導(dǎo)語：低壓備自投系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：按照石油化工重要裝置0.4KV低壓電氣系統(tǒng)抗晃電的要求，本文研究設(shè)計(jì)了一種基于繼電保護(hù)的0.4KV低壓電氣系統(tǒng)備自投裝置，并應(yīng)用于變配電間新建或改擴(kuò)建項(xiàng)目。通過0.4KV低壓電氣系統(tǒng)備自投裝置與微機(jī)電動機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置抗晃電功能的配合，實(shí)現(xiàn)單條0.4KV進(jìn)線停電或晃電時，低壓電動機(jī)回路不停車或停車后短時自啟動，保障生產(chǎn)裝置不停車，確保石油化工裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)的最終目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：低壓電氣系統(tǒng)；備自投；抗晃電；微機(jī)電動機(jī)保護(hù)

按照重要裝置電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗晃電功能的要求，0.4kV變電所母聯(lián)應(yīng)有備自投功能，并實(shí)現(xiàn)晃電時電動機(jī)不停機(jī)或能夠自啟動，裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不停車。電氣系統(tǒng)通過增加0.4kV低壓電氣備自投系統(tǒng)，采用具有抗晃電功能的微機(jī)電動機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置，通過繼電保護(hù)方案的配合，完美實(shí)現(xiàn)低壓電氣系統(tǒng)的備自投及抗晃電功能。由于以前的0.4kV低壓變配電所進(jìn)線、母聯(lián)控制系統(tǒng)沒有備自投功能，為此我們結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)了一套適用于石油化工電氣系統(tǒng)特點(diǎn)的0.4kV低壓電氣備自投系統(tǒng)。

1備自投系統(tǒng)工作原理

（1）電源1#進(jìn)線、2#進(jìn)線運(yùn)行，分段備用，即1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器在合位，母聯(lián)斷路器在分位。當(dāng)電源1#進(jìn)線因?yàn)楣收蠈?dǎo)致失電后，母聯(lián)斷路器自動投入(圖1)。備自投滿足條件：Ⅰ段母線、Ⅱ段母線均三相有壓；1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器在合位，母聯(lián)斷路器在分位。當(dāng)備自投滿足條件后，Ⅰ段母線線電壓均小于母線無壓啟動定值，1#進(jìn)線I1無流，Ⅱ段母線有壓，線電壓大于母線有壓定值，則備自投啟動，經(jīng)一定的延時，跳電源1#進(jìn)線斷路器，確認(rèn)1#進(jìn)線跳開后，且Ⅰ段母線線電壓均小于無壓合閘定值，經(jīng)一定延時去合母聯(lián)斷路器。（2）電源1#進(jìn)線、2#進(jìn)線運(yùn)行，分段備用，即1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器在合位，母聯(lián)斷路器在分位。當(dāng)電源2#進(jìn)線因?yàn)楣收蠈?dǎo)致失電后，母聯(lián)斷路器自動投入(圖1)。備自投滿足條件：Ⅰ段母線、Ⅱ段母線均三相有壓；1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器在合位，母聯(lián)斷路器在分位。當(dāng)備自投滿足條件后，Ⅱ段母線線電壓均小于母線無壓啟動定值，2#進(jìn)線I2無流，Ⅰ段母線有壓，線電壓大于母線有壓定值，則備自投啟動，經(jīng)一定的延時，跳電源2#進(jìn)線斷路器，確認(rèn)2#進(jìn)線跳開后，且Ⅱ段母線線電壓均小于無壓合閘定值，經(jīng)一定延時去合母聯(lián)斷路器。

2設(shè)計(jì)與方案

2.1線路、備用電源自投裝置的選擇

目前，國內(nèi)6kV電氣系統(tǒng)采用南瑞繼保備自投裝置的較多，這里借鑒石油化工裝置變電所6kV電氣系統(tǒng)備自投的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合0.4kV低壓電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，從電壓、電流的采集，聯(lián)鎖接點(diǎn)的選取，保護(hù)功能的配置等方面進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。保護(hù)裝置采用國內(nèi)頂尖的南瑞繼保PCS-9611L線路保護(hù)和PCS-9651L備用電源自投裝置，南瑞繼保的PCS-9611L線路保護(hù)裝置適用于中壓等級的非直接接地系統(tǒng)或小電阻接地系統(tǒng)中的線路保護(hù)及測量控制。PCS-9651L備用電源自投裝置可實(shí)現(xiàn)中低壓電壓等級、不同主接線形式（內(nèi)橋、單母線、單母線分段等）的備用電源自動投入功能，另外，還具有分段保護(hù)測控功能。兩種保護(hù)各項(xiàng)功能齊全，可根據(jù)實(shí)際需要配置，能夠滿足進(jìn)線和備自投裝置的測量、采集、保護(hù)、故障錄波、事件記錄等功能。

