某水电厂厂用电备自投装置技术改造

黄丽娟

（江西赣能股份有限公司居龙潭水电厂，江西 赣州 341000）

关健词：厂用电；备自投装置；控制方式；技术改造

0 引 言

水电厂厂用电系统是保障发电机组安全稳定运行的必要条件。无论发电机在运行还是处于备用状态，均需要保证厂用电的安全稳定。因此，一般中型以上的水电厂厂用电系统均采用双回路供电（甚至三回路）。双回路之间配置联络开关，当其中某一回路失去电压时，将另一回路快速切换，确保厂用电不间断。为了实现双回路电源的自动切换而设置的自动装置，即备用电源自动投入装置（以下简称备自投装置）。

某水电厂的备自投装置在运行过程中发现，其逻辑流程设计不合理问题。本文通过阐述其控制流程，对存在的问题进行分析，提出了改进方法，并对装置进行改造，最终简化了外部设备，提高了装置的可靠性[1]。

1 改造前的逻辑原理

1.1 改造前的运行方式

该水电厂厂用电系统由三段母线组成（如图1所示）：0.4 kV Ⅰ段母线、0.4 kV Ⅱ段母线和0.4 kVⅢ段母线。正常运行时，1DL、1ZKK合位，2DL、2ZKK均合位，3ZKK、4ZKK、5ZKK（施工变电站外来电源）在分位，1号备自投切换把手1ZB、2号备自投切换把手2ZB均在投入位置。0.4 kV Ⅲ段母线不带电，且Ⅰ、Ⅱ段母线分段运行。

厂用电系统备用电源自动投入系统分成两个区，并配置两台相互独立的备自投装置。

一区控制（1号备自投）逻辑原理：参与控制的开关有1DL、1ZKK、3ZKK、5ZKK、1号备自投切换把手1ZB。

图1 厂用电系统图

二区控制（2号备自投）逻辑原理：参与控制的开关有2DL、2ZKK、4ZKK、5ZKK、切换把手2ZB。

工作方式：

（1）当0.4 kV Ⅰ段母线电压三相低压（取自1TV）或无压、0.4 kV Ⅱ段母线有压（取自1TV）、则经延时跳1ZKK，确认1ZKK跳闸后（1ZKK在跳位且有1TA无流），1号备自投装置通过逻辑判断合上3ZKK，2号备自投装置通过逻辑判断合上4ZKK。

同理，当0.4 kVⅡ段母线电压三相低压（取自2TV）或无压、0.4 kV Ⅰ段母线有压（取自1TV）、则经延时跳2ZKK，确认2ZKK跳闸后（2ZKK在跳位且有2TA无流），1号备自投装置通过逻辑判断合上3ZKK，2号备自投装置通过逻辑判断合上4ZKK。

（2）当检测到0.4 kV Ⅰ段进线有压（取自3TV）、0.4 kV Ⅱ段母线有压，1号备自投装置通过逻辑判断跳开3ZKK，确认0.4 kV Ⅰ段母线无压后，合上1ZKK。

当检测到0.4 kV Ⅱ段进线有压（取自4TV）、0.4 kVⅠ段母线有压，2号备自投装置通过逻辑判断跳开4ZKK，确认0.4 kV Ⅱ段母线无压后，合上2ZKK。

（3）正常情况下，5ZKK不参与判断。当线路跳闸时，两段10 kV母线全部停电，厂用电全部失电，5ZKK由变电站外来电源供电，使得0.4 kV Ⅲ段母线带压，1号备自投装置逻辑判断合上3ZKK，2号备自投装置逻辑判断合上4ZKK。

1.2 改造前存在的不安全因素

自投装置有两套且有两个切换把手，程序中采集的开关量和模拟量判断量太多，且参与被控制的设备较多，事故发生概率增加，使得整个流程既复杂又不安全可靠。特别是将外来电源5ZKK参与自投控制，经常造成备自投动作不可靠，无法保障厂用电系统的可靠切换。

运行人员在进行倒闸操作时，备自投的切换把手1BZ、2BZ切换错误（只要有一个把手切换错误）或人员的疏忽，都可能造成备自投逻辑动作错误，使得一个电源点接入两路电源，导致断路器一次触头短路烧坏（在倒闸过程中碰到过此类问题，将5ZKK一次触头当场烧坏）。

当断路器位置信号误动或模拟量信号断线时，应该动作的不动作，不应该动作的却动作，因两套备自投之间信号通信，致使不能相互闭锁，使得事故扩大。

2 改造后的逻辑原理

2.1 改造后备自投运行方式

一套备自投装置和一个切换把手1BZ控制整个厂用电系统的电源切换工作。备自投装置不将4ZKK作为流程判断的条件和控制开出，只是一常闭开关。3ZKK参与重要控制和逻辑判断。外来电源5ZKK不参与备自投控制（该外来电源自身也不可靠，仅作为临时电源），如需外来电源供厂用电，人为手动控制[2]。

采用的自投方式有三种——母联自投进线恢复、进线恢复和进线互投，逻辑原理图如图2所示。

2.2 改造后备自投

采用以上三种方式不但满足备自投自动动作的要求，三种运行方式之间互不干扰，而且减少了开关设备（4ZKK、5ZKK不参与控制）的操作次数，提高了断路器的使用寿命。

装置的输入的开关量和模拟量明显减少，接线简单，且4ZKK、5ZKK不参与判断和控制，使得逻辑更加简单明了，流程安全可靠，不可能出现环形供电事故。

自投装置只有一套装置和一个切换把手1BZ，人为操作错误不易发生，增加了安全系数。

图2 逻辑原理图

3 结 论

通过一年多的运行表明，采用现方式的厂用电备自投装置，安全、可靠、使用方便、操作简单，弥补了之前原控制方式的不足，为发电厂的可靠稳定运行提供了强有力的保障。