母联备自投逻辑（精选5篇）
母联备自投逻辑 篇1
0 引言
随着经济的发展和科学技术的进步,人们对于电力系统的可靠性要求越来越高。目前,提高电力系统供电可靠性的方法主要有以下几种:一是采用环网供电,此种方式使得供电可靠性大大提高,但多级环网对系统稳定不利,在中、低压电网中较少采用;另一种提高供电可靠性的方式是采用双电源供电方式,由此将带来继电保护配合困难等问题。故此,电网供电普遍采用单路供电,当主工作电源出现故障不能正常供电时,由备用电源自动投入装置(简称备自投)将负荷自动切换到另一路备用电源系统中[1,2,3]。这种电源切换原则是由备自投的逻辑功能确定,备自投的逻辑功能的完善是保证供电的连续性和可靠性的必要条件[4]。
根据电力系统一次接线方式的不同,备自投可分为:母联(分段)备自投、桥开关备自投、进线备自投、变压器备自投、均衡负荷母联备自投等多种形式[5]。
本文主要对单母分段系统各种形式的开关变位进行分析,探讨了传统母联备自投逻辑,指出了其中存在的一些不足,针对这些问题,提出新的母联备自投逻辑,通过分析表明,该备自投逻辑能够有效地避免这些问题。
1 单母分段系统
常用的单母分段系统有:进线桥接线系统、出线分段系统两种。进线桥接线系统是指变电站有两条或两条以上的进线,出线分段系统是指变电站有两台或两台以上的变压器,每台变压器各带一段母线。由于进线桥接线系统和出线分段系统采用同种类型的备用电源自动投入装置,因此把桥接线系统也按单母分段系统分析。
1.1 桥接线系统
进线桥接线系统的典型接线示意图如图1所示。
系统说明:系统正常运行时,1#主变由进线1供电,2#主变由进线2供电,1DL、2DL、4DL、5DL处于合闸位置,3DL处于分闸位置,两段母线分别独立运行。当进线1线路故障(如图2所示,d1点故障),对侧开关跳开,1母失压,此时由装在3DL上的备用电源自动投入装置动作依次跳开1DL,合3DL,1#主变恢复供电;当进线2线路故障,对侧开关跳开,2母失压,此时由装在3DL上的备用电源自动投入装置动作依次跳开2DL,合3DL,2#主变恢复供电。
以下分析是以1DL和4DL的开关变位为例,假定图1的进线分段系统发生接地故障,如图2所示。
根据DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件[6]的要求,当d2或d3点故障时,1DL跳开,3DL不应该合闸;当d4点故障或1#主变内部故障时,4DL跳开,3DL不应该合闸,若4DL开关失灵,1DL作为4DL的后备保护动作,3DL不应该合闸;当手动或远方操作跳开1DL时,3DL不应该合闸;当1#PT或2#PT进行检修时,手动合3DL,二次系统的PT并列装置发出PT并列指令,使得PT二次侧在小母线侧并列,1#主变或2#主变的保护装置不至于因为失压造成误动作、误报警。
1.2 出线分段系统
出线分段系统的典型接线示意图如图3所示。
系统说明:系统正常运行时,1DL、2DL处于合闸位置,3DL处于跳闸位置,两条母线独立运行。当1#主变故障,母线失压,则由装在母联柜上的备用电源自动投入装置动作依次跳开1DL,合3DL,1母恢复供电;当2#主变故障,则由装在母联柜上的备用电源自动投入装置动作依次跳开2DL,合3DL,2母恢复供电。
以下分析是以1DL的开关变位为例,假定图3的出线分段系统发生接地故障,如图4所示。
根据DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件[6]的要求,当d1点故障时,1DL跳开,3DL不应该合闸;当d2、d3点或变压器内部故障,1#主变差动保护动作,跳开1DL开关,此时3DL合闸,1母恢复供电;当手动或远方操作跳开1DL时,3DL不应该合闸;当1#PT或2#PT进行检修时,手动合3DL,二次系统的PT并列装置发出PT并列指令,使得PT二次侧在小母线侧并列,1#主变、2#主变或出线部分的保护装置不至于因为失压造成误动作、误报警。
2 单母分段系统的备自投逻辑
