本文通過分析本工程的特點, 著重說明如何實現三段母線上的六條進線與兩母聯之間的聯鎖關係以及進線備自投的特點、工作原理。 以便把這既可靠又經濟的設計方案得到更廣泛的推廣。
本工程屬伊拉克南部石油公司一個很重要的中壓配電站, 電網額定電壓36kV, 運行電壓33kV, 共有十三面配電櫃, 其中進線櫃六面、出線櫃三面、母聯櫃兩面、 母聯提升櫃兩面。 共有三段母線, 每段母線上有兩路進線一路出線, 這些進線來自不同的電力系統。
由於配電網的結構及供電可靠性要求決定了它設計的特點是:六條進線不能同時投入,
圖1 一次系統圖
進線與母聯聯鎖原理(參見圖1)1).六台進線櫃與兩台母聯櫃之間的聯鎖關係
如圖1所示:H01、H03、H06、H08、H11、H13分別是六條進線, H04、H09是兩段母聯, H01與H03、H06與H08、H11與H13兩兩互備用。
它們之間的聯鎖關係如下:
a). H01的合閘閉鎖條件:a. H04母聯櫃、H03進線櫃都斷開;或b. H06進線櫃、H08進線櫃、H09母聯櫃、H03進線櫃都斷開;或c. H06進線櫃、H08進線櫃、H11進線櫃、H13進線櫃、H03進線櫃都斷開。
b). H03的合閘閉鎖條件:a. H04母聯櫃、H01進線櫃都斷開;或b. H06進線櫃、H08進線櫃、H09母聯櫃、H01進線櫃都斷開;
或c. H06進線櫃、H08進線櫃、H11進線櫃、H13進線櫃、H01進線櫃都斷開。
c). H06的合閘閉鎖條件:a. H04母聯櫃、H11進線櫃、H13進線櫃、H08進線櫃都斷開;或b. H01進線櫃、H03進線櫃、H09母聯櫃、H08進線櫃都斷開;或c. H01進線櫃、H03進線櫃、H11母聯櫃、H13進線櫃、H08進線櫃都斷開。
d). H08的合閘閉鎖條件:a. H04母聯櫃、H11進線櫃、H13進線櫃、H06進線櫃都斷開;或b. H01進線櫃、H03進線櫃、H09母聯櫃、H06進線櫃都斷開;或c. H01進線櫃、H03進線櫃、H11進線櫃、H13進線櫃、H06進線櫃都斷開。
e). H11的合閘閉鎖條件:a. H09母聯櫃、H13進線櫃都斷開;或b. H06進線櫃、H08進線櫃、H04母聯櫃、H13進線櫃都斷開;或c. H06進線櫃、H08進線櫃、H01進線櫃、H03進線櫃、H13進線櫃都斷開。
f). H13的合閘閉鎖條件:a. H09母聯櫃、H11進線櫃都斷開;
或b. H06進線櫃、H08進線櫃、H04母聯櫃、H11進線櫃都斷開;或c. H06進線櫃、H08進線櫃、H01進線櫃、H03進線櫃、H11進線櫃都斷開。
g). H04的合閘閉鎖條件:a. H01進線櫃、H03進線櫃、H09母聯櫃都斷開;或b. H06進線櫃、H08進線櫃、H09母聯櫃都斷開;或c. H01進線櫃、H03進線櫃、H11進線櫃、H13進線櫃都斷開;或d. H06進線櫃、H08進線櫃、H11進線櫃、H13進線櫃都斷開。
h). H09的合閘閉鎖條件:a. H06進線櫃、H08進線櫃、H04母聯櫃都斷開;或b. H11進線櫃、H13進線櫃、H04母聯櫃都斷開;或c. H06進線櫃、H08進線櫃、H01進線櫃、H03進線櫃都斷開;或d. H11進線櫃、H13進線櫃、H01進線櫃、H03進線櫃都斷開。
圖2 斷路器合、分閘控制原理圖
圖3 進線備自投的原理圖
進線備自投的構成及基本工作原理(參見圖2、3)概述:H01與H03、H06與H08、H11與H13兩兩進線在同一段母線上,
下面就以H01為主進線、H03為備用進線為例說明備自投的基本工作原理。
1. H01主進線真正低電壓跳本斷路器
簡述:當主進線在正常運行時因上游側短路導致進線電壓低, 且備自投沒有被閉鎖時, 跳本進線斷路器。
