安科瑞 AM5SE-B 高压备自投装置在化工企业配电项目的应用

摘 要：随着电力需求的不断增加，电力系统供电可靠性要求越来越高，许多供电系统已具备两回或多回供电线路。备用电源自动投入装置可以有效提高供电的可靠性，该类装置能够在工作电源因故障断开后，自动且迅速地将备用电源投入到工作或将用户切换到备用电源上。本文介绍的AM5SE-B高压备自投装置，针对该工程两市电进线一母联两柴发系统特殊定制程序并接入现场原二次回路，对该项目现场实现分段备投+柴发备投的备自投功能，能大大提高变电站运行的可靠性、安全性和供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班。

关键词：可靠性；备用电源自动投入；备自投装置

1、项目概况

本项目为在某部队变电站10kV部分改造工程，项目主要内容为在原保护二次回路中增加备自投装置控制，以实现在主供电源发生失压或者故障时候进行备用电源切换，保证重要负荷的持续供电。备自投装置在部队项目中有着非常重要的作用，主要体现在以下几个方面：①供电连续性与高可靠性：部队项目对供电连续性要求很高，一旦停电可能会影响指挥通信、战备换岗等关键任务，备自投装置可以在主电源故障时，快速自动切换至备用电源（另一路进线或者柴油发电机），提高供电的可靠性；②提升应急响应能力：在突发情况下，主电源可能受损或者被切断，备自投装置可根据预设逻辑自动投入备用电源，无需人工干预，缩短恢复供电时间，保障关键负荷持续运行；③降低管理成本：备自投装置减少了人工切换电源的工作量，尤其是在多电源的大型基地中，可以显著降低人员工作量，节约人力资源成本；④不同情况下供电方式切换：

本工程的备自投装置以及备自投屏柜由安科瑞电气制造并提供屏柜内接线，中环电气有限公司负责完成现场剩余改造施工及原二次回路至备自投屏柜的接线。

该项目10kV供电系统主要由两路35kV/10kV站用变进线，一母联以及两路柴发进线组成，具体项目一次系统图已简化如图1所示。QF1和QF2为主用进线，平时母联QF12断开，两路站用变进线分列运行，两柴发进线QFY1、QFY2作为站用变进线的备用。我司用一台备自投装置屏采集两路站用变进线、两路柴发电压、各断路器位置及原10kV各进线母联保护装置的保护动作信号并集成对5个断路器的分合闸控制出口，实现对10kV系统的备自投投切控制。

图1 10kV一次系统图

2、备自投方案

本项目备自投装置采集两路站用变进线电压电流、两路柴发进线电压以及5个断路器位置，需要实现的备自投功能如下：

1）正常运行时，两路站用变进线QF1、QF2合闸，母联QF12、和两路柴发进线QFY1、QFY2分闸，两路进线分列运行。当备自投装置检测到此时电压、电流及断路器位置状态无误时，经延时，备自投进入充电状态。

2）仅进线1电压异常时

①　当#1站用变异常时，备自投装置检测到进线1无压无流，则断开#1进线断路器QF1，然后备自投合母联断路器QF12，由#2带整段母线负载运行。

②　当备自投装置检测到进线1电压恢复，备自投充电准备恢复由#1进线供电。充电完成后，备自投断开母联断路器QF12，合上进线1断路器QF1，恢复两路进线分列运行。

3）仅进线2电压异常时

①　当#2站用变异常时，备自投装置检测到进线2无压无流，则断开#2进线断路器QF2，然后备自投合母联断路器QF12，由#1带整段母线负载运行。

②　当备自投装置检测到进线2电压恢复，备自投充电准备恢复由#2进线供电。充电完成后，备自投断开母联断路器QF12，合上进线2断路器QF2，恢复两路进线分列运行。

4）进线1及进线2电压均异常

①　备自投装置检测到进线1和进线2无压无流时，现场两柴发自启动，备自投装置跳开两路站用变进线QF1、QF2。

②　确认两路站用变进线和母联跳开后，备自投装置检测两路柴发进线电压：

a. 两柴发进线均有压

备自投装置检测两路柴发进线均有压，备自投装置判两路柴发正常启动，然后备自投装置合柴发1进线QFY1、柴发2进线QFY2，由两柴发分别为I段母线、II段母线负载供电。