图5为单母分段系统的常规备自投逻辑图,分为充、放电逻辑,跳闸逻辑和合闸逻辑三部分,在此仅讨论跳闸逻辑。
如图5所示,当备用电源自动投入装置充电完成后,检测到1母无压、无流或2母无压、无流,经过跳闸延时,跳开失电开关。
该逻辑对于图2的d1点故障、图4的d2、d3点故障,可以很好的完成备自投功能,恢复1母供电,提高系统的供电可靠性。但对于图2的d2、d3点故障和图4的d1点故障,由于备自投动作3DL合闸后故障仍然存在,则会出现3DL再次跳开的现象,对系统造成冲击。要解决这个问题,对于图2所示的系统,进线保护和变压器高后备、差动保护都需配置“保护跳闸闭锁备自投”功能(保护装置需提供一付继电器输出接点或外扩继电器,该接点接至备用电源自动投入装置的“闭锁备自投”开入点,用于实现相应保护动作后闭锁备自投功能)。
对于图4所示的系统,主变的低后备保护也要配置“保护跳闸闭锁备自投”功能(保护装置需提供一付继电器输出接点或外扩继电器,该接点接至备用电源自动投入装置的“闭锁备自投”开入点,用于实现主变低后备保护动作闭锁备自投功能)。
另外,手跳1DL或2DL开关时,备用电源自动投入功能也会启动,合3DL。要解决这个问题,需要把1DL和2DL的手动跳闸接点接至备用电源自动投入装置的“闭锁备自投”开入点;保护装置还需提供一付独立的继电器输出接点,接至“闭锁备自投”开入点,实现远方操作跳开1DL或2DL时闭锁备自投功能。
如上所述,常规的备自投逻辑需要增加保护的出口继电器和施工电缆,增加了不同屏柜之间的电缆连线,提高了工程造价,同时,给现场运行人员带来操作麻烦。
如果在图5所示的备自投的跳闸逻辑中增加相应1DL或2DL的跳闸位置接点闭锁备自投,即可避免上述问题。这种新思路的备自投逻辑图如图6所示。
对于图2的d1点故障,对侧断路器跳开,1母无压无流,由于1DL在合闸位置,备用电源自动投入装置动作,首先跳开1DL,切除故障点,再合3DL,1母恢复供电;对于图2的d2、d3点故障(绝大部分都是永久性故障),1DL跳开,1母无压、无流,但由于1DL已经在跳位,因此备用电源自动投入装置不动作;当手动跳开1DL开关后,1母无压、无流,但由于1DL已经在跳位,因此备用电源自动投入装置不动作。
对于图4的d1点故障,1DL跳开,1母无压、无流,但由于1DL已经在跳位,因此备用电源自动投入装置不动作;如果d2、d3点故障,主变差动动作,如果差动动作同时跳高、低压侧开关,则由于1DL已经在跳位,备用电源自动投入装置不动作,但是如果差动动作仅跳开电源端(即高压侧)开关,则备用电源自动投入装置动作后首先跳开主变低压侧开关,再合3DL,1母恢复供电;当手动或远方跳开1DL开关后,1母无压、无流,但由于1DL已经在跳位,因此备用电源自动投入装置不动作。
3 结论
(1)本文对单母分段系统各种形式的开关变位进行分析,探讨了传统母联备自投逻辑,找出其中存在的一些不足,主要表现在增加微机保护装置出口接点和电缆连接等问题。
(2)通过对传统备自投的跳闸逻辑中增加相应的断路器位置接点闭锁备自投,不仅可以很方便实现远方或手动操作闭锁备自投,还可以减少电缆连接,从而减少相应的投入。
摘要：在输配电系统中,为了提高电力系统的供电可靠性,电网供电普遍采用一主一备模式,即当主工作电源出现故障不能正常供电时,由备自投装置将负荷自动切换到备用电源,从而保证不间断对用户供电。该文针对单母分段系统各种形式的开关变位特性,通过对传统母联备自投逻辑的分析,指出其中存在的一些不足,并提出一种新的母联备自投逻辑,它具有能有效减少微机保护装置的出口接点、简化屏与屏之间的电缆连线、降低工程的成本、方便运行值班人员的操作等优点。
关键词：备自投,单母分段,母联,逻辑,微机保护
参考文献
[1]崔家佩,孟庆炎,陈永炎,等.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京:中国电力出版社,1990.
[2]杨新民,杨隽琳.电力系统微机保护培训教材[M].北京:中国电力出版社,2000.