2.2電壓、電流采集

6kV系統(tǒng)通過電壓互感器測量母線電壓，而0.4kV系統(tǒng)沒有電壓互感器，將380V電壓數(shù)據(jù)直接接入開關(guān)和電壓表，不參保護(hù)控制。電流通過進(jìn)線和母線的電流互感器直接接入電流表顯示。兩條進(jìn)線回路分別采集自身電壓、電流，之間沒有聯(lián)鎖，不能實(shí)現(xiàn)自投切換。要想實(shí)現(xiàn)備自投系統(tǒng)單進(jìn)線失電母聯(lián)自動投切，電壓、電流數(shù)據(jù)采集和聯(lián)鎖功能必不可少。我們結(jié)合0.4kV系統(tǒng)單母線分段運(yùn)行系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)線采用3組電壓互感器，將電壓變?yōu)槟先鸨Ｗo(hù)裝置需要的電壓值，采用4組電流互感器，將電流和電壓分別引入進(jìn)線和母聯(lián)保護(hù)裝置，參與自動投切條件判定（圖2）。母聯(lián)通過6組電壓互感器，分別采集兩段母線電壓。PCS-9651L裝置通過電壓互感器引入兩段母線電壓（Uab1、Ubc1、Uca1和Uab2、Ubc2、Uca2），用于有壓、無壓判別。引入兩條進(jìn)線電源電壓（Ux1、Ux2），用于判別備用電源是否有壓，經(jīng)繼電保護(hù)整定，選擇控制字投用狀態(tài)。引入兩條進(jìn)線單相電流（I1、I2），防止母線PT三相斷線后備自投誤動作，同時，可以用來進(jìn)一步確認(rèn)電源開關(guān)是否跳開。圖2進(jìn)線電壓、電流采集二次原理圖

2.3聯(lián)鎖接點(diǎn)選取

根據(jù)母聯(lián)備自投裝置原理，結(jié)合南瑞保護(hù)裝置充電條件和放電條件設(shè)計(jì)聯(lián)鎖回路。1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器處于合位，且為合后位；母聯(lián)斷路器處于跳位。母聯(lián)斷路器位置引自自身開關(guān)的輔助接點(diǎn)，1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器的位置引自進(jìn)線PCS-9611L線路保護(hù)的輸出接點(diǎn)。PCS-9651L裝置引入1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器和母聯(lián)斷路器的跳閘位置接點(diǎn)，用于系統(tǒng)運(yùn)行方式識別、自投準(zhǔn)備及自投動作。引入1#進(jìn)線、2#進(jìn)線斷路器和母聯(lián)斷路器的合后位置（KKJ）信號，用于各種運(yùn)行方式下的手跳閉鎖備自投。通過采集進(jìn)線、母聯(lián)斷路器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)備自投的閉鎖和投入，保證繼電保護(hù)裝置的可靠性。

2.4保護(hù)功能的配置

保護(hù)功能的配置直接影響備自投系統(tǒng)的應(yīng)用效果，我們結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，合理地進(jìn)行繼電保護(hù)配置。通過保護(hù)壓板、控制字、保護(hù)定值及動作時間的設(shè)定來實(shí)現(xiàn)備自投的選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。PCS-9651L裝置選擇備自投方式3/4投入，檢電源1和電源2電壓投入，過流Ⅰ段投入，過流Ⅱ段投入的保護(hù)配置。備自投方式3投入，動作輸出：跳電源1出口，跳開電源1進(jìn)線斷路器，合分段斷路器。備自投方式4投入，動作輸出：跳電源2出口，跳開電源2進(jìn)線斷路器，合分段斷路器。檢電源1和電源2電壓投入，用于系統(tǒng)運(yùn)行方式識別、自投準(zhǔn)備及自投動作。PCS-9651L設(shè)置兩段定時限過流保護(hù)，各段有獨(dú)立的電流定值和時間定值以及控制字。過流Ⅰ段投入，設(shè)為速斷保護(hù)，過流Ⅱ段投入設(shè)為定時限過流保護(hù)，實(shí)現(xiàn)不同故障情況下跳開分段斷路器。引入電源1和電源2過流閉鎖，實(shí)現(xiàn)過流故障閉鎖，防止備自投裝置投到故障點(diǎn)上造成故障范圍擴(kuò)大。

3電動機(jī)保護(hù)裝置配合

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗晃電性能，本文將0.4kV低壓電氣備自投系統(tǒng)和微機(jī)電動機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置相結(jié)合，通過合理的時限配合，實(shí)現(xiàn)0.4kV電氣系統(tǒng)抗晃電功能。采用具有再啟動功能的微機(jī)電動機(jī)保護(hù)裝置，通過微機(jī)電動機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置的再啟動定制設(shè)定，將欠/失壓重啟動的“立即重啟動”投入，在電壓跌落小于0.5S的時候，由于慣性，認(rèn)為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)降落很小，可以直接重啟電機(jī)。當(dāng)電壓跌落大于0.5S小于“重啟有效延時”的時候，裝置將按照重啟延時可靠啟動電機(jī)，實(shí)現(xiàn)晃電不停裝置的目標(biāo)。

4系統(tǒng)應(yīng)用試驗(yàn)

該系統(tǒng)在設(shè)備制造廠進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，完美實(shí)現(xiàn)了單進(jìn)線停電，母聯(lián)自動投切的備自投功能，同時，在1座改造的變電所進(jìn)行了現(xiàn)場安及調(diào)試試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明，備自投、兩段過流保護(hù)配置合理，微機(jī)電動機(jī)保護(hù)設(shè)置符合要求，開關(guān)動作準(zhǔn)確迅速，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的最初目標(biāo)。備自投系統(tǒng)首次應(yīng)用成功后，該系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行全面推廣。目前，已經(jīng)有10余套系統(tǒng)應(yīng)用各新建與改造項(xiàng)目。

5結(jié)語

低壓備自投系統(tǒng)應(yīng)用新建變電所后，獲得了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。石油化工裝置供電系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高，能夠保障裝置連續(xù)工作不停車。因電氣系統(tǒng)晃電、停電導(dǎo)致全所停電、裝置停車的事故概率將大大減少，能夠全力保證生產(chǎn)裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和平穩(wěn)生產(chǎn)。

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作者：蘭永良 單位：大慶石化公司水氣廠