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6kV双母线分段开关自投方案

信息来源:gkong.biz  时间:2010-04-21  浏览次数:115

  作者:陈谷林 殷 燕 刘俊英单位:洛阳石化工程公司仪电室 中原油田供水管理处 中原油田采油四厂
  某厂的供电系统是20世纪70年代初建厂时建立起来的,本次设计对总变进行大的扩容改造,改造后两台主变容量均由31.5MVA扩容至50MVA,主6kV系统接线变更为如图1
  所示的接线方式。
  6kV系统的运行方式
  因该厂为连续生产的特大型企业,对供电的连续性要求很高,故主6kV母线采用双母线接线方式。正常情况下,主6kV I、Ⅱ段母线运行,母联201、202开关,分段200开关以及备用母线处于非带电备用状态。为了捉高供电的可靠性,主6kV Ⅰ、Ⅱ段母线之间应该互为备用,即分段开关必须设置一个自投(BZT)装置。因主6kV母线上均有发电机运行,为防止一段母线失压时,200开关自投而使发电机非同期并网,故对6kV系统的运行方式作了较大的改变。在正常情况下,容量均为50MVA的1#主变和2#主变分别带6kV Ⅰ、Ⅱ段母线,分段开关处于备用状态。在200开关自投时,为防止发电机非同期并网,将发电机或将带有发电机运行的厂用电抗器倒至主6kV备用段上运行,母联开关201或202运行,并将厂用6kV的备用电源O号电抗器也倒至主6kV备用段上。同时,将一些重要负荷倒至该段,以平衡发电机的出率。一般情况下,开一台容量为12000kW的4号发电机,2台容量为3000kW的背压机和一台3000kW以低温余热发电的6号机。在200开关BZT动作时,先将运行的母联开关(201或202)跳开,使发电机孤立运行,跳开主变低压侧开关,以防止给主变反送电,然后才合200开关。如果一台主变因故退出运行,则分段开关200运行,BZT装置仍可投入运行。此时,如果运行的主变故障或其对应的110kV线路失压,BZT装置动作,跳开运行的母联开关,防止发电机过负荷或过流跳闸,保住了厂用电和炼油化工的重要负荷,这就比人工处理要快得多。在石化行业,保住厂用电是非常重要的。
  200开关自投的方案
  1.200开关的联动条件
  以主6kV Ⅰ段母线为例,有两种情况。第一种情况联动条件为:①母联201备用,202运行,Ⅰ段母线无压。②Ⅱ段母线电压正常。③BZT联动把手投入。④为了防止PT断线而引起误动作,加入了1号主变的小电流起动。第二种情况联动条件为:母联201运行,202备用。这样主6kVⅠ段母线通过201母联与有发电机运行的主6kV备用母线连在一起,当1号主变故障或对应的110kV线路失压时,从以往的事故来看,主6kV Ⅰ段母线不一定马上失压,而是频率逐渐下降,并且比电压下降得快,这样就必须设计低周联动,否则,切除故障的时间很长。其余的起动条件和第一种情况一样,不过可以除去主变小电流起动。主6kVⅡ段母线的联动与主6kV Ⅰ段母线的联动情况相似。
  2.200开关的动作过程
  当动作条件满足以后,BZT装置首先跳开母联开关,使发电机脱离系统,同时跳开主变低压侧开关,以防止给主变反送电或者自投到主变的故障点上,之后才去合200开关,使失压母线复电。
  另外,如果主母线故障,相应的母线保护动作,跳开母联和对应主变的低压侧开关,这样就满足了200开关BZT装置所有的起动条件,使200开关自投到故障点上,从而扩大事故。故用主母线过流保护来闭锁200开关BZT装置,从而有效地防止了200开关BZT装置自投到母线的故障点上。
  200开关自投装置逻辑原理图
  本次改造对该厂的110kV线路、主变、所有馈线、母联、母线以及厂用电全部采用了微机保护,同样对200分段开关BZT装置也采用微机保护。但由于该厂主6kV系统的运行方式比较特殊,BZT装置的定型产品对该厂并不适合。因此,必须根据该厂的实际情况设计出微机保护的逻辑原理框图,然后寻找合适的厂家,生产出该厂非标准的BZT装置。
  根据以上的分析,以Ⅰ段母线为例,设计出200分段开关微机自投装置的逻辑原理框图如图2所示。
  逻辑框图分析
  为了防止由于运行工人的疏忽而使200分段开关微机自投装置投退不及时,要求BZT装置既要有外部操作把手,又要有内部能投退并且能从窗口进行修改的功能,还要根据开关的运行状态能自动投退BZT装置。图2中的第一个与门为BZT装置投入退出的条件,其中BZT投入是要求生产厂家在软件设计时具有此项功能;联动把手投入是由运行工人操作的,装在保护盘上;Ⅰ段母线有电是指该母线在运行,不运行的母线或者PT断线,该段落的BZT自动退出,201或210合位是指Ⅰ段母线在运行,如果201和210都在跳位,则该段的BZT装置自动退出。满足条件后,BZT装置开始工作,10s后正常,同时它的输出分两路,一路参与低周联动即BZT1回路,另一路参与低压联动即BZT2回路。在BZT1回路中,如果低周回路的条件满足,经tF1的时间,跳开210和201两个开关,这样210和201开关就变成
  了跳位,经过0.5s后,
  合200开关。另外,低周联动不存在母线故障的可能,不需要加入该段母线过流保护来闭锁它;同样如果低电压回路的条件满足,经tF2的时间,跳开210和201开关,然后合200开关。在低压回路中,为避免母线故障,而使200开关自投误动作扩大事故,在其与门回路中加入母线过流保护来闭锁自投装置。另外,跳闸和合闸回路均采用两对常开接点并联,以保证跳闸和合闸的可靠性。

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