多諾水電站400 V母線備自投裝置改造

陽衛

（國網四川映秀灣水力發電總廠，四川 都江堰 611830）

多諾水電站400 V母線備自投裝置改造

陽衛

（國網四川映秀灣水力發電總廠，四川 都江堰 611830）

通過對多諾水電站400 V廠用母線及其備自投裝置運行方式的分析，指出其在安全經濟運行方面存在的問題，立足設備現有狀況，提出并實施了切實可行的改造措施，消除了安全隱患，提高了電站運營的經濟性，同時也為其他電站解決類似問題提供了思路和借鑒。

廠用電；備自投；運行方式；改造

1 概述

多諾水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣，裝機容量2×50 MW，發電機出口側采用“兩機一變”擴大單元接線，220 kV側接線為單母線接線，通過220 kV多黑線接入四川電網。

400 V廠用母線共配置有兩段母線和3個獨立電源。

其中，400 VⅠ段母線由1號主變經1號廠用變供電，400 VⅡ段母線由獨立的九寨溝縣電網35 kV線路供電，柴油發電機作為全廠緊急備用電源，接于400 VⅠ段母線。在兩段母線之間裝設有聯絡斷路器和一套微機備自投裝置，備自投裝置具有“分段自投”和“進線互投”及相應的自恢復功能，可以通過整定軟件控制字進行選擇采用[1]。

廠用電系統接線簡圖見圖1。

圖1 廠用電系統接線簡圖

2013年5月電站投產初期，400 V廠用母線按照設計方案采用分段運行方式，備自投裝置也相應采用了“分段自投”方式，即分段運行的400 V兩段母線，當任一段母線失壓或進線電源斷路器跳閘后，備自投裝置按照動作邏輯和條件將母線聯絡斷路器412DL自動合閘。

400 V廠用母線進線斷路器401DL、402DL及柴油發電機出口斷路器403DL、母線聯絡斷路器412DL的合閘閉鎖條件如表1所示。

表1 采用“分段自投”運行方式的斷路器合閘閉鎖條件

而沒有被設計人員采用的“進線互投”方式，其動作原理為可以選擇任一回進線電源為主供電源，另一回為熱備用電源，正常運行方式下，由主供電源帶400 V兩段母線聯絡運行，當主供電源失壓或其進線電源斷路器跳閘后，備自投裝置按照動作邏輯和條件將熱備用電源的進線斷路器自動合閘。

如表1所示，實際上兩段母線進線斷路器401DL和402DL現有的合閘閉鎖條件并不能滿足“進線互投”的要求，備自投裝置的“進線互投”不具有實用化功能。

2 存在的問題

400 V廠用母線采用分段運行方式，存在下面兩個主要問題：

（1）九寨溝縣電網屬于小水電單電源孤立電網結構，與四川電網沒有聯網，抗自然災害能力弱，輸電距離遠、電力設備陳舊，供配電網十分脆弱，供電可靠性差[2]，作為廠用電系統的主供電源之一存在嚴重的安全隱患；

（2）全站廠用負荷均勻地分布在400V兩段母線上，主要輔機負荷由PLC按預設時間每6 h自動輪換運行，其中機組技術供水采用水泵供水方式，配用功率為45 kW的技術供水泵連續運行的時間較長，在這種運行方式下，每年外購的廠用電量據測算至少應在40萬kW·h以上，而高達0.75元/kW·h的商業電價勢必會造成企業運營成本增大。

基于上述兩個主要原因，有必要在充分利用現有設備的基礎上，通過對400 V廠用母線備自投運行方式進行“進線互投”功能的實用化改造，從而實現400 V廠用母線在正常運行方式下由電站自供，提高電站的安全經濟運行水平。

而實際上，正是由于來自縣網35 kV線路的2號廠用電源經常意外停電，電站在投產運行一段時間后，就不得不冒著備自投裝置失去作用的風險，通過手動切換，采用了自供的1號廠用電源供兩段母線的聯絡運行方式。因此，改造任務勢在必行。

3 改造方案

3.1 設備現狀

401DL、402DL及412DL采用EATON公司的IZM91B3-U16W型空氣斷路器，403DL采用NZM 4-XR型，微機備自投裝置為太原合創的WBT196D-I，經現場查勘并查閱相關資料，設備情況如下：

