某大型水电站0.4kV检修供电点开关运行方式优化设计

寸中秋 龙小波 谭政 祖维国

摘要：根据某大型水电站0.4kV检修供电点开关运行要求，两段0.4kV母线应能够在任何情况下实现分段运行或联络运行。但在实际情况中，现有的开关合闸逻辑条件无法满足在不停电情况下，实现两段母线分段运行或联络运行。本文经过对原来的开关控制方案进行分析，发现其中不足之处，按照新的运行要求，对原控制电路进行了优化设计，保证在任何时候都可以实现检修I、II段母线的分段或联络运行方式，以提高供电的可靠性和安全性。

关键词：检修供电;分段运行;联络运行;设计

一、引言

某大型水电站左、右岸厂房内各设置有一个0.4kV检修供电点，位于厂房内的电气夹层，检修用电分两段供电。其中检修I段设有两回0.4kV进线开关，进线电源分别取自两条10kV母线，检修II段设有一回进线开关，两段母线分段运行，中间设置了联络开关。目前的四个开关联锁方式无法保证任何时候都可以实现检修I、II段母线的分段或联络运行，不符合现场供电可靠性和安全性的要求，本文通过对四个开关联锁方式的重新設计，让新的控制电路，满足任何时候都可以实现检修I、II段母线的分段或联络运行，保证供电可靠性和安全性。

本文以某大型水电站左岸0.4kV检修供电点作为研究对象，分析了现有的控制方案的缺陷和不足，按照供电可靠性和安全性的要求，改进了原有的开关联锁方式，以满足任何时候都可以实现检修I、II段母线的分段或联络运行。

二、某大型水电站0.4kV检修供电点开关运行现状分析

（一）运行现状说明

某大型水电站左、右岸厂房内各设置有一个0.4kV检修供电点，左、右岸电站检修供电点运行方式相同，现以左岸0.4kV检修供电点为例说明，开关联络方式如下图1所示：

进线开关4157（联络图1号进线柜1QF）、4158（联络图2号进线柜2QF）、4JX11（联络图联络柜3QF）、4159（联络图4号进线柜4QF）开关间有闭锁关系，根据原理图，其闭锁逻辑关系如图2所示：

1）、4157合闸条件为：1合闸准备就绪，4159在分闸状态且4158也在分闸状态;2合闸准备就绪，4159在分闸状态且4JX11也在分闸状态;3合闸准备就绪，4159在分闸状态且4158和4JX11都在分闸状态。

2）、4158合闸条件：1合闸准备就绪，4159在分闸状态且4157也在分闸状态;2合闸准备就绪，4159在分闸状态且4JX11也在分闸状态;3合闸准备就绪，4159在分闸状态且4157和4JX11都在分闸状态。

3）、4JX11合闸条件：合闸准备就绪，4157开关盒4158开关至少一个开关处于分闸状态，与4159开关状态无关。

4）、4159电气合闸条件：合闸准备就绪，4157开关和4158开关必须两个都处于分闸状态，与分段柜开关4JX11状态无关。

（二）现行运行方式的不足

0.4kV检修供电点设置了两条母线共三个进线开关，其中4157和4158进线电源均取自10kV 3M，4159取自10KV 1M，因此为了避免出现同期，各开关的合闸条件之间设置了较多的互锁。

由各进线柜原理图可知，若4157故障或在检修状态，检修I段通过4159供电，检修II段检修完毕需要送电时，只能将联络开关4JX11合闸送电，而不能通过4158送电实现两段0.4KV检修母线分段运行。送电方式单一，一旦出现联络开关故障，检修II段将失去电源。

此外，如果检修I段在检修状态，检修II段通过4158供电，此时分段柜开关4JX11处于分闸状态，检修I段检修完毕后，只能通过分段柜开关4JX11或者4157开关供电，由于4157和4158进线电源均取自10kV 3M，因此检修I段通过4157开关供电不属于真正意义的检修I段、II段分段运行。若4157和4JX11处于检修或故障状态，此时，4159的合闸条件必须是先将4158分闸，由于4158合闸的条件限制，检修I段、II段将无法实现分段运行。

