6kV双母线分段开关自投方案

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。