具體:當H01進線櫃在正常運行時因上游側短路導致其低電壓,此時電壓繼電器K202.1、K202.2同時檢測到低電壓,其11、14接點閉合;當PT二次回路完好時SM60.1的21、22接點閉合;正電源經SM60.1的21、22,K202.1、K202.2的11、14使信號繼電器K400勵磁,其4、5接點閉合;備自投沒有被閉鎖時,KC1不帶電,其常閉接點31、32閉合;正電源經K400的4、5接點,KC1的31、32接點至QF的30腳,再經S3的11、12接點(此時H01斷路器在合閘狀態,其常開接點閉合),使分閘線圈Y2勵磁,跳開H01主進線斷路器。
2. 備自投閉鎖部分
簡述:當主進線在正常運行時,因就地手動分閘、遠方分閘或故障跳閘時,備自投均須被閉鎖。
具體:
i).當H01進線斷路器就地手動分閘時,SA31的5、6接點通。正電源經SA33的1、2接點,SA31的5、6接點啟動KC1中間繼電器,使其常閉接點21、22斷開,此時X3:85至X3:91回路不通,使備用進線的KC3繼電器失磁,其13、14接點斷開,使H03備用進線斷路器無法合上,閉鎖H03備用進線斷路器自投。
ii). 當H01進線斷路器因遠方分閘時,SA32的11、12接點及KA2的43、44接點都接通的。正電源經SA33的1、2接點,SA32的11、12接點及KA2的43、44接點啟動KC1中間繼電器,使其常閉接點21、22斷開,此時X3:85至X3:91回路不通,使備用進線的KC3繼電器失磁,其13、14接點斷開,使H03備用進線斷路器無法合上,閉鎖H03備用進線斷路器自投。
iii). 當H01進線斷路器因故障跳閘時,K101的18、20接點通。正電源經SA33的1、2接點,K101的18、20接點啟動KC1中間繼電器,使其常閉接點21、22斷開,使備用進線的KC3繼電器失磁,其13、14接點斷開,使H03備用進線斷路器無法合上,閉鎖H03備用進線斷路器自投。
3.備自投啟動並投入
簡述:當主進線斷路器因出現真正低電壓而跳開後,同時檢測到備用進線電壓正常,就開始啟動備用進線自投回路,經過150ms左右備用進線斷路器就自動合上。
具體:H01主進線斷路器一跳閘,S3的23、24接點就閉合,啟動時間繼電器KT1,使其接點15、18暫態閉合延時打開(約150ms);KC2繼電器在本斷路器跳開之前就已勵磁且自保持,其常開接點43、44閉合;H01進線斷路器不因就地手動分閘、遠方分閘或故障跳閘時,備自投不被閉鎖,KC1不帶電,其21、22接點閉合;此時從X3:85至X3:91回路接通,作為H03備用進線自投條件之一;備用進線檢測到有電壓,K201電壓繼電器的11、14接點閉合,作為H03櫃自投條件之二;自投轉換開關在投入位置時,其1、2接點、3、4接點都通;在H03備用進線中,正電源經SA33的3、4接點、X3:73、X3:80、K201的11、14接點、使KC3繼電器勵磁,其常開接點13、14閉合,使H03備用進線斷路器合上,備自投成功。
當H01為備用進線、H03為主進線時備自投的工作原理與以上相同。不同的只是自投切換開關SA33裝在H01櫃,把SA33的另一對接點3、4引致H03進線櫃(兩進線只用一隻投切換開關)。
結語由於受到配電網結構、供電可靠性要求及現有設備的限制,使得此工程設計難度大
且較複雜,但運行實踐證明這種設計方案可靠性也很高,同時又經濟。採用零散元器件構成的備自投一套只要4千元左右,整個工程用六套共需2.4萬元;而專用的備自投裝置一套4萬元左右,整個工程來需三套共需12萬元,單備自投就節省10萬元左右。使得整個工程的造價就大大降低,取得了良好的經濟效益。實踐證明:可靠性和經濟性都得到很好的相容,因此,此設計方案可值得廣泛推廣。
(摘編自《電氣技術》,原文標題為“伊拉克南部石油公司33kV開關櫃設計探討”,作者為陳秀珠。)