三、检修供电点开关运行方式改进方案设计

（一）新的运行方式需求

1）、4157开关和4159开关是I段母线的两回进线开关，为了避免同期，两个开关必须实现互锁功能;

2）、4157开关与4158和4JX11可以实现三个开关中任意两个开关合闸，4159开关与4158和4JX11也可以实现三个开关任意两个开关合闸，即任何时候都可以实现检修I、II段母线的分段和联络运行。

（二）进线开关的联锁设计

3.2.1 1QF（4157）合闸逻辑设计

根据新的运行需求，4157与4159必须实现互锁功能，因4157合闸的条件之一必须是4159在分闸状态。4157开关与4158和4JX11应可以实现任意两个开关合闸，也应可以实现检修I段独立运行，因此4158和4JX11两个开关可以有一个开关以上处于分闸状态，4157就能实现合闸。经分析，原检修用电1#进线柜原理图可以实现以上要求。所以，检修用电1#进线柜原理图暂不需改变，如下图所示，后续根据开关触点使用情况做适应性改变。

3.2.2 2QF合闸逻辑设计

考虑任何时候都可以实现检修I、II段母线的分段和联络运行，因此需要根据联络柜开关的分、合闸情况进行分析。1）、4JX11合闸，4157和4159必须在分闸情况下才能将4158合闸;2）、4JX11分闸，即检修I、II段母线没有联络，可以不考虑4157和4159的状态，检修II段母线可以独立运行，因此只要4JX11处于分闸状态，4158就可以合闸（可不考虑进线10KV母线情况）。为此，改进后的检修用电2#进线柜原理图设计如下：

3.2.3 3QF合闸逻辑设计

3QF（4JX11）是检修I、II段母线的联络开关，它的合闸前提必须考虑两段母线以及负荷的运行情况，由于检修II段母线只有一个进线开关，因此，4JX11的合闸考虑4158的分闸、合闸两种情况：1）、4158合闸时，检修II段母线带电，4JX11合闸意味着检修II段带检修I段联络运行，为避免同期，4157和4159必须都处于分闸状态时，才能将4JX11合闸;2）、4158分闸时，4JX11合閘即检修I段带检修II段联络运行，因此4157和4159需要有其中一个开关在合闸状态，为避免后续操作失误，4157和4159若都在分闸状态，应不允许4JX11合闸，这种情况下，即使4JX11合闸也没有意义。由此，改进后的检修用电3#进线柜原理图设计如下：

3.2.4 4QF合闸逻辑设计

根据运行需求，考虑到4157和4159进线电源均取自 10KV 3M，所以为了避免同期，4157与4159必须实现互锁功能，因此4159合闸的条件之一必须是4157在分闸状态。4159开关与4158和4JX11实现三个开关任意两个开关合闸，因此，4158和4JX11只要有一个以上开关处于分闸状态时，就可以将4159合闸。4158和4JX11都在合闸状态时，4159合闸将可能出现同期错误，因此4158和4JX11都在合闸状态时将不允许4159合闸。因此，改进后的检修用电4#进线柜原理图设计如下：

四、结语

通过对原方案的分析，发现原方案无法实现某些特殊情况下的检修I、II段母线的分段和联络运行功能，无法满足日常的运行需求。本文通过对新的运行功能分析，在设计4158开关合闸逻辑时，充分考虑了联络开关4JX11的合闸和分闸两种情况，在设计联络开关4JX11的合闸逻辑时，也充分考虑了4158的分闸与合闸情况。新设计的控制电路满足了在任何时候，都可以实现检修I、II段母线的分段或联络运行的方式，极大提高了供电的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]《3WL操作手册》xxx出版社 西门子

作者简介：

寸中秋（1987-），女，工程师，从事电气一次设备检修与维护工作。

龙小波（1983-），男，工程师，从事电气一次设备检修与维护工作。

谭  政（1991-），男，助理工程师，从事电气一次设备检修与维护工作。

祖维国（1989-），男，助理工程师，从事电气一次设备检修与维护工作。