電網(wǎng)低電壓時的幾種防護措施

新疆獨山子石化公司乙烯廠電氣車間 楊紅梅 馬鴻武 王曉兵 魏江麗

1.引言

6KV單母線分段式供電系統(tǒng)中，為了預(yù)防因電網(wǎng)波動引發(fā)的單段母線失壓欠壓造成本段所帶電氣設(shè)備非計劃停機的事件，大多石化企業(yè)電網(wǎng)均采用了雙電源斷電器互為備用的供電方式，如圖1。

即正常情況下，1#、2#電源分別向各自的負載供電，由母聯(lián)將單母線分為兩段。平時工作在解列狀態(tài)。當(dāng)兩路電源斷路器饋線中有一條出現(xiàn)非故障引起的失壓欠壓狀況時，啟動母聯(lián)備自投，負荷切換到了另一段饋線。本文結(jié)合某廠6KV變配電室備用電源自動投切設(shè)備采用的各種方法為實例，來分析和探討每種辦法的原理、優(yōu)點與缺點，并對某廠配電室的備用電源自動投切設(shè)備提出了一些改進方式，從而來提高6KV供電網(wǎng)絡(luò)備用電源自動投切的可靠性、準(zhǔn)確性、選擇性和快速性。保證6KV系統(tǒng)的供電質(zhì)量，確保工藝生產(chǎn)設(shè)備的安穩(wěn)運行，同時也改變了以往6KV配電系統(tǒng)所采取的備用電源自動投切裝置復(fù)雜的回路和結(jié)構(gòu)，使從事配電室運行的維護人員更加輕松的進行維護工作。

2.原有的備用電源自動投切設(shè)備

2003年以前，某廠6KV配電系統(tǒng)利用電壓繼電器、時間繼電器及中間繼電器等多個繼電器的控制方式來實現(xiàn)單段母線失電時的備用電源自動投切功能。低電壓功能的采樣電壓是通過電壓互感器輸出的1#、2#段母線及進線100V電壓引入低電壓繼電器，殘壓繼電器，再將其引入備自投回路。如圖2。

圖1

圖2

優(yōu)點：僅僅可以實現(xiàn)備自投功能。

缺點：1）大量的繼電器造成備自投回路節(jié)點多，接線復(fù)雜，極易引發(fā)備自投回路斷線故障；2）控制復(fù)雜，不利于安裝及維護；3）只要有一個繼電器動作不可靠，直接導(dǎo)致備自投失敗。

經(jīng)過實際檢驗，這套備自投設(shè)備多次發(fā)生在6KV單段母線失電時因個別繼電器出現(xiàn)問題導(dǎo)致備自投沒有成功的案例。

3.2004年以后采用的備用電源自動投切設(shè)備

2004年，某廠因前期的備用電源自動投切裝置不完善，總結(jié)了過去失敗的經(jīng)驗，進行了大面積的6KV配電室改造。利用6KV1#，2#線綜合保護繼電器P-141和母聯(lián)P-143配合來實現(xiàn)備用電源自動投切功能。低電壓信號改變了過去從PT輸出100V電壓小母線引入中間繼電器，再由此中間繼電器采取，低電壓信號直接從PT輸出的電壓100V小母線上采樣。避免了這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障引起備自投不成功的事件。如圖3。

圖3

原理：先將6KV1#，2#線及母聯(lián)斷電器的工作行程，斷電器狀態(tài)，故障閉鎖節(jié)點，采樣電壓等分別出入進行綜合保護器P-141，出口在輸入母聯(lián)P-143，這樣，當(dāng)6KV系統(tǒng)發(fā)生低電壓時，由本段綜合保護器P-141得到信息，再由1#，2#P-141發(fā)出信號送給母聯(lián)P-143，最終由母聯(lián)綜保發(fā)出命令：讓失電進行跳閘，母聯(lián)合閘，實現(xiàn)了備用電源自動投切的功能。保證電源的不間斷性。

優(yōu)點：少了以往使用的大量繼電器，提高了備自投功能的可靠性。

缺點：備自投過程曲折，回路復(fù)雜，不利于維護。

4.更有效的備用電源自動投切設(shè)備探討

有效措施分析：

(1)采用先進的快速切換控制設(shè)備SUE-3000。某廠某0.4KV配電室，在2011年夏季進行了0.4KV低壓備自投改造。采用了快速切換控制裝置SUE 3000，效果頗佳。如圖4。

該裝置基于實時微處理系統(tǒng)，測量和模擬信號的處理功能由數(shù)字信號處理器完成，不僅具備了非常快的邏輯處理和高精度的模擬信號處理能力，在啟動后以最短的時間進行切換，連續(xù)跟蹤計算同步判據(jù)的條件，使快速切換成功的概率得以大大的提高。還可有四種切換模式供客戶選擇，對于重要的生產(chǎn)裝置，可采用快速切換模式，其他裝置采用延時切換的模式以實現(xiàn)分批次啟動?？裳杆僭\斷故障或PT斷線狀態(tài)時實現(xiàn)故障及斷相閉鎖功能?？焖倥袆e后立即啟動備自投功能實現(xiàn)供電不間斷。還可在SUE 3000快切裝置上LCD顯示屏上讀取進線電壓，電流。并可給出快切時的報警，記錄、顯示、信息.因此，結(jié)合該廠現(xiàn)場實際情況，采取SUE 3000快速切換裝置實現(xiàn)電網(wǎng)低電壓的防護，不愧為好的措施.

圖4

(2)確實實現(xiàn)了繼電保護的四個特點：快速性，準(zhǔn)確性，可靠性，選擇性.該廠配電室基本是無人值班配電室，當(dāng)線路發(fā)生晃電造成系統(tǒng)單段母線低電壓時，值班員不易發(fā)現(xiàn).因此，把配電室的備自投信號引至各裝置ECS操作屏尤為重要，這樣，以便有低電壓現(xiàn)象發(fā)生時，操作人員可及時發(fā)現(xiàn)，迅速通知相關(guān)技術(shù)人員及時對因晃電造成的部分低壓電動機進行恢復(fù)工作。而SUE3000快速切換裝置具有微控制器可負責(zé)邏輯信號處理和與二進制輸入和輸出器件的通訊。通訊處理器用于負責(zé)與變電站控制系統(tǒng)的鏈接。

5.結(jié)束語

本文對6KV單母線分段式電網(wǎng)因由于電網(wǎng)晃電引起的系統(tǒng)低電壓的預(yù)防措施，結(jié)合典型的實例，從每一種備自投的原理、優(yōu)缺點等進行了分析和探討，（特別講述了新型設(shè)備快速切換控制裝置SUE 3000的長處和優(yōu)點）。以便從事此類行業(yè)人員能更好地對備自投裝置有所認識，在工作中遇見電網(wǎng)低電壓時迅速預(yù)防，從而使石化企業(yè)的能夠更加安全平穩(wěn)生產(chǎn).鑒于水平有限，難以詳述，但就其一些共性的現(xiàn)象，望能為同行們提供一點借鑒和參考.

[1]張占松.現(xiàn)代電工手冊[M].廣東科技出版社,1993.