[3]杜景远,崔艳.微机备自投在济南电网中的应用[J].继电器,2001,29(9):40～42.
[4]刘佐华.110kV变电站备自投动作不成功原因分析及补救措施[J].电力系统保护及控制,2009,37(2):91～92.
[5]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京:中国电力出版社,2000.
[6]DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件[M].北京:中国电力出版社,2002.
一种新颖的母联备自投逻辑方法 篇2
随着经济的发展和科学技术的进步, 人们对于电力系统的可靠性要求越来越高。目前, 提高电力系统供电可靠性的方法主要有以下几种:一是采用环网供电, 此种方式使得供电可靠性大大提高, 但多级环网对系统稳定不利, 在中、低压电网中较少采用;另一种提高供电可靠性的方式是采用双电源供电方式, 由此将带来继电保护配合困难等问题。故此, 电网供电普遍采用单路供电, 当主工作电源出现故障不能正常供电时, 由备用电源自动投入装置 (简称备自投) 将负荷自动切换到另一路备用电源系统中[1,2,3]。这种电源切换原则是由备自投的逻辑功能确定, 备自投的逻辑功能的完善是保证供电的连续性和可靠性的必要条件[4]。
根据电力系统一次接线方式的不同, 备自投可分为:母联 (分段) 备自投、桥开关备自投、进线备自投、变压器备自投、均衡负荷母联备自投等多种形式[5]。
本文主要对单母分段系统各种形式的开关变位进行分析, 探讨了传统母联备自投逻辑, 指出了其中存在的一些不足, 针对这些问题, 提出新的母联备自投逻辑, 通过分析表明, 该备自投逻辑能够有效地避免这些问题。
1 单母分段系统
常用的单母分段系统有:进线桥接线系统、出线分段系统两种。进线桥接线系统是指变电站有两条或两条以上的进线, 出线分段系统是指变电站有两台或两台以上的变压器, 每台变压器各带一段母线。由于进线桥接线系统和出线分段系统采用同种类型的备用电源自动投入装置, 因此把桥接线系统也按单母分段系统分析。
1.1 桥接线系统
进线桥接线系统的典型接线示意图如图1所示。
系统说明:系统正常运行时, l#主变由进线l供电, 2#主变由进线2供电, l DL、2DL、4DL、5DL处于合闸位置, 3DL处于分闸位置, 两段母线分别独立运行。当进线l线路故障 (如图2所示, dl点故障) , 对侧开关跳开, 1母失压, 此时由装在3DL上的备用电源自动投入装置动作依次跳开1DL, 合3DL, 1#主变恢复供电;当进线2线路故障, 对侧开关跳开, 2母失压, 此时由装在3DL上的备用电源自动投入装置动作依次跳开2DL, 合3DL, 2#主变恢复供电。
以下分析是以l DL和4DL的开关变位为例, 假定图1的进线分段系统发生接地故障, 如图2所示。
根据DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件[6]的要求, 当d2或d3点故障时, 1DL跳开, 3DL不应该合闸;当d4点故障或1#主变内部故障时, 4DL跳开, 3DL不应该合闸, 若4DL开关失灵, 1DL作为4DL的后备保护动作, 3DL不应该合闸;当手动或远方操作跳开1DL时, 3DL不应该合闸;当1#PT或2#PT进行检修时, 手动合3DL, 二次系统的门并列装置发出PT并列指令, 使得PT二次侧在小母线侧并列, 1#主变或2#主变的保护装置不至于因为失压造成误动作、误报警。
1.2 出线分段系统
出线分段系统的典型接线示意图如图3所示。
系统说明:系统正常运行时, IDL、2DL处于合闸位置, 3DL处于跳闸位置, 两条母线独立运行。当l#主变故障, 母线失压, 则由装在母联柜上的备用电源自动投入装置动作依次跳开1DL, 合3DL, 1母恢复供电;当2#主变故障, 则由装在母联柜上的备用电源自动投入装置动作依次跳开2DL, 合3DL, 2母恢复供电。
以下分析是以1DL的开关变位为例, 假定图3的出线分段系统发生接地故障, 如图4所示。