具體:當H01進線櫃在正常運行時因上游側短路導致其低電壓,此時電壓繼電器K202.1、K202.2同時檢測到低電壓,其11、14接點閉合;當PT二次回路完好時SM60.1的21、22接點閉合;正電源經SM60.1的21、22,K202.1、K202.2的11、14使信號繼電器K400勵磁,其4、5接點閉合;備自投沒有被閉鎖時,KC1不帶電,其常閉接點31、32閉合;正電源經K400的4、5接點,KC1的31、32接點至QF的30腳,再經S3的11、12接點(此時H01斷路器在合閘狀態,其常開接點閉合),使分閘線圈Y2勵磁,跳開H01主進線斷路器。
2. 備自投閉鎖部分
簡述:當主進線在正常運行時,因就地手動分閘、遠方分閘或故障跳閘時,備自投均須被閉鎖。
具體:
i).當H01進線斷路器就地手動分閘時,SA31的5、6接點通。正電源經SA33的1、2接點,SA31的5、6接點啟動KC1中間繼電器,使其常閉接點21、22斷開,此時X3:85至X3:91回路不通,使備用進線的KC3繼電器失磁,其13、14接點斷開,使H03備用進線斷路器無法合上,閉鎖H03備用進線斷路器自投。
ii). 當H01進線斷路器因遠方分閘時,SA32的11、12接點及KA2的43、44接點都接通的。正電源經SA33的1、2接點,SA32的11、12接點及KA2的43、44接點啟動KC1中間繼電器,使其常閉接點21、22斷開,此時X3:85至X3:91回路不通,使備用進線的KC3繼電器失磁,其13、14接點斷開,使H03備用進線斷路器無法合上,閉鎖H03備用進線斷路器自投。
iii). 當H01進線斷路器因故障跳閘時,K101的18、20接點通。正電源經SA33的1、2接點,K101的18、20接點啟動KC1中間繼電器,使其常閉接點21、22斷開,使備用進線的KC3繼電器失磁,其13、14接點斷開,使H03備用進線斷路器無法合上,閉鎖H03備用進線斷路器自投。
3.備自投啟動並投入
簡述:當主進線斷路器因出現真正低電壓而跳開後,同時檢測到備用進線電壓正常,就開始啟動備用進線自投回路,經過150ms左右備用進線斷路器就自動合上。
具體:H01主進線斷路器一跳閘,S3的23、24接點就閉合,啟動時間繼電器KT1,使其接點15、18暫態閉合延時打開(約150ms);KC2繼電器在本斷路器跳開之前就已勵磁且自保持,其常開接點43、44閉合;H01進線斷路器不因就地手動分閘、遠方分閘或故障跳閘時,備自投不被閉鎖,KC1不帶電,其21、22接點閉合;此時從X3:85至X3:91回路接通,作為H03備用進線自投條件之一;備用進線檢測到有電壓,K201電壓繼電器的11、14接點閉合,作為H03櫃自投條件之二;自投轉換開關在投入位置時,其1、2接點、3、4接點都通;在H03備用進線中,正電源經SA33的3、4接點、X3:73、X3:80、K201的11、14接點、使KC3繼電器勵磁,其常開接點13、14閉合,使H03備用進線斷路器合上,備自投成功。
當H01為備用進線、H03為主進線時備自投的工作原理與以上相同。不同的只是自投切換開關SA33裝在H01櫃,把SA33的另一對接點3、4引致H03進線櫃(兩進線只用一隻投切換開關)。
結語由於受到配電網結構、供電可靠性要求及現有設備的限制,使得此工程設計難度大
且較複雜,但運行實踐證明這種設計方案可靠性也很高,同時又經濟。採用零散元器件構成的備自投一套只要4千元左右,整個工程用六套共需2.4萬元;而專用的備自投裝置一套4萬元左右,整個工程來需三套共需12萬元,單備自投就節省10萬元左右。使得整個工程的造價就大大降低,取得了良好的經濟效益。實踐證明:可靠性和經濟性都得到很好的相容,因此,此設計方案可值得廣泛推廣。
(摘編自《電氣技術》,原文標題為“伊拉克南部石油公司33kV開關櫃設計探討”,作者為陳秀珠。)