（1）IZM91B3-U16W型空氣斷路器的輔助觸點共有4組，每組均采用“公共端+常開/常閉”兩對觸點的接線方式。其中一組啟動重動繼電器2KA和至信號回路，一組至備自投開入回路，另兩組分別至斷路器的合閘閉鎖回路，無備用觸點，經咨詢廠家，也無法新增輔助觸點，由輔助觸點啟動的重動繼電器2 KA還有備用的“公共端+常開/常閉”觸點。

（2）NZM 4-XR型空氣斷路器的輔助觸點共有常開、常閉各1對，分別啟動重動繼電器2KA和至信號回路，無備用觸點，經咨詢廠家，也無法新增輔助觸點，由輔助觸點啟動的重動繼電器2KA還有備用常閉觸點。

（3）WBT196D-I型微機備自投裝置具有“進線互投”功能，可以通過整定軟件控制字來選擇采用由1號廠用電源帶400 V廠用母線，2號廠用電源熱備用的運行方式。

3.2 改造思路

為防止發生誤操作，反事故措施規定，斷路器電氣閉鎖回路不能用重動繼電器，應直接用斷路器的輔助觸點[3]。因此，基于設備上述現狀，改造思路如下：

（1）將401DL、402DL至備自投裝置的輸入開關量由輔助觸點改為由位置重動繼電器2KA的一組備用觸點代替，被替換的輔助接點則改接至401DL、402DL相應的合閘閉鎖回路中；

（2）在備自投裝置的開關量輸入回路中分別增設“進線互投投入”和“進線互投閉鎖”兩個壓板，方便今后的運行操作。

3.3 改造原理

備自投裝置開關量輸入回路的改造原理圖（虛框內為新增加部分）見圖2。

圖2 微機備自投裝置開關量輸入回路改造原理圖

401DL、402DL操作回路的改造原理圖（虛框內為新增加部分）見圖3。施工材料清單見表2。

圖3 401DL、402DL操作回路改造原理圖

表2 改造項目的施工材料清單

3.4 改造完成后的試驗

（1）開關量輸入檢查試驗

保持412DL分閘狀態，將402DL拉至“試驗”位置，400 V廠用母線由1號廠用電源供電，閉鎖“分段自投”，啟用“進線互投”，在備自投裝置中檢查401DL、402DL位置正確，投退“進線互投閉鎖”壓板，檢查備自投裝置對應充電或放電正常。

然后將402DL推至“工作”位置，手動操作401DL、402DL合閘分別供電400 V廠用母線，在備自投裝置中檢查401DL、402DL位置正確。

（2）401DL、402DL合閘相互閉鎖試驗

分別將401DL、402DL拉至“試驗”位置，保持412DL在“合閘”狀態，分別對401DL、402DL進行合閘閉鎖試驗正常，試驗403DL與401DL、402DL的合閘閉鎖條件正常。

（3）“進線互投”動作試驗

將400 V母線倒換為1號廠用電源供電，402DL推至“工作”位置，拉開1號廠用變高壓側斷路器，401DL自動跳閘，402DL自動合閘，待自恢復充電后，合上1號廠用變高壓側斷路器，402DL自動跳閘，401DL自動合閘，“進線互投”及相應的自恢復動作正常。

4 結束語

多諾水電站400 V廠用母線備自投裝置的“進線互投”功能實用化改造，完全立足于現有設備的狀況進行，簡單實用，改造成本很小，產生了良好的安全經濟效益，達到了預期目標。

這次改造成功后，通過及時總結經驗和推廣，不久又在青龍水電站閘首400 V母線備自投裝置上進行了“依葫蘆畫瓢”似的改造，也成功實現了閘用電備自投裝置“進線互投”功能的實用化。

[1]太原合創自動化有限公司.WBT196D-I微機型備用電源自動投入裝置說明書[Z]，2009.

[2]阿壩州電網大面積停電事件處置應急預案（2012年修訂）[Z].

[3]國能安全〔2014〕161號防止電力生產事故的二十五項重點要求[Z].

TM762.1

：B

：1672-5387（2017）03-0059-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.03.019

2016-07-19

陽 衛（1968-），男，高級工程師，從事水電站生產運行及維護管理工作。