根据DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件[6]的要求, 当d1点故障时, l DL跳开, 3DL不应该合闸;当d2、d3点或变压器内部故障, 1#主变差动保护动作, 跳开1DL开关, 此时3DL合闸, 1母恢复供电;当手动或远方操作跳开1DL时, 3DL不应该合闸;当I#PT或2#PT进行检修时, 手动合3DL, 二次系统的胛并列装置发出朋并列指令, 使得PT二次侧在小母线侧并列, 1#主变、2#主变或出线部分的保护装置不至于因为失压造成误动作、误报警。
2 单母分段系统的备自投逻辑
图5为单母分段系统的常规备自投逻辑图, 分为充、放电逻辑, 跳闸逻辑和合闸逻辑三部分, 在此仅讨论跳闸逻辑。
如图5所示, 当备用电源自动投入装置充电完成后, 检测到1母无压、无流或2母无压、无流, 经过跳闸延时, 跳开失电开关。
该逻辑对于图2的d1点故障、图4的d2、d3点故障, 可以很好的完成备自投功能, 恢复1母供电, 提高系统的供电可靠性。但对于图2的d2、d3点故障和图4的dl点故障, 由于备自投动作3DL合闸后故障仍然存在, 则会出现3DL再次跳开的现象, 对系统造成冲击。要解决这个问题, 对于图2所示的系统, 进线保护和变压器高后备、差动保护都需配置“保护跳闸闭锁备自投”功能 (保护装置需提供一付继电器输出接点或外扩继电器, 该接点接至备用电源自动投入装置的“闭锁备自投”开入点, 用于实现相应保护动作后闭锁备自投功能) 。
对于图4所示的系统, 主变的低后备保护也要配置“保护跳闸闭锁备自投”功能 (保护装置需提供一付继电器输出接点或外扩继电器, 该接点接至备用电源自动投入装置的“闭锁备自投”开入点, 用于实现主变低后备保护动作闭锁备自投功能) 。另外, 手跳l DL或2DL开关时, 备用电源自动投入功能也会启动, 合3DL。要解决这个问题, 需要把l DL和2DL的手动跳闸接点接至备用电源自动投入装置的“闭锁备自投”开入点;保护装置还需提供一付独立的继电器输出接点, 接至“闭锁备自投”开入点, 实现远方操作跳开1DL或2DL时闭锁备自投功能。如上所述, 常规的备自投逻辑需要增加保护的出口继电器和施工电缆, 增加了不同屏柜之间的电缆连线, 提高了工程造价, 同时, 给现场运行人员带来操作麻烦。
如果在图5所示的备自投的跳闸逻辑中增加相应1DL或2DL的跳闸位置接点闭锁备自投, 即可避免上述问题。这种新思路的备自投逻辑图如图6所示。
对于图2的d1点故障, 对侧断路器跳开, 1母无压无流, 由于1DL在合闸位置, 备用电源自动投入装置动作, 首先跳开1DL, 切除故障点, 再合3DL, 1母恢复供电;对于图2的d2、d3点故障 (绝大部分都是永久性故障) , 1DL跳开, 1母无压、无流, 但由于1DL已经在跳位, 因此备用电源自动投入装置不动作;当手动跳开1DL开关后, 1母无压、无流, 但由于1DL已经在跳位, 因此备用电源自动投入装置不动作。
对于图4的dl点故障, 1DL跳开, 1母无压、无流, 但由于1DL已经在跳位.因此备用电源自动投入装置不动作;如果d2、d3点故障, 主变差动动作, 如果差动动作同时跳高、低压侧开关, 则由于1DL已经在跳位, 备用电源自动投入装置不动作, 但是如果差动动作仅跳开电源端 (即高压侧) 开关, 则备用电源自动投入装置动作后首先跳开主变低压侧开关, 再合3DL, l母恢复供电;当手动或远方跳开1DL开关后, 1母无压、无流, 但由于1DL已经在跳位, 因此备用电源自动投入装置不动作。
3 结论
(1) 本文对单母分段系统各种形式的开关变位进行分析, 探讨了传统母联备自投逻辑, 找出其中存在的一些不足, 主要表现在增加微机保护装置出口接点和电缆连接等问题。
(2) 通过对传统备自投的跳闸逻辑中增加相应的断路器位置接点闭锁备白投, 不仅可以很方便实现远方或手动操作闭锁备自投, 还可以减少电缆连接, 从而减少相应的投入。
参考文献
[1]崔家佩, 孟庆炎, 陈永炎, 等.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京:中国电力出版社, 1990.
