而Ⅰ段、Ⅱ段变压器均失压的情况下,发电机必须手动操作,这时需将KM1、KM2手车摇到断开位置,才能操作发电机断路器。若发电机长时间不用时,需将KM3摇到断开位置;在断路器备自投的时间整定完毕后,不要随意更换系统参数,以避免断路器动作时间不匹配而烧坏断路器。

4结语

备自投装置作为电力系统中一种重要的自动装置,对提高系统稳定性、供电可靠率有着不可替代的作用。通过备自投的逻辑设计,实现了600 kW柴油发电机与进线电源的自动切换控制和手动切换控制,提高了用电的可靠性。

参考文献

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夏　敏(1990—),男,硕士研究生,研究方向为智能建筑控制与离散事件系统。

舒少龙(1980—),男,副教授,研究方向为智能建筑控制与离散事件系统。

谢文黎(1981—),男,高级工程师,从事建筑电气设计方面的研究。

包顺强(1964—),男,教授级高级工程师,从事建筑电气设计方面的研究。

Logic Design and Realization of Standby Generator in Double 10 kV LineCHENPengtao

(Xi’an Publication Radio Film and Television Monitoring Station,

the State Administration of Press, Xi’an 710101, China)

Abstract：This paper introduced the components of high and low voltage distribution systems and the technical modification schemes after increasing the generator.The automatic switching logic design of commercial power interruption and generator power supply was analyzed.It is pointed out that the automatic switching supply of commercial power interruption and emergency generator power is achieved to ensure the reliability of supply.

Key words:generator; automatic switching device; transformer; automatic control; configuration scheme

收稿日期：2015-03-21

中图分类号：TU 852

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2015)06-0032-03