市电进线1先恢复时，断开两路柴发，然后依次合进线1断路器和联络断路器，由进线1带整段母线负载运行；

市电进线2先恢复时，断开两路柴发，然后依次合进线2断路器和联络柜断路器，由进线2带整段母线负载运行；

市电进线1、市电进线2同时恢复时，断开两路柴发，然后合进线1、进线2断路器，恢复两路进线分列运行。

b. 柴发QFY1有压，柴发QFY2无压

备自投装置检测QFY1柴发进线有压，QFY2柴发进线无压，备自投装置判1号柴发正常启动，2号柴发故障，然后备自投装置合柴发1进线QFY1和母联QF12，由柴发1供整段母线。

市电进线1先恢复时，断开柴发QFY1，然后合进线1断路器，由进线1带整段母线负载运行；

市电进线2先恢复时，断开柴发QFY1，然后合进线2断路器，由进线2带整段母线负载运行；

市电进线1、市电进线2同时恢复时，断开柴发QFY1和联络柜断路器，然后合进线1、进线2断路器，恢复两路进线分列运行。

c. 柴发QFY2有压，柴发QFY1无压

备自投装置检测QFY2柴发进线有压，QFY1柴发进线无压，备自投装置判2号柴发正常启动，1号柴发故障，然后备自投装置合柴发2进线QFY2和母联QF12，由柴发2供整段母线。

市电进线1先恢复时，断开柴发QFY2，然后合进线1断路器，由进线1带整段母线负载运行；

市电进线2先恢复时，断开柴发QFY2，然后合进线2断路器，由进线2带整段母线负载运行；

市电进线1、市电进线2同时恢复时，断开柴发QFY2和联络柜断路器，然后合进线1、进线2断路器，恢复两路进线分列运行。

图2 备自投运行状态表

3、产品方案

该项目是在10kV配电房内新增组屏备自投装置并接入现场原有控制回路中。该配电房10kV系统共有两路站用变进线，一个联络及两路柴发进线，配置一台AM5SE-B高压备自投装置在厂内生产组屏安装接线，然后到现场后再引电压、电流及开入量信号和控制电源至屏柜端子，并由备自投装置对5个断路器进行分合控制。同时根据现场二次原理图绘制屏柜接线二次图、端子排，供生产组屏和现场接入提供资料。

装置背部端子设计方案如图2.1所示，X1.17~X1.20端子接入进线1电压，X1.21~X1.24端子接入进线2电压，X1.25~X1.26端子接入柴发1电压，X1.27~X1.28接入柴发2电压。

图3.1 AM5SE-B备自投装置背部端子图

4、屏柜方案及现场调试

本项目AM5SE-B高压备自投保护装置安装在备自投屏柜上，在厂内组屏完成部分端子接线及预留外引线端子，发往现场后再按图纸接入电流、电压、断路器位置等开入信号并将对应出口接入控制的各断路器分合闸回路。

该方案经过现场测试后，已投入运行。

5、结语

我国的电力供应主要依靠国家电网供电，电力缺口也在不断变大，尤其在用电高峰期缺电现象严重，为此很多大型企业便自建电厂或配备发电机。备用电源自动投入装置，可以保证电源的不间断供电并提高供电的高可靠性，目前已经成为现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。本文介绍的工程项目使用AM5SE-B高压备自投保护装置实现了不同的供电方式的切换。不但提高了供电的可靠性，使整个配电工程实现了综合自动化，还有效地降低了工作人员的劳动强度，节省人力资源。