[2]杨新民.杨隽琳.电力系统微机保护培训教材[M].北京:中国电力出版社, 2000.
[3]杜景远, 崔艳.微机备自投在济南电网中的应用[J].继电器.2001, 29 (9) :40-42.
[4]刘佐华.110kV变电站备自投动作不成功原因分析及补救措施[J].电力系统保护及控制, 2009, 37 (2) :91～92.
[5]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京:中国电力出版社, 2000.
母联备自投逻辑 篇3
1 10 k V电源进线、10 k V母联、400 V低压主授、400 V母联的关系。
宁波金海德旗化工有限公司是一家从事危化品生产的化工企业。供电的可靠性对企业来说是非常重要的。因此企业配备有两路10 k V电源并备有柴油消防机组。作为一家危化企业光有两路电源并不是万事大吉的, 两路电源之间的关系, 上、下级之间的关系、电源与用电设备之间的关系是非常重要的。下面就我公司的用电配置情况作一简单介绍。
两路10 k V电源同时分列运行, 容量互备。两路10 k V电源之间有母联, 不论是自动还是手动状况下, 进线与母联的关系为三合二。也就是说, 两个进线开关、母联开关三个开关中只能同时有两个开关在合位。
每个变电所均设有两台变压器, 两台变压器的电源分别来自两路电源, 变压器容量互备。两台变压器的400 V主授开关与低压母联开关设有手自动转换开关, 在自动状态下母联为自投自复 (自投自复即母联在任一主授失电断开时, 自动合闸。在失电的主授得电时自动断开, 失电主授自动合闸) 。现场用电设备主要指风机、泵类负载。均设有晃电自启动功能, 在晃电恢复供电后按重要程度分批分组启动。供电系统图如图1所示。
2 时间参数设定值不同对用电设备再启动的影响研究
2.1 原系统参数及晃电后的用电设备的再启动情况
10 k V备自投手动状态, 在一路电源失电时母联开关不动作。400 V备自投处于自动状态, 且为自投自复。
对公司165台泵按再启动延时时间分批启动成功率的统计如表1所示。
表1中各开关投入时间为从电压跌落主授跳闸到母联开关合闸成功总的时间;晃电自启动时间是指从检测到电压跌到落额定电压80%后, 恢复供电时电压恢复到额定电压的90%开始计时, 延时到设定时间发出启动命令。
由表1发现:再启动成功率与再启动延时时间和400 V母联开关及低压主授开关的动作时间及晃电电压恢复正常的时间有密切的关联。即当晃电开始, 用电设备综保仪检测到电压跌落, 低压主授开关跳闸, 到母联开关合闸, 到电压恢复正常母联开关跳闸, 低压综保仪再次检测到电压跌落, 到低压主授开关合闸, 供电电压恢复正常。这一过程中, 低压用电设备的综保仪检测到两次电压降, 两次电压恢复正常。以表1中第一组数据为例, 综保仪在第一次检测到电压恢复到9 0%时即母联开关合闸成功后, 延时1 s发出启动命令。电源电压在1 s后恢复正常, 母联开关跳闸低压主授合闸, 过程在0.8 s左右, 此时用电设备启动时几乎处于开关切换时, 故再启动成功率不高。
2.2 对晃电再启动时间调整后的用电设备再启动情况
由表2中看出, 延长再启动的延时时间, 躲过晃电时间与开关切换时间的影响, 再启动成功率大大提高。
3 结论
母联备自投逻辑 篇4
目前实现母联备自投供电方式主要有以下三种方式:第一, 采用电磁型普通继电器, 由电压继电器、时间继电器、重合闸继电器、中间继电器等继电器组成来实现母联备自投, 再附加电流继电器、信号继电器来实现保护功能, 采用这种传统的方式, 选用的元器件众多、保护功能单一、不具备通讯功能且接线相当复杂, 给定值整定和检修维护也带来诸多不便。