【清水塘水电站厂用400V备电源自投装置原理及应用浅析】清水塘水电站
时间：2020-03-13 07:20:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：根据清水塘水电站厂用电结线实际情况，介绍单母线三分段接线方式下备自投的实施方法及其动作原理，实现可靠供电。 关键词：400V单母线三分段 备用电源自投 运行方式
一、概述
在电力系统中，当供电电源由于某些原因而断开时，则连接在它上面的用户和用电设备将失去电源，从而使正常工作遭到破坏，给生产和生活造成不同程度的损失。为了消除和减少损失，保证用户不间断供电，在发电厂和变电站中广泛采用了备用电源自动投入装置。
二、电站400V厂用电运行现状
湖南怀化辰溪清水塘电厂安装4台灯泡贯流式水轮发电机组，每台机组的额定容量为32MW，厂用400V采用了南瑞继保有限公司的RCS-9625备自投保护装置，对于电站的运行及维护方便灵活，经济合理，现站内400V厂用电运行状况如下：
? 1.清水塘水电站厂用电结线为0.4kV级，厂用变压器安装型号为：SCB10-1250/10，共两台，联结组标号： D,yn 11, 额定电压： 10.5±5%/0.4。
2.两台厂变分别由10.5kV 1#、2#发电机母线I段和3#、4#发电机母线II段接人提供于厂用变10kV高压侧供电。
3.为了保证其供电可靠性，还设置了1台300kw的备用柴油发电机。
4.0.4kV所带负荷为机组自用电盘、厂内照明盘、厂内公用电盘、厂房坝段用配电盘等，各采用双电源结线。
三、厂用电的备用电源自投原理
1.RCS-9652装置原理
RCS-9652装置原理图
1.1模拟量输入
外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入模数变换器，CPU经采样数字后形成各种保护继电器，并计算各种遥测量。Ua1、Ub1、Uc1为I母电压输入，Ua2、Ub2、Uc2为II母电压输入。Ux1、Ux2为两线线路PT的电压输入，其额定电压可为100V或57.7V。I1、I2为两进线一相电流，用于防止PT断线时装置误起动。IA、IB、IC为专用测量CT输入。
装置引入两段母线电压（Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2），用于有压、无压判别。引入两段进线电压（Ux1、Ux2）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字的选择是否使用。每个进线开关各引入一相电流（I1、I2）,是为了防止PT三相断线后造成桥开关误投，也是为了更好的确认进线开关已跳开。
装置引入1DL、2DL、3DL开关位置节点（TWJ）用于系统运行方式判、自投准备及自投动作。引入了1DL、2DL、3DL开关的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的闭锁。另外还分别引了闭锁方式1自投，闭锁方式2自投，闭锁方式3、4自投三个输入。
装置输出节点有跳1DL、2DL，合1DL、2DL、3DL各两付接点。三组遥控跳合输出。信号输出分别为：装置闭锁（可监视直流失电,常闭接点），装置报警，保护跳闸，保护合闸各一付接点。
1.2根据电站实际当两段母线分列运行时，采用了RCS-9625备自投保护分段（桥）开关自投方式（方式1、方式2）：
1.2.1充电条件：a）I母、II母均三相有压； b）1DL、2DL在合位，3DL在分位。满足以上条件，经15秒后充电完成。
1.2.2放电条件：a）3DL在分位； b）I母、II母均三相无压，延时15s放电； c）手跳1DL或2DL（KKJ1或KKJ2=0）； d）其他外部闭锁信号（端子309开入）； e）1DL，2DL或3DL的TWJ异常。
1.2.3动作过程：当充电完成后
方式1：I母无压、#1进线无流，II母有压，自投方式3（MB3）整定控制字投入，则起动，经TB3延时跳1DL，确认1DL跳开后合3DL。
方式2：II母无压、#2进线无流，I母有压，自投方式4（MB4）整定控制字投入，则起动，经TB4延时跳2DL，确认2DL跳开后合3DL。
RCS-9652桥开关自投方式逻辑框图
1.2.4 PT断线判别
当自投方式1、2任一投入时，I母PT断线判别：
a) 正序电压小于30V时，I1大于0.02In或1DL在跳位、3DL在合位I2大于0.02In；
b) 负序电压大于8V。满足以上任一条件延时10S报I母PT断线,断线消失后延时2.5S返回。
II母PT断线与I母类同。线路PT断线判别：整定控制字要求检查线路电压，若线路电压Ux1(Ux2)不满足有压条件，经10S报1#(2#)线路PT断线，断线消失后延时2.5S返回。
2.RCS-9625备自投保护的在清水塘电站的应用
清水塘电站厂用系统图
2.1正常情况下，AT1和AT2带全部负荷运行，互为暗备用，I、II段母联断路器104投入，II、III段母联断路器108断开，II、III段母联断路器108作为备自投开关。
2.2 当I-II段母线失压且AT2低压侧断路器102处于合位，在III段母线有压的情况下跳开AT1厂变低压侧断路器100，投II-III段母联断路器108；当AT1断路器100偷跳，备自投逻辑同上。
2.3当III段母线失压且AT1低压侧断路器100处于合位，在I-II段母线有压的情况下跳开AT2厂变低压侧断路器102，投入II-III段母联断路器108；当AT2断路器偷跳，备自投逻辑同上。
2.4 当III、I-II段母线均失压，备自投装置应跳开所有母联断路器104、108及两台厂变低压侧断路器100、102，并发出投柴油发电机的指令至柴油发电机控制器，带II段母线上重要负荷。
2.5 厂变高压侧电流作为母线失压的闭锁判据，防止PT断线误动。
2.6 柴油发电机断路器106由LCU控制，正常情况下，该断路器一直处于断开状态。
3.清水塘电站RCS-9625备自投保护装置保护整定值
为使用备自投装置能可靠运行，对起动过程中的主要元器件的动作参数必须进行整定，使用备自投装置既不误动亦不拒动。RCS-9625备自投保护装置保护的整定值如下：无压启动整定值：25V，有压定值：70V；无压合闸定值：25V，自投无压启动跳闸时间：1S；自投合闸时间：1S；厂变备自投其他定值用户根据现场情况自行整定。
RCS-9625备自投保护装置于08年8月25日现场进行调试完毕后，同年9月13日投运以来，保护装置动作准确，各电流电压回路采样正确，自投产至今，无出现任何故障。
四、400V厂用电对相关设备的要求
对厂用电系统的安装也要吸收一些有益的经验，所有盘柜的孔洞在拉完电缆接完线之后，应及时用耐火材料进行封堵，以防止小动物窜入。电站多潮湿雨天时，小动物容易进入其中，引起电气短路，造成火灾，损坏设备。为了提高厂用电供电可靠性，避免造成重大影响，在投产初期就应重视上述问题。对在厂用系统上接出负荷要严格控制，确是厂用负荷，才能从厂用电接出，否则不要接在厂用负荷上，以免降低厂用电的可靠性。特别是机组配电柜、厂内公用电盘、厂房坝段用电盘不得随意增加负荷，以重点保证厂内的用电负荷。
五、结论
在电站运行过程中，不少重要负荷是不允许停电的，因此常设置两个或两个以上的独立电源供电，一个工作，一个备用，或互为备用。当工作电源消失的时候备用电源保护装置自动投入，中断供电时间只是自动装置的动作时间，时间很短，对电站运行无明显影响。故，备自投装置在该电站400V运行系统中大大提高供电可靠性，确保设备运行的可靠性。
作者简介：
钟华（1983-），男，助工，从事机电设备安装工作。
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