过军渡水电站复杂接线厂用电系统微机备自投的运用

刘 伟

(四川明星电力股份有限公司，四川 遂宁 62900)

1 实施背景

过军渡水电站位于四川省遂宁市船山区龙凤场涪江干流河段，装机容量2×22.5 MW。电站为“无人值班(少人值守)”运维模式，厂用电系统为三路进线、三段母线接线方式(见图1)，进线及分段开关均为框架式断路器。厂用电主供电源为35 kV电源进线，备供电源为1号发电机电源进线和2号发电机电源进线，任何情况下不允许两路电源并列运行。厂用电的倒换操作全靠人工进行，工作效率低，运行安全风险大。

图1 过军渡电站厂用电系统示意

通过对微机备自投功能原理了解分析，普通备自投装置只适用于二进一分段的运行方式，并不适用于过军渡电站“三进二分段”厂用电系统控制要求。若要满足要求，应选用集成型多线路控制的备自投装置，需要厂家特殊定制，且投资成本高，综合利用率低。因此，通过进行动作逻辑优化设计和控制功能扩展，建立一套双机联动、时序顺控成套备自投装置，具有较高的实用价值。

2 设计思路

(1)选用南瑞继保PCS9651型微机备自投装置，采用BZT1和BZT2双机组合配置方式，具备进线备投和分段备投功能。

(2)BZT1监测控制1ZKK、3ZKK、4ZKK开关；BZT2监测控制2ZKK、3ZKK、 5ZKK开关。3ZKK作为公共控制对象，两套装置既相互独立，又相互联系。

(3)通过调整BZT1和BZT2“合备用电源延时”、“合分段延时”定值的方式实现两套备自投间的顺序控制动作逻辑。

(4)通过在BZT1和BZT2合闸出口回路串接相应断路器辅助开关接点实现两套备自投装置间的防误投电气互锁功能。

(5)因进线开关和分段开关无“合后位置”开出，采用接入断路器控制开关把手分闸位置信号实现手跳闭锁备自投功能。采用接入断路器保护跳闸接点信号闭锁备自投动作(见图2)。

图2 备自投双机联动设计原理

3 动作逻辑

3.1 运行方式1备投(进线备投)

厂用电系统由35 kV电源进线主供,1、2号发电机电源进线备供,BZT1和BZT2均充电。

当主供电源进线故障失电时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母无压，BZT1和BZT2同时启动跳开3ZKK；BZT1经本装置“合备用电源延时”3 s合上1ZKK开关，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢复有压，BZT1备投成功。

因BZT2“合备用电源延时”为10 s，较BZT1时限长7 s;又由于此时Ⅱ、Ⅲ母已恢复有压，BZT2合2ZKK开关合闸脉冲不能开出，装置处于充电准备状态。

如BZT1备投不成功，则BZT2无压判据满足，经10 s延时发出合闸脉冲合上2ZKK开关，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢复有压。如在BZT2发出合闸脉冲时，1ZKK开关仍处于合闸位置，则由于在BZT2合2ZKK开关出口回路串接了1ZKK开关辅助开关接点而闭锁合闸，BZT2放电条件满足而立即放电。

3.2 运行方式2备投(进线备投)

厂用电系统由1号发电机电源进线主供,35 kV电源进线、2号发电机电源进线备供,BZT1充电，BZT2不充电。

当主供电源进线故障失电时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母无压，BZT1启动跳开1ZKK，经本装置“合备用电源延时”3 s合上3ZKK开关，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢复有压，BZT1备投成功。

3.3 运行方式3备投(进线备投)

厂用电系统由2号发电机电源进线主供,35 kV电源进线、1号发电机电源进线备供,BZT2充电，BZT1不充电。

当主供电源进线故障失电时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母无压，BZT2启动跳开2ZKK，经本装置“合备用电源延时”10 s合上3ZKK开关，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢复有压，BZT2备投成功。

3.4 运行方式4备投(分段备投)

厂用电系统由2号发电机电源进线、35 kV电源进线、1号发电机电源进线分段独立供电,BZT1、BZT2均充电。

(1)当35 kV电源进线故障失电时，Ⅲ母失电，BZT1和BZT2同时启动跳开3ZKK，BZT1经本装置“合分段延时”3 s合上4ZKK开关；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母恢复有压，BZT1备投成功。

因BZT2“合分段延时”为10 s，较BZT1时限长7 s，又由于此时III母已恢复有压，BZT2合5ZKK开关合闸脉冲不能开出，装置处于充电准备状态。

如BZT1备投不成功，则BZT2经10 s延时发出合闸脉冲合上5ZKK开关，Ⅲ母恢复有压，BZT2备投成功。如BZT2发出合5ZKK开关合闸脉冲后，4ZKK开关仍处于合闸位置，则由于在BZT2合5ZKK开关出口回路串接了4ZKK开关辅助开关接点而闭锁合闸，BZT2放电条件满足而立即放电。

(2)当1号发电机电源进线故障失电时，I母无压，BZT1启动跳开1ZKK，BZT1经本装置“合分段延时”3 s合上4ZKK开关；I母恢复有压，BZT1备投成功，BZT2不动作。

(3)当2号发电机电源进线故障失电时，II母无压，BZT2启动跳开2ZKK，经本装置“合分段延时”10 s合上4ZKK开关；II母恢复有压，BZT2备投成功，BZT1不动作。

4 需要注意的问题

由于备自投双机联动控制程序及二次接线相对复杂，误动、拒动引发的事故后果极为严重，在实际应用中，应重点关注并做好以下几方面的工作：

(1)应结合一次系统接线运行方式，优先选用技术成熟、功能先进、动作可靠、可扩展性强的微机型备自投装置。

(2)为防止母线PT断线引起装置误启动，备自投应采用有流闭锁判据，其电流值应按躲过最小负荷电流整定。

(3)两套备自投装置的出口时限整定值应长、短配合固化整定，其差值应限制在系统允许的最短供电中断时间以内。

(4)需要进行人工倒换厂用电时，在操作前应投入闭锁备自投压板，避免装置误启动。

(5)备自投装置在设备投运前，除按规范进行装置本体试验外，还应进行备自投装置全逻辑一次传动试验，确保正确动作。

5 取得的成效

发电站厂用电系统微机备自投双机联动优化设计已在过军渡水电站得以实施应用，成效显著。

(1)电站事故情况下的厂用电倒换由人工操作变为备自投装置自动完成，提升了自动化水平，极大减轻值班人员劳动强度；厂用电中断时间由原来的“分钟级”缩短到“秒级”，可有效防范恶性事故发生，安全效益明显。

(2)采用备自投双机联动优化设计比采用集成型多线路控制的备自投装置节约投资资金，且设计成果可在同类接线的水电站推广运用，可产生经济效益100余万元。

6 结 语

电力行业是技术密集型企业，科技创新是推动电力企业高质量发展的主要动力，水电站厂用电系统微机备自投双机联动优化设计，以解决生产运行技术难题为突破口，基于对成型产品功能原理研究、探讨，形成二次开发技术成果，应用后取得了良好的经济效益。