第二, 采用国产微机保护装置, 由于国产的微机保护装置有的只能做为保护功能而不具备备自投功能, 有的则只能做为备自投装置而不具备保护功能, 故采用国产微机保护装置实现母联备自投, 需选用既有保护功能又有备自投功能的专用型号母联备自投微机保护装置, 而国产型号的这些装置, 其开关量输入和出输出接口大多都是固定的不能让用户自定义, 且其备自投方式也是固定的, 只能选择固定的自投方式而不能根据用户需要自由定义和逻辑编程, 在使用过程中功能单一, 灵活性欠缺。第三, 采用进口的微机保护装置, 如法国施耐德电气公司的SepamS40微机保护装置, 由于其集成了保护功能、测量功能、监控功能、通讯功能和逻辑编程功能且所有开关量输入和出输出接口均可由用户自由定义, 故采用SepamS40微机保护装置实现母联备自投, 不仅保护功能全面且逻辑编程功能灵活, 接线简单, 使用维护和整定方便。下文将介绍采用SepamS40在母联备自投供电方式中的具体应用。
1 母联备自投供电方式中的供电方案
供电系统由两台进线、两台母线PT、两台出线和一台母联组成, 正常工作时, 1QF合闸、2QF合闸、3QF分闸, 两路电源进线分别给两段母线供电;当任一母线PT (1#PT或2#PT) 检测到本段母线失电时, 跳开该侧进线开关1QF或2QF后, 母联3QF自投, 由一路电源进线带两段母线供电。
2 保护系统的配置
1#进线、2#进线、母联均选配Sepam S40+MES114 (I/O模块) +ACE949-2 (通讯模块) 。
3 工作模式
3.1 初始状况:
1QF合闸、2QF合闸、3QF分闸;1#PT有压、2#PT有压
3.2 母联备自投投入的动作条件
(1) 1#PT检测I段母线无压, 1QF无过流速断且非就地或远控分闸, 2#PT检测II段母线电压正常, 2QF在合闸位置, 3QF无过流且非就地或远控分闸。
(2) 2#PT检测II段母线无压, 2QF无过流速断且非就地或远控分闸, 1#PT检测I段母线电压正常, 1QF在合闸位置, 3QF无过流且非就地或远控分闸。
(3) 母联备自投转换开关处于备自投允许位置。
3.3 动作以后
(1) 1QF分闸、2QF合闸、3QF合闸。
(2) 1QF合闸、2QF分闸、3QF合闸。
4 逻辑编程程序
4.1 1#进线程序
4.2 母联程序
4.3 2#进线程序
5 结语
通过SepamS40微机保护装置内部的逻辑编程功能就能简单方便的实现母联备自投且两台进线和母联的微机保护装置选型相同, 通用性较强, 不仅使装置的接线简单方便而且当逻辑条改变时, 只需在软件中直接进行程序改动即可实现新的功能, 如当要求母联自投且带自动恢复功能时, 只要在以上的程序基础修改语句就能实现, 所有改动不需要更换装置的型号, 不需更改硬件的配置, 不需要更改装置的接线。至此, 我们可以看到SepamS40在母联备自投供电方式中的应用, 具有保护功能全面、逻辑编程功能灵活、接线简单、使用维护方便等众多优点。
参考文献
[1]韩风.建筑电气设计手册.
母联备自投逻辑 篇5
1母联备自投的基本原则1
母联备自投功能的基本设计原则[2]: 在判断工作进线电源确实失电时才投入备用电源,而工作进线电源的电压互感器退出运行或熔断器断线时不动作; 必须保证工作进线电源断路器断开后投入备用电源; 手动断开工作进线电源断路器时, 母联备自投不动作; 工作进线电源无论什么原因失电时,母联备自投必须延时动作; 母联备自投只允许动作一次; 备用电源无电压时,母联备自投不动作; 备用电源若投入到故障进线时,保护应加速断开断路器; 母联备自投可根据需要随时并快速投入和退出。
2LOGO!24RCPLC实现母联备自投
中国石油大庆炼化公司二期30万t/a聚丙烯装置聚合区、造粒区和包装区的低压配电间的主接线简化图如图1所示。正常工作情况下,Ⅰ、 Ⅱ段进线电源分别为低压负荷供电,母联开关QF3处于分闸状态[3]。如果某段进线电源故障, 则母联备自投装置首先分开该故障段进线开关, 再执行合上母联开关QF3的动作,实现由非故障进线电源为Ⅰ段和Ⅱ段进线上的全部负荷供电的功能。
2.1硬件部分
