電網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中，為了預防因電網波動引發的單段母線失壓欠壓造成本段所帶電氣設備非計劃停機的事件，大多石化企業電網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，由母聯將單母線分為兩段。平時工作在解列狀態。當兩路電源斷路器饋線中有一條出現非故障引起的失壓欠壓狀況時，啟動母聯備自投，負荷切換到了另一段饋線。本文結合某廠6KV變配電室備用電源自動投切設備采用的各種方法為實例，來分析和探討每種辦法的原理、優點與缺點，并對某廠配電室的備用電源自動投切設備提出了一些改進方式，從而來提高6KV供電網絡備用電源自動投切的可靠性、準確性、選擇性和快速性。保證6KV系統的供電質量，確保工藝生產設備的安穩運行，同時也改變了以往6KV配電系統所采取的備用電源自動投切裝置復雜的回路和結構，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備

2003年以前，某廠6KV配電系統利用電壓繼電器、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

優點：僅僅可以實現備自投功能。

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

經過實際檢驗，這套備自投設備多次發生在6KV單段母線失電時因個別繼電器出現問題導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備

2004年，某廠因前期的備用電源自動投切裝置不完善，總結了過去失敗的經驗，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P-143配合來實現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。避免了這一環節出現故障引起備自投不成功的事件。如圖3。

圖3

原理：先將6KV1#，2#線及母聯斷電器的工作行程，斷電器狀態，故障閉鎖節點，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P-143，這樣，當6KV系統發生低電壓時，由本段綜合保護器P-141得到信息，再由1#，2#P-141發出信號送給母聯P-143，最終由母聯綜保發出命令：讓失電進行跳閘，母聯合閘，實現了備用電源自動投切的功能。保證電源的不間斷性。

優點：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，回路復雜，不利于維護。

4.更有效的備用電源自動投切設備探討

有效措施分析：

(1)采用先進的快速切換控制設備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，測量和模擬信號的處理功能由數字信號處理器完成，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，連續跟蹤計算同步判據的條件，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分批次啟動。可迅速診斷故障或PT斷線狀態時實現故障及斷相閉鎖功能。快速判別后立即啟動備自投功能實現供電不間斷。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，結合該廠現場實際情況，采取SUE 3000快速切換裝置實現電網低電壓的防護，不愧為好的措施.

圖4

(2)確實實現了繼電保護的四個特點：快速性，準確性，可靠性，選擇性.該廠配電室基本是無人值班配電室，當線路發生晃電造成系統單段母線低電壓時，值班員不易發現.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，以便有低電壓現象發生時，操作人員可及時發現，迅速通知相關技術人員及時對因晃電造成的部分低壓電動機進行恢復工作。而SUE3000快速切換裝置具有微控制器可負責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與變電站控制系統的鏈接。

5.結束語

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

[1]張占松.現代電工手冊[M].廣東科技出版社,1993.