利用REF615F綜保進(jìn)行6 kV變電所備自投改造

梁海生

利用REF615F綜保進(jìn)行6 kV變電所備自投改造

梁海生

（茂名石化熱電分部電氣二車間，廣東 茂名 525000）

隨著石油化工裝置的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)供電可靠性的要求也越來(lái)越高，一次停電對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)、效益影響越來(lái)越大，更有可能發(fā)生火災(zāi)爆炸等次生事故。如何更快更好地提高石油化工企業(yè)供電可靠性，是亟待解決的課題。論述了利用原有綜保進(jìn)行備自投改造的實(shí)例，提供了一種解決供電可靠性難題的有效途徑。

備自投；低電壓保護(hù)；綜保裝置；邏輯編程

1 問(wèn)題引出

某石油化工公司港口35 kV變電站為港口輸油站輸油供電，35 kV進(jìn)線架空線路全長(zhǎng)10 km，沿線地形復(fù)雜，曾經(jīng)多次因架空線路接地、短路故障停電，導(dǎo)致輸油站停止輸油，極大影響了安全生產(chǎn)。該變電站35 kV、6 kV母線均采用單母分段接線方式，當(dāng)單條35 kV外線路故障停電時(shí)，可以通過(guò)35 kV單電源進(jìn)線帶兩段35 kV母線運(yùn)行，或者通過(guò)單臺(tái)主變同時(shí)帶6 kV兩段母線運(yùn)行，恢復(fù)系統(tǒng)供電。但是在設(shè)計(jì)之初，該變電站35 kV、6 kV開(kāi)關(guān)柜均沒(méi)有安裝快切或備自投裝置，導(dǎo)致在外線路發(fā)生停電故障時(shí)，只能通過(guò)手動(dòng)操作恢復(fù)6 kV母線送電，不能實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)送電，會(huì)造成輸油中斷、生產(chǎn)停產(chǎn)，對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)影響很大。為了提高港口35 kV變電站的供電可靠性，計(jì)劃對(duì)該變電站進(jìn)行母聯(lián)備自投或快切改造。

2 改造方向分析

如果將35 kV開(kāi)關(guān)柜改造為具有快切或備自投功能的開(kāi)關(guān)柜，該變電站35 kV的開(kāi)關(guān)設(shè)備采用的是GIS組合開(kāi)關(guān)，沒(méi)有多余的組合CT、PT利用進(jìn)行改造，如果更換成套GIS組合開(kāi)關(guān)，耗資巨大，經(jīng)濟(jì)性差。

如果將6 kV開(kāi)關(guān)柜改造為具有快切或備自投功能的開(kāi)關(guān)柜，重新購(gòu)買快切或備自投裝置，通過(guò)設(shè)計(jì)和施工，改造的費(fèi)用將近20萬(wàn)元，費(fèi)用較高。

當(dāng)前公司正在大力提倡“節(jié)約一分錢，管理到精細(xì)”，首要考慮的是如何節(jié)約成本、如何快速實(shí)現(xiàn)備自投功能，最好是在利用原有綜保裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)備自投 功能。

3 利用原有綜保裝置改造的可行性分析

REF615饋線保護(hù)測(cè)控裝置專為公用和工業(yè)配電系統(tǒng)中饋線的保護(hù)、控制、測(cè)量、監(jiān)視和信息記錄而設(shè)計(jì)，可用于輻射型、環(huán)型或網(wǎng)絡(luò)型配電網(wǎng)絡(luò)。該系列產(chǎn)品提供多種標(biāo)準(zhǔn)配置，REF615F具有電壓保護(hù)、頻率保護(hù)、方向過(guò)流保護(hù)和方向接地保護(hù)功能。通過(guò)檢查，6 kV開(kāi)關(guān)柜原有的REF615F綜保裝置，已經(jīng)使用了過(guò)流保護(hù)功能、低電壓保護(hù)功能，綜保裝置部分輸入輸出端子未使用。

通過(guò)分析可以確定：可以利用原有REF615F綜保裝置P03、P04、S02、S03、S04等備用端子，進(jìn)行邏輯編程、線路改造，增加6 kV開(kāi)關(guān)柜備自投功能，只需要300元的控制線材料費(fèi)，即可用最低成本、最短時(shí)間提高系統(tǒng)供電的可靠性，為可行方案。

4 母聯(lián)備自投功能介紹

母聯(lián)備自投用于2路電源的自動(dòng)快速互投。一般用在雙電源系統(tǒng)中，2臺(tái)進(jìn)線電源柜供電時(shí)母聯(lián)不投入，在1路電源進(jìn)線停電時(shí)分?jǐn)啵⒖勺詣?dòng)投入母聯(lián)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)1路電源帶動(dòng)系統(tǒng)的所有設(shè)備。

備自投動(dòng)作過(guò)程：2路進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜中，當(dāng)檢測(cè)到本側(cè)電源失壓，備自投保護(hù)啟動(dòng)跳本側(cè)開(kāi)關(guān)，確認(rèn)本側(cè)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，同時(shí)檢測(cè)兩側(cè)電源進(jìn)線側(cè)電壓，有一側(cè)電壓正常，則合母聯(lián)開(kāi)關(guān)。

備自投保護(hù)必須在充電完成后才能動(dòng)作，而充電完成的條件包括母聯(lián)開(kāi)關(guān)處于工作位置、處于分閘位置、兩側(cè)至少一側(cè)電源電壓正常、進(jìn)線開(kāi)關(guān)有電且進(jìn)線開(kāi)關(guān)處于合位。

5 母聯(lián)備自投功能的實(shí)現(xiàn)條件、動(dòng)作、退出分析

5.1 正常運(yùn)行條件

分段斷路器602處于分位置，進(jìn)線斷路器609、610均處于合位置；母線均有電壓；備自投投入開(kāi)關(guān)處于投入位置。

5.2 啟動(dòng)條件

方式一：II段備用I段，I段母線無(wú)壓，1#進(jìn)線無(wú)流，II段母線有壓。

方式二：I段備用II段，Ⅱ段母線無(wú)壓，2#進(jìn)線無(wú)流，I段母線有壓。

5.3 動(dòng)作過(guò)程

啟動(dòng)方式一：如果609斷路器處于合位置，則經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)609斷路器，確認(rèn)跳開(kāi)后合上602斷路器。

啟動(dòng)方式二：如果610斷路器處于合位置，則經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)610斷路器，確認(rèn)跳開(kāi)后合上602斷路器。

5.4 退出條件

602斷路器處于合位置；備自投一次動(dòng)作完畢；有備自投閉鎖輸入信號(hào)；備自投投入開(kāi)關(guān)（壓板）處于退出位置。

6 對(duì)進(jìn)線柜REF615F綜保裝置的低電壓保護(hù)定值核算

低電壓保護(hù)定值：dzj=50 V（二次線電壓），=2.3 s跳閘（投PT斷線閉鎖低電壓、三相同時(shí)低啟動(dòng)）。對(duì)側(cè)35 kV線路重合閘時(shí)間為2 s，6 kV進(jìn)線低電壓考慮與重合閘配合。即對(duì)側(cè)重合閘失敗啟動(dòng)6 kV備自投，重合閘成功備自投不啟動(dòng)，所以設(shè)定低電壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為2.3 s。

母線有壓：dzj=85 V（二次線電壓），=0.1 s，允許對(duì)側(cè)備自投。

PT斷線退低電壓保護(hù)。

7 母聯(lián)備自投功能實(shí)現(xiàn)條件、動(dòng)作、退出的分析結(jié)果

保護(hù)定值核算，對(duì)609、610進(jìn)線柜的REF615F綜保裝置進(jìn)行邏輯編程，如圖1所示，對(duì)602母聯(lián)柜的REF615F綜保裝置進(jìn)行邏輯編程，如圖2所示，使綜保裝置具備備自投功能。

圖1 進(jìn)線柜REF615F綜保邏輯編程

圖2 母聯(lián)柜REF615F綜保邏輯編程

8 進(jìn)線柜和母聯(lián)柜接線改造

進(jìn)線柜增加“備自投跳閘壓板”，如圖3所示。

圖3 進(jìn)線柜改造二次圖（云線范圍為改造部分）

母聯(lián)柜增加“1#進(jìn)線備自投合閘”“2#進(jìn)線備自投合閘”“備自投退出”壓板，用于備自投投退，增加敷設(shè)1#進(jìn)線柜至母聯(lián)柜、2#進(jìn)線柜至母聯(lián)柜電纜，將進(jìn)線柜信號(hào)傳送至母聯(lián)綜保裝置，如圖4所示。

9 對(duì)備自投功能進(jìn)行模擬試驗(yàn)

9.1 對(duì)綜保的電流、電壓模擬量采集功能試驗(yàn)

對(duì)進(jìn)線、母聯(lián)綜保ABB REF615F進(jìn)行模擬量采集測(cè)試，用繼保測(cè)試儀加入電壓、電流，在裝置測(cè)量畫(huà)面查看電流、電壓二次值與繼保測(cè)試儀的模擬量相匹配，一次值與經(jīng)CT變比計(jì)算后數(shù)值相匹配。

9.2 對(duì)綜保的開(kāi)入開(kāi)出功能試驗(yàn)

對(duì)進(jìn)線、母聯(lián)綜保ABB REF615F進(jìn)行開(kāi)入量測(cè)試，通過(guò)操作斷路器、壓板等發(fā)生的位置變化，查看綜保開(kāi)入界面對(duì)應(yīng)開(kāi)入點(diǎn)狀態(tài)變化。

對(duì)綜保開(kāi)出量進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)入出口測(cè)試，檢查出口對(duì)應(yīng)控制回路是否正常。

注：注1引自1#進(jìn)線柜；注2引自2#進(jìn)線柜。

9.3 邏輯功能測(cè)試

驗(yàn)證低電壓保護(hù)、PT斷線閉鎖、母線失壓備自投動(dòng)作、斷路器誤跳備自投動(dòng)作、過(guò)流閉鎖備自投、備自投僅動(dòng)作一次、進(jìn)線斷路器拒分備自投不動(dòng)作、方式一合母聯(lián)、方式二合母聯(lián)。測(cè)試步驟為：①低壓電保護(hù)功能測(cè)試。三相電壓同時(shí)低于動(dòng)作值，并且斷路器在合位，保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。單相、兩相電壓同時(shí)低于動(dòng)作值，并且斷路器在合位，保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。三相電壓同時(shí)低于動(dòng)作值，并且斷路器在合位，電流大于有流值，保護(hù)應(yīng)不動(dòng)作。②母線失壓備自投動(dòng)作測(cè)試。合上進(jìn)線斷路器，投入相應(yīng)的備自投壓板，通過(guò)繼保儀加正常電壓，使綜保滿足充電條件、充電時(shí)間，然后將本段母線電壓降至低電壓動(dòng)作值，進(jìn)線綜保低電壓保護(hù)應(yīng)動(dòng)作，“啟動(dòng)備自投”指示燈亮，母聯(lián)斷路器合閘，母聯(lián)綜保“備自投成功”指示燈亮。

9.4 進(jìn)線斷路器誤跳備自投動(dòng)作測(cè)試

備自投壓板在投入位，手動(dòng)將進(jìn)線斷路器跳開(kāi)，同時(shí)將本段母線電壓降為0。進(jìn)線綜保“啟動(dòng)備自投”指示燈應(yīng)點(diǎn)亮，母聯(lián)斷路器應(yīng)合閘，母聯(lián)綜保“備自投成功”指示燈應(yīng)點(diǎn)亮。

9.5 進(jìn)線過(guò)流閉鎖備自投測(cè)試

加電流超過(guò)過(guò)流值，進(jìn)線綜保過(guò)流保護(hù)出口動(dòng)作，進(jìn)線斷路器跳開(kāi)，同時(shí)將本段母線電壓降為0。進(jìn)線綜保“啟動(dòng)備自投”指示燈應(yīng)不亮，母聯(lián)斷路器不動(dòng)作。

9.6 備自投僅動(dòng)作一次功能測(cè)試

將本段母線電壓降至低電壓值動(dòng)作，進(jìn)線綜保低電壓保護(hù)動(dòng)作，“啟動(dòng)備自投”指示燈亮。母聯(lián)斷路器合閘，母聯(lián)綜保“備自投成功”指示燈亮。同時(shí)手動(dòng)將母聯(lián)斷路器跳開(kāi)，母聯(lián)斷路器應(yīng)不再合閘。

9.7 進(jìn)線斷路器拒分備自投不動(dòng)作功能測(cè)試

退出進(jìn)線柜“低電壓跳閘”壓板，將本段母線電壓降至低電壓值動(dòng)作，進(jìn)線綜保低電壓保護(hù)動(dòng)作，進(jìn)線、母聯(lián)斷路器應(yīng)不動(dòng)作。

9.8 備自投實(shí)際測(cè)試

確認(rèn)需要停電的6 kV母線負(fù)荷已經(jīng)全部倒空，相應(yīng)進(jìn)線、母聯(lián)斷路器都在運(yùn)行位置，進(jìn)線斷路器在合位，相應(yīng)的備自投壓板已經(jīng)投入。

9.9 方式一合母聯(lián)邏輯功能測(cè)試

用上游305斷路器將6 kV1#進(jìn)線電源斷開(kāi)，609斷路器處于合位置，則經(jīng)延時(shí)應(yīng)自動(dòng)跳開(kāi)609斷路器，確認(rèn)跳開(kāi)后應(yīng)自動(dòng)合上602斷路器。

9.10 方式二合母聯(lián)邏輯功能測(cè)試

用上游306斷路器將6 kV2#進(jìn)線電源斷開(kāi)，610斷路器處于合位置，則經(jīng)延時(shí)應(yīng)自動(dòng)跳開(kāi)610斷路器，確認(rèn)跳開(kāi)后應(yīng)自動(dòng)合上602斷路器。

10 結(jié)束語(yǔ)

至此，利用REF615F綜保進(jìn)行的6 kV變電所備自投改造工作全部完成，設(shè)備投入使用，從2016年改造投用以來(lái)，經(jīng)歷3次外線路故障停電、電力波動(dòng)，備自投均動(dòng)作成功，提高了港口輸油站的供電可靠性，保障了安全生產(chǎn)。通過(guò)改造，鍛煉了職工的技能水平，提高了職工處理復(fù)雜問(wèn)題的自信心，強(qiáng)化了職工們“節(jié)約一分錢，管理到精細(xì)”的理念，可謂一舉多得。同時(shí)，把這次改造的成功經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到其他3個(gè)輸油站變電站，均取得了成功。

［1］李文.ABB配電自動(dòng)化：REF615饋線保護(hù)繼電器［J］.電力系統(tǒng)裝備，2009（1）：64.

［2］劉冬梅，張興義，金啟超.可編程序技術(shù)用于微機(jī)保護(hù)的備自投裝置［J］.電氣時(shí)代，2006（12）：119-121.

2095－6835（2020）06－0072－03

TM63

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.025

〔編輯：張思楠〕