LOGO! 24RC PLC提供8个输入信号和4个输出信号( 图2) 。输入信号分别为I1 ~ I8,I1为 Ⅰ段进线开关QF1处于分闸状态,是常闭触点; I2为Ⅰ段进线开关QF1故障闭锁,是常开触点; I3为Ⅰ段进线电压正常,是常开触点; I4为QF2分闸状态、I5为QF2故障闭锁、I6为Ⅱ段进线正常; I7为母联开关QF3处于分闸状态,是常闭触点; I8为母联转换开关所在位置,有自动和手动两种状态,自动状态为闭点,手动状态为开点。输出信号分别为Q1 ~ Q4,Q1代表Ⅰ段进线开关QF1; Q2代表Ⅱ段进线开关QF2; Q3、Q4代表合母联开关QF3,Q3依据Ⅰ段进线开关是否分闸成功来判断合母联开关,Q4依据Ⅱ段进线开关是否分闸成功来判断合母联开关。L、N提供220V( AC) 的工作电源。
2.2工作原理
正常工作情况下,Ⅰ段进线开关QF1和Ⅱ段进线开关QF2处于合闸状态,所以I1和I4的常闭触点KA11和KA21打开,无输入信号; 正常工作状态下QF1和QF2均无故障,所以I2和I4的常开触点KA12和KA22仍处于打开状态,均无输入信号; 电压继电器FV1和FV2带电后常开触点闭合,所以I3和I6分别有输入信号; 母联开关QF3处于分闸状态,所以I7有输入信号; 母联备自投转换开关转至自动位置,所以I8有输入信号。综上所述,在正常工作情况下,I3和I6 ~ I9均有输入信号。
假如Ⅰ段电源进线突然失电,电压继电器FV1失电,I3无输入,此时LOGO! 24RC PLC执行内部逻辑程序,分开Ⅰ段进线开关QF1,Q1输出且I1有输入后,Q3输出合母联QF3。Ⅱ段电源进线失电同理。
Ⅰ段进线开关QF1或Ⅱ段进线开关QF2故障时,均无法实现合母联功能。
2.3母联备自投软件的优化
LOGO! 24RC PLC使用起来非常方便,在其内部存储器中存储了大量的编程元素,如常量/连接器、基本功能块和特殊功能块[4]。常量/连接器主要包括输入、输出、标志和固定的电压电平; 基本功能块相当于布尔代数的简单逻辑元素,主要包括与、或及非等功能块; 特殊功能块主要包括定时器及计数器等具有特殊功能的模块[5]。LOGO! 24RC PLC还提供LOGO! Soft Comfort编程软件, 帮助用户在计算机上方便快速地创建、测试和修改程序。
二期30万t/a聚丙烯低压一、二段,三、四段,造粒和包装低压母联备自投存在设计缺陷,当某一段进线电源失电时,LOGO! 24RC PLC逻辑缺少检测另一段进线电源电压是否正常的环节, 母联就执行自投,容易扩大事故范围,造成更严重的生产事故。并且还存在两段进线电源同时失电时两段进线开关同时跳闸的问题。
优化的母联备自投逻辑程序如图3所示,Q1与Q3组合完成分开Ⅰ段进线开关QF1后合上母联开关QF3动作,Q2与Q4组合完成分开Ⅱ段进线开关QF2后合上母联开关QF3动作,虚线矩形框内的输入量为优化逻辑新增的。
以Q1、Q3组合为例,当两段进线电源均有电时QF1和QF2处于合闸无故障状态,故I1、I2、I4、 I5取非后为1,I3取非后为0,经第一个与逻辑后输出为0,作为下一个与逻辑的输入; 转换开关转至自动位置时I8为1,I6为1。当Ⅰ段进线电源失电时,I3取非后为1,第一个与逻辑输出为1,同样第二个与逻辑输出为1,然后接通延时定时器 ( 0. 5s是回避电力电压暂降时间) ,Q1输出分开I段进线开关QF1。QF1分闸后Q3输出执行合母联开关QF3动作,关闭延时定时器为此次动作延时1s返回。
程序优化后实现的功能: 当某一段进线电源失电时,只有检测到另一段进线电源电压合格后才能进行母联自投; 当两段进线电源同时失电时, 两段低压进线开关不跳闸。
3仿真调试
采用LOGO! Soft Comfort软件对优化后的母联备自投逻辑进行仿真实验,各项模拟实验的仿真如图4所示。针对电力系统的波动及误操作等导致的停电事故进行了各项模拟实验,结果表明: 优化后的母联备自投装置在各种实验条件下均能保证系统的安全平稳